Les cycles bio-géo-chimiques

Les organismes vivants, pour assurer leur subsistance, ont besoin de l'apport constant de certains éléments comme le carbone, l'hydrogène, l'oxygène, l'azote, le phosphore et le soufre.

 

Ces éléments circulent continuellement entre la biosphère (le monde vivant), la géosphère (le sol), l'atmosphère (air) et l'hydrosphère (eau). Cette circulation définit un cycle biogéochimique.

Dans les milieux naturels, les flux s'équilibrent et les stocks varient lentement à l'échelle des siècles ou des millénaires, le recyclage se fait souvent sur place. Les activités humaines entraînent toutefois l'intensification des flux d'éléments et leur circulation sur de grandes distances. La population continue de croître rapidement et elle s'urbanise fortement à l'échelle mondiale.

Il en résulte des enjeux très importants tels que:

1. Le réchauffement climatique lié à l’augmentation de la quantité de CO₂ dans l’atmosphère et d’autres gaz à effet de serre
2. L’épuisement de certaines ressources minérales
3. L’impact lié à l’augmentation de la concentration de certains éléments dans des milieux fragiles (phosphore, nitrate)

L’agriculture entraîne des flux et des effets très importants sur les stocks de carbone, d’azote, mais aussi de phosphore, de potassium et d’autres éléments. Les effets sont multiples : la mise en culture consomme une partie du stock de carbone organique du sol mais à l’inverse la culture fixe plus de dioxyde de carbone de l’air par la photosynthèsephotosynthèseDéfinition: La photosynthèse végétale consiste à réduire le dioxyde de carbone de l'atmosphère par l'eau absorbée par les racines à l'aide de l'énergie solaire captée par les feuilles, en présence de sels minéraux, avec libération d'oxygène, afin de produire des glucides....
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La fertilisation occupe un rôle déterminant car elle joue sur les flux d’entrées de plusieurs éléments importants dans les sols par l’apport de fertilisants. La maîtrise de la fertilisation est un levier d’action déterminant pour améliorer la gestion des cycles. Les pistes d’amélioration sont nombreuses :

• Mieux ajuster les apports aux besoins des cultures
• Favoriser le recyclage des sous produits organiques des élevages et des autres activités
• Limiter les pertes par transfert depuis la parcelle vers d’autres milieux (air, eau, autres espaces).

Une compréhension globale du cycle de chaque élément est nécessaire pour bien comprendre la place de la fertilisation. Cette connaissance met l’accent sur les changements de forme de l’élément et les transferts du système sol-plante vers les autres milieux. On n’étudiera pas ici le cycle de l’eau tout à fait essentiel, pour se limiter aux éléments minéraux indispensables à la croissance des plantes.

 

Le cycle du carbone

Le cycle de l'azote

Le cycle du soufre

Le cycle du phosphore

Le cycle des cations K, Ca, Mg