DYNAMIQUE DU PHOSPHORE DANS LE SYSTÈME SOL-PLANTE (CAS DU BLÉ DUR) EN CONDITIONS pdfAGRO-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    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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 [3]    Cheloufi H., et Bouammar B., 2010. Diagnostic du programme de mise en valeur agricole APFA dans les régions sahariennes : cas de la région de Ouargla. Colloque national sur la mise en valeur en zones arides ; plus de vingt ans de mise en œuvre, pour quels résultats. Laghouat-Algérie, 09 et 10 mai.

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 [14]    Hafsi M., 1990. Influence de la fertilisation phospho-azotée sur la variété de blé dur (Triticum durum var. Mohamed Benbachir » cultivée dans les conditions des hautes plaines sétifiennes. E.N.S.A. 124p.

 [15]     Batten D., 1992. A review of phosphorus efficiency in wheat. Plant and soil. 146: 163-168.

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 [17]     Mehdi S.M., Abid M., Sarfraz M., Hafeez M., Hafeez F., 2007.  Wheat response to applied phosphorus in Light Textured Soil in Journal of Biological Sciences 7 (8). Ed. Asian Network for Scientific Information, pp 153 à1538.

 [18]     Deraoui N., 2004.  Effet  de  la  fertilisation  phosphatée  sur  le  comportement d’une variété  de  blé  tendre  (Triticum aestivum  L.  Var.  Anza)  conduite  en  conditions sahariennes. Mémoire de magistère I.T.A.S. Ouargla. 84 p.