Le cycle du soufre (S)

Le cycle du soufre (S)

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Le soufre est un élément absorbé par les plantes en quantité supérieure à celle du phosphore.
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Son rôle dans la plante est d'activer des enzymes et des coenzymes. Il est un composant de plusieurs acides aminés essentiels : cystéine, cystine, méthionine, taurine, glutathion. Il est indispensable à la synthèse des protéines et intervient aussi dans la fixation symbiotiquefixation symbiotiqueDéfinition: Phénomène biologique dû à des bactéries (Rhizobium) vivant en symbiose sur les racines des légumineuses, ayant pour conséquence la transformation de l’azote de l’air en azote organique utilisable par la plante....
de l'azote.

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Le soufre dans le sol

Le soufre existe dans le sol sous la forme minérale – à l'état de sulfates- et surtout organique (acides aminés, protéines.).
Les microorganismes transforment le soufre sous différentes formes solubles et gazeuses.

  • SO42‐ : forme sulfate dominante dans les sols bien drainés. C'est la forme disponible pour les plantes. Elle est également facilement lessivable comme le nitrate.
  • H2S : forme apparaissant en milieu réduit (sols inondés), elle peut être toxique à une certaine concentration pour les plantes. C'est un gaz qui peut être émis par les sols.

Le cycle biologique du soufre dans la nature est très comparable à celui de l'azote dans le sol. Tous les deux sont stockés à l'état organique et sont ensuite libérés sous une forme assimilable par la plante par un processus analogue (la minéralisationminéralisationDéfinition: Transformation de la matière organique qui conduit à la formation de sels minéraux où les éléments fertilisants deviennent solubles et accessibles aux plantes....
microbienne ou l'hydrolyse). Le produit final en est toujours l'ion sulfate. L'ion sulfate n'est pas retenu dans le sol, il est très facilement lessivé pendant l'hiver. La quantité de sulfate disponible dépend du reliquat non lessivé en fin d'hiver, de la minéralisationminéralisationDéfinition: Transformation de la matière organique qui conduit à la formation de sels minéraux où les éléments fertilisants deviennent solubles et accessibles aux plantes....
de la matière organique en début de printemps et de la retombée atmosphérique de dioxyde de soufre SO2.

 

Cycle du Soufre en agriculture

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  1. Le recyclage d'éléments nutritifs contenus dans les matières organiques de toute nature : effluents d'élevage, résidus de culture et autres sous-produits organiques issus des activités humaines, constitue une ressource importante pour la fertilisation.
  2. La fabrication des engrais peut conduire à des formulations contenant du soufre sous forme sulfate :
    • les engrais azotés (solides ou liquides) contenant du sulfate ou du thiosulfate d'ammoniaque, les ammonitratesammonitratesDéfinition: Texte à venir......
      contenant du sulfate de calcium et/ou du sulfate de magnésium
    • les engrais simples phosphatés, potassiques et magnésiens dont certains contiennent des sulfates (sulfate de calcium, de potassium ou de magnésium)
    • les engrais composés (PK ou NPK) contenant, selon le procédé de fabrication, du sulfate de calcium et/ou du sulfate d'ammoniaque.
  3. Certains produits phytosanitaires apportent du sulfate ou du soufre élémentaire qui s'oxyde en sulfate dans le sol.
  4. Les retombées atmosphériques de soufre se font sous forme d'oxyde (SO2 surtout et SO3). Au contact avec le sol, ils sont transformés en sulfate. Divisées par six depuis 40 ans, les émissions en soufre des usines et des pots d'échappement entrainent une forte réduction des retombées atmosphériques.
  5. L'organisation microbienne transforme le sulfate minéral en soufre organique. L'activité des bactéries du sol est principalement stimulée par la présence d'azote ammoniacal et de sulfate. Le soufre organique n'est pas directement assimilable par les plantes, il doit d'abord être minéralisé. La minéralisationminéralisationDéfinition: Transformation de la matière organique qui conduit à la formation de sels minéraux où les éléments fertilisants deviennent solubles et accessibles aux plantes....
    de la matière organique du sol (et des effluents) produit du sulfate.
  6. En conditions aérobies dans le sol, la forme ultime du soufre minéral est la forme sulfate mais en conditions anaérobies, le sulfate peut être réduit en sulfure et en hydrogène sulfuré H2S à l'origine d'une odeur désagréable.
  7. La lixiviationlixiviationDéfinition: Processus au cours duquel l'eau de ruissellement passe au travers des pores du sol (percolation) en entraînant par dissolution certains sels, ions ou substances solubles....
    du sulfate est un entraînement en profondeur par l'eau du sol. Cela se produit principalement en hiver lorsque l'excès d'eau fait migrer le sulfate hors de portée des racines.
  8. L'absorption racinaire des végétaux se fait exclusivement sous la forme sulfate.
  9. Une absorption foliaire sous forme de vapeur de soufre élémentaire (S) est possible mais limitée.
  10. La récolte est transformée en nourriture (humaine ou animale), ce qui est l'objectif fondamental de l'agriculture.

 

La plante absorbe le soufre du sol exclusivement sous forme d'ion de sulfate.
Les plantes sont également capables de fixer le soufre disponible dans l'air (hydrogène sulfuré, dioxyde de soufre, soufre élémentaire sublimé) mais en quantités très faibles.
C'est un élément constitutif essentiel de la plupart des protéines (acides aminés soufrés) au même titre que l'azote et le phosphore. Le soufre agit efficacement sur la vie microbienne du sol.

L'absorption de soufre permet une meilleure valorisation de l'azote par un meilleur équilibre de la synthèse des acides aminés constituant les protéines végétales.

Fiche FERTI-pratiques n°03 : soufre     ▶ Télécharger

 

Les carencecarenceDéfinition: Absence, présence insuffisante ou défaut d’assimilabilité d’un élément indispensable à la vie végétale. On distingue habituellement : carence vraie et carence conditionnée ou induite....
s en soufre sont assez similaires à celles de l'azote, du reste on les confond souvent. Comme pour l'azote, elles se manifestent en début de végétation et en période de forte croissance.

Le risque de carencecarenceDéfinition: Absence, présence insuffisante ou défaut d’assimilabilité d’un élément indispensable à la vie végétale. On distingue habituellement : carence vraie et carence conditionnée ou induite....
en soufre est souvent constaté sur les sols légers à structure grossière, après des précipitations importantes et également lorsque les conditions entravent un bon développement racinaire (sol compacté...).

Depuis plusieurs décennies, les besoins ont augmenté parallèlement aux rendements alors que les restitutionrestitutionDéfinition: Retour au sol d'une valeur fertilisante provenant d'éléments minéraux contenus dans divers produits: résidus de récolte laissés sur place, effluents d'élevage......
s de soufre par les engrais sont en diminution puisque les produits utilisés en renferment de moins en moins.

Le soufre peut être apporté à partir des produits phytosanitaires, principalement par certains fongicides. Cela concerne plus la vigne et l'arboriculture que les grandes cultures. Les engrais minéraux et les apports organiques en contiennent en concentration variable. Les pertes comprennent les exportations des récoltes, le lessivage, l'érosion, le ruissellement et l'émission gazeuse (pour une très faible part).
La pollution atmosphérique a généré dans les années 70 une déposition importante de soufre qui a presque disparu avec l'effort réalisé par l'industrie pour dépolluer les émissions et retirer le soufre des carburants.

Si on met en parallèle les données sur les émissions polluantes (CITEPA) et les estimations sur la déposition (EMEP) on peut conclure que les dépôts de soufre au sol diminuent de façon proportionnelle à l'émission. En 2008 par exemple les dépôts en France ont été de 170 kt de S élémentaire soit 424 kt de SO3. Cela nous donne un apport moyen sur la surface fertilisable de 7,7 kg de SO3 / ha / an.

Le bilan soufre est de plus en plus déficitaire ; les apports au sol en soufre diminuent alors que les exportations augmentent pour des cultures comme le colza.

 

Solde du bilan SO3 en France

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Source : Unifa

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