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DYNAMIQUE DU PHOSPHORE DANS LE SYSTÈME SOL-PLANTE (CAS DU BLÉ DUR) EN CONDITIONS AGRO-CLIMATIQUES SAHARIENNES
MIHOUB A. 1, CHELOUFI H.2, BOUKHALFA-DERAOUI N.3
Département des Sciences Agronomiques – Université Kasdi Merbah Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie et Sciences de la terre et de l’Univers Ouargla 30000 (Algérie)
2.. Université KASDI MERBAH Ouargla Laboratoire de Protection des Ecosystèmes en Zones Arides et Semi Arides - Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie et Sciences de la terre et de l’Univers, Ouargla(Algérie)
3. Université KASDI MERBAH Ouargla. Laboratoire Bio-ressources Sahariennes : Préservation et Valorisation. Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie et Sciences de la terre et de l’Univers Ouargla (Algérie)
Résumé : La présente expérimentation s'inscrit dans le cadre d'un programme de recherche sur la fertilisation raisonnée du blé dur cultivé sous centre-pivot en conditions édapho-climatiques sahariennes. Ce travail recherche le type d’engrais phosphaté (MAP, Fosfactyl et SSP) et la dose (30, 60 et 90 unités/ha) à suggérer dans ces conditions et d’apprécier l’influence de cette fertilisation phosphatée sur le prélèvement de l’azote par la culture.Les principaux résultats obtenus attestent globalement d’un comportement de la culture différent selon la nature de l’engrais phosphaté utilisé. De ce fait, les paramètres économiques et qualité du produit préciseront la dose et le type d’engrais à utiliser. Le rendement maximal d’environ 6,9 t.ha-1 est l’œuvre de l’interaction Fosfactyl*(60 unités P2O5.ha-1). Les exportations des éléments majeurs (NPK) et les rendements obtenus sont corrélés positivement, dont le rendement est plus influencé par les exportations de la potasse que par les deux autres éléments (r =0,82***).
Mots clés : Phosphore, Engrais phosphatés, Blé dur, Fertilisation, Sahara, Algérie.
DYNAMICS OF PHOSPHORUS IN SOIL-PLANT SYSTEM (CASE OF HARD WHEAT) IN AGRO-CLIMATE CONDITIONS SAHARAN
Abstract : This experiment is part of a research program on the fertilization of durum wheat grown under center pivot in Saharan soil and climatic conditions. This work research for the type of phosphorus fertilizer (MAP, Fosfactyl and SSP) and dose (30, 60 and 90 units/ ha) to suggest in these conditions and appreciate the influence of phosphorus fertilization on of nitrogen exportations. The principal results demonstrate that the behavior of culture varies with the nature of the phosphorus fertilizer used. So the economic parameters and quality of the product will specify the dose and the type of fertilizer to be used; the maximum yield is approximately 6,9 t.ha-1 was obtained by the interaction Fosfactyl*(60 P2O5.ha-1 units). The yields are very strongly related to potash exports by the crop, and increase according to the quantities of exported K2O (R =0.82***).Key words: Phosphorus, Phosphorus fertilizer, Durum wheat, Fertilization, Sahara, Algeria.Introduction
En Algérie, la zone aride représente près de 95% du territoire national dont 80% dans le domaine de l’hyperaride (saharien). [1] Les sols sahariens sont généralement pauvres en éléments nutritifs, la fertilisation raisonnée reste à l'heure actuelle le moyen le plus efficace pour l’obtention d’une productivité optimale .[2]
Face à un programme national ambitieux de mise en valeur de milliers d’hectares au niveau de cette région et devant des sols squelettiques à très faible fertilité ; la fertilisation minérale constitue l’élément discriminant de l’expression des potentialités productives des espèces cultivées dont les céréales .[3]
La fertilisation phosphatée a toujours posé des problèmes importants ; s’il est facile de connaître les besoins réels des plantes cultivées, le maintien d’’une teneur suffisant dans le sol pour satisfaire les besoins de la plante est difficile à apprécier. En effet, le phosphore est soumis à diverses contraintes physiques et chimiques et il convient de définir leur importance dans le milieu calcaire et les méthodes nécessaires pour parvenir à une utilisation rationnelle des engrais phosphatés [4] .
L’étude que nous allons mener va permettre essentiellement de juger de l’influence des conditions agro-climatiques sur le comportement et l’alimentation minérale azotée du blé mené en culture intensive sous centre-pivot au niveau de la localité d’El-Goléa (Wilaya de Ghardaïa) ; il consiste :
- Une appréciation de la dynamique du phosphore par le biais du système sol-plante afin de rationaliser les apports des engrais phosphatés.
- Une appréciation du comportent des différents engrais phosphatés afin de suggérer à la profession le type le plus indiqué dans les conditions locales.
- Une appréciation de l’impact de la fertilisation phosphatée sur le comportement et la nutrition minérale azotée du blé.
1. Matériel et Méthodes
1.1. Présentation de la région d’étude
El-Goléa appelée actuellement El-Menia, s’étend sur une superficie de 49 000 km². Elle se situe à une altitude de 397m, une longitude de : 2°87 mn Est et une latitude de : 30°57 mn Nord (Fig. 1). Concernant les limites géographiques, elle est limitée au Nord par la sebkha de m'Zab, au Sud par le plateau de Tademaït, à l'Est par la Hamada de Ouargla et à l'Ouest par l'Erg- occidental.
1.2. Site expérimental
L’essai au champ a été conduit durant la campagne agricole 2010/2011 au niveau de la ferme de production HADJADJ Mahmoud à El-Goléa, à 270 km au sud du chef-lieu de la wilaya (Ghardaïa) (Fig.1).
1.3. Matériel végétal
Notre étude a porté sur une variété de blé dur Carioca d’origine française (R2). Les semences testées ont une faculté germinative de 95% et un poids de 1000 grains de 55,54 g.
1.4. Sol
Des prélèvements du sol ont été effectués le 10/01/2011 à l’aide d’une tarière sur une profondeur de 30 cm. Les analyses physico-chimiques du sol ont été réalisées au niveau des laboratoires de sciences du sol du département des sciences agronomiques U.K.M. Ouargla (ex. ITAS) et l’ENSA (ex .INA).
1.5. Engrais phosphatés
Trois engrais phosphatés ont été testés à savoir :
- MAP (Mono – Ammonium – Phosphate) (12-52-0).
-Fosfactyl (3–22–0).
-SSP (Simple super phosphate) (0-20-0)
1.6. Dispositif expérimental
Le dispositif expérimental adopté est un modèle hiérarchisé à deux facteurs fixes engrais phosphatés apportés à différentes niveaux de doses 30, 60 et 90 unité P2O5.ha-1.
1.7. Méthodes d’analyses du sol
Les analyses effectuées sont les suivantes :
- Granulométrie : par la méthode de tamisage (sable grossier, sable fin, et limon+ argile).
- Potentiel d’hydrogène : par la méthode éléctrométrique avec un rapport sol/eau 1/2,5.
- Conductivité électrique : par conductimètre selon un rapport (sol/eau = 1/5).
- Calcaire total : par la méthode gazométrique en utilisant le calcimètre de Bernard.
- Carbone organique : le carbone organique est dosé par la méthode Walkley (1947) [5]. La matière organique est obtenue par la formule : MO % = C % x 1,72.
- Azote total : par la méthode de Kjeldhal (Bremner et Mulvaney, 1982) [6].
- Phosphore assimilable : par la méthode OLSEN (1954) [7].
- Potassium échangeable : par la méthode d’ARNOLD (1962) [8]
- Extraction des bases échangeables : l’extraction se fait à partir de l'acétate d'ammonium dont le dosage des cations se fait par spectrométrie. Le Mg2+ est dosé par spectrophotométrie à absorption atomique et les éléments Ca2+, K+, Na+ au photomètre à flamme.
- Capacité d’échange cationique (CEC) : déterminée par la méthode METSON (1961) [9].
1.8. Traitement statistique
Les données collectées de l’expérimentation ont été soumises à une analyse de la variance par le logiciel STATISTICA ver 6. Le test de NEWMAN et KEULS au seuil de 5% a été utilisé pour comparer les moyennes des variables étudiées afin de déterminer les groupes homogènes.
1. Résultats et discussion
2.1. Caractéristiques physico-chimiques du sol étudié
Le sol du site expérimental est un sol peu évolué d’apport éolien (CPCS, 1967), à texture sableuse et léger.[10] La salinité est très faible (0.114 dS/m). C'est un sol peu calcaire[11]à pH alcalin [12]. La teneur du sol en matière organique est très faible (0,6%). Le sol est moyennement riche en phosphore assimilable, mais très pauvre en azote (Tab. 1).
2.2. Eau d’irrigation
L’eau d’irrigation appartenant au continental intercalaire a été analysée au laboratoire de L’A.N.R.H de Ouargla. D’après la classification de Riverside, cette eau appartient à la classe C2S1; de ce fait, elle peut être utilisée sur n’importe quel type de sol avec un risque minimal d’accumuler du sodium dommageable. La salinité de l’eau est modérée, présentant un pH basique (Tab.2).
2.3. Effet de la fertilisation phosphatée sur les composantes du rendement
L’appréciation de l’efficacité des différents types d’engrais phosphatés a été réalisée sur les principales composantes du rendement au cours du cycle du blé, il en ressort :
- Le nombre d’épis au m² est influencé de façon hautement significative avec l’interaction (Engrais×doses). La combinaison Fosfactyl*60 unités P2O5.ha-1 a matérialisé le meilleur résultat avec 460 épis au m².
Le nombre de grains par épi varie d’une façon significative sous l’action du type d’engrais utilisé. Les valeurs passent de 28 graines/épi pour les deux types Fosfactyl et SSP à 31 graines/épi pour le MAP. D’après [13], le nombre de grains par épi est une caractéristique variétale qui est très influencée par le nombre d'épis au mètre carré ; s’il y’a une application précoce du phosphore, il y aura une augmentation du nombre de grains par épi, le nombre d’épillets par épi et la matière sèche du blé [14].
Le poids de 1000 grains est statistiquement influencé par le type d’engrais phosphaté. Généralement le poids passe de 48,42 g obtenu avec le MAP à 52,82 g obtenu avec le SSP (Tab 3). Le poids de 1000 grains est un paramètre influencé par la nutrition minérale du blé notamment la nutrition phospho-potassique [15]. Cependant, les conditions climatiques influent également sur ce paramètre [16]. Dans l’intervalle expérimental, nos résultats sont nettement supérieurs à ceux obtenus par MEHDI et al (2007) [17] à savoir un PMG maximum de 45,72 g pour une dose de 120 U de P2O5.ha-1.
2.4. Effet de la fertilisation phosphatée sur le rendement en grains
Les résultats de l’analyse de la variance montrent que les engrais et les doses du phosphore ont exercé un effet non significatif sur le rendement en grain. Concernant l’effet type engrais le SSP a donné le meilleur rendement avec 5,77 t.ha-1 cependant le MAP a enregistré le rendement le plus faible avec 5,4 t.ha-1 (Tab 3). Pour l’interaction engrais*dose, l’analyse de la variance révèle une différence significative où la combinaison Fosfactyl*60 unités P2O5.ha-1 a donné le rendement le plus élevé avec 6,92 t.ha-1. Le plus faible provient de Fosfactyl*30 unités P2O5.ha-1 avec 4,22 t.ha-1 soit un écart d’environ 39%. Les deux déterminantes du rendement : Nombre d’épis au m² et nombre de graines au m² ont
enregistré de fortes corrélations avec le rendement en grains avec des coefficients de régression respectivement de : r = 0,78*** et r = 0,90***.
2.5. Effet de la fertilisation phosphatée sur le rendement en paille du blé
L’analyse de la variance montre que les engrais n’ont pas eu d’effet sur le rendement en paille, Par contre les doses du phosphore et l’interaction engrais*doses ont exercé un effet hautement significatif et significatif respectivement sur ce paramètre. La dose 60 unités P2O5.ha-1 a favorisé le rendement paille le plus élevé en enregistrant 71,67 t.ha-1 (Tab 4). Concernant l’effet des doses du phosphore sur le rendement en paille de la culture, nos résultats confirment ceux obtenus par DERAOUI (2004) [18].
2.6. Impact de la fertilisation phosphatée sur la nutrition minérale azotée du blé
2.6.1. Teneur en azote de la paille
L’analyse statistique monte que l’effet est significatif pour l’effet type engrais où le MAP a enregistré les teneurs les plus élevées avec 0.77 %MS. En ce qui concerne l’effet des interactions Engrais*doses la combinaison Fosfactyl*90 unités P2O5.ha-1 a matérialisé la teneur les plus élevée avec 0,98 %MS (Tab 5).
2.6.2. Teneur en azote de la graine
La fertilisation phosphatée ne montre aucune différence significative entre les traitements ; à priori et dans le cas de cette expérimentation, les types et doses d’engrais phosphatés n’ont eu aucun effet sur la teneur en azote des grains (Tab 6). En terme de tendance, plus le sol es riche en phosphore et moins est la teneur en azote du grain
2.6.3. Exportation d’azote par la culture au stade récolte
L’analyse de variance indique un effet non significatif du phosphore sur l’exportation en azote de la culture à ce stade de maturité l’effet est hautement significatif dans le cas des interactions (Engrais*doses). Les exportations les plus élevées sont obtenues avec les combinaisons MAP*D90, Fosfactyl*D60 et SSP*D30 avec respectivement 168,1 kg/ha, 148,19 kg/ha et 195,19 kg/ha (Tab 7).
Globalement pour la production d’un quintal de grains, la quantité d’azote nécessaire varie entre 2,26 kg N/ha (SSP) et 2,78 kg N/ha (MAP). Une liaison significative entre le rendement grains et les exportations de l’azote à maturité (r = 0,44*), ce qui explique l’importance de l’azote dans l’amélioration des rendements pour les céréales.
Conclusion
En zones sahariennes, les sols sableux représentent carrément un support pauvre en éléments nutritifs dont la plante a besoin. Les conditions pédoclimatiques dans ces zones constituent le problème majeur pour le développement des plantes notamment les céréales. Pour atténuer ce problème le recours à la fertilisation minérale reste jusqu’à nos jours le moyen le plus efficace pour l'obtention de rendements acceptables.
De ce fait, il devient nécessaire de raisonner convenablement les apports d'engrais minéraux. Actuellement les recherches s’orientent vers la matérialisation d’une fertilisation minérale plus proche des besoins réels de la plante dans des conditions économiquement rentables et respectueuses de l’environnement.
A travers de ce travail, nous avons essayé d’étudier l’effet comparé de trois types d’engrais phosphatés appliqués à trois doses sur le comportement, la productivité ainsi que sur la nutrition minérale azotée du blé dur cultivé sous pivot d’irrigation.
Les principaux résultats obtenus attestent globalement d’un comportement de la culture différent selon la nature de l’engrais phosphaté utilisé. De ce fait, les paramètres économiques et qualité du produit préciseront la dose et le type d’engrais à suggérer dans ces conditions.
Enfin, pour les céréales la détermination du potentiel de rendement prévu reste jusqu’à nous jours difficile à entreprendre. Cela nécessité bien sûr une étude approfondie des interactions entre les éléments NPK et leurs dynamiques dans le système sol-plante, ainsi que les modes d’action et les modalités d’apport des engrais dans les conditions agro-climatiques du sud-algérien, cela peut réduire considérablement les écarts qui existent entre les objectifs de rendement visés et le réel sur le terrain.
Références bibliographiques
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