Selon une étude du MEEDDAT, le phosphore dans le sol, qui est indispensable au développement des plantes, peut en excès participer à la dégradation des eaux de surface. Le phosphore dans les sols, entre nécessité agronomique et préoccupation environnementale.

Dans les zones cultivées, les apports d’engrais minéraux, d’effluents d’élevage ou urbains contribuent aux besoins des cultures en phosphore. Les livraisons d’engrais minéraux phosphatés ont baissé de deux tiers depuis les années 70. Cependant, les teneurs en phosphore des sols agricoles augmentent dans 43 % des cantons étudiés, notamment dans les régions Bretagne, Pays de la Loire, Champagne-Ardenne et Aquitaine.

Le phosphore est, avec l’azote et le potassium, l’un des trois nutriments indispensables à la croissance des végétaux. Il est concentré dans la partie superficielle du sol, sous forme minérale ou organique. Issu de lʼaltération des roches, le phosphore minéral est fortement lié aux carbonates de calcium dans les sols calcaires ou aux composés dʼaluminium ou de fer dans les sols acides. Le phosphore organique résulte de la dégradation des végétaux par la faune et la flore du sol. Il peut représenter jusqu’à 80 % du phosphore total dans les sols des milieux naturels et seulement 25 % dans ceux des milieux cultivés.

Selon une étude du MEEDDAT, le phosphore dans le sol, qui est indispensable au développement des plantes, peut en excès participer à la dégradation des eaux de surface. En effet, le phosphore participe à lʼeutrophisation des eaux.

Ces formes de phosphore ne sont pas immédiatement disponibles pour les plantes. Seul le phosphore en solution dans l’eau du sol peut être prélevé par les racines des plantes, soit moins de 0,5 % du phosphore total. Cette fraction de phosphore dite biodisponible est constamment rechargée par les formes minérales et organiques.

Dans les milieux naturels, la décomposition des végétaux restitue au sol la majeure partie du phosphore prélevé. Par contre, dans les milieux cultivés la teneur en phosphore du sol est appauvrie puisque le phosphore contenu dans les plantes récoltées ne retourne pas aux sols. L’apport de fertilisants phosphatés minéraux ou organiques (fumiers, lisiers) est alors nécessaire.

En 2007, l’analyse de la pollution phosphatée des cours d’eau en métropole montre que sur 2.372 points de mesure des agences de l’Eau, 2 % sont de qualité mauvaise, 4 % médiocre, 12 % moyenne, 55 % bonne et 27 % très bonne.

Le phosphore participe à lʼeutrophisation des eaux. Le phosphore en excès rejoint les milieux aquatiques sous forme dissoute dans l’eau du sol ou fixé sur des particules du sol issues majoritairement du ruissellement et de lʼérosion.

Conjugué à l’excès de nitrates, cet afflux a contribué au développement, à partir des années 60, des phénomènes dʼeutrophisation des eaux de surface.

Les apports d’engrais phosphatés en agriculture se sont généralisés dans les années 50 pour culminer dans les années 70, entraînant un recours accru aux phosphates « industriels ».

Les agriculteurs utilisent actuellement peu de phosphates naturels réservés aux sols acides. Ils emploient avant tout des engrais phosphatés issus de processus industriels sous forme d’engrais simples ou en association avec l’azote seul ou l’azote et le potassium. Ils utilisent aussi des effluents d’élevage.

Selon l’Union des industries de la fertilisation (Unifa, 2008), les livraisons nationales d’engrais phosphatés ont baissé progressivement de 31 à 10 kg P/ha fertilisable entre 1972 et 2008. Cette baisse de deux tiers sʼexplique par lʼamélioration des pratiques culturales : utilisation des analyses de terre pour le suivi de la fertilité des sols, développement de la fertilisation '' raisonnée '', amélioration des connaissances agronomiques.

La diversification des modes de fertilisation et lʼaugmentation du coût des engrais y ont aussi contribué. Exceptions notables à cette diminution sur trente-cinq ans, la hausse constatée des livraisons d’engrais phosphatés d’une part entre 1978 et 1980 (7 %), d’autre part entre 1988 et 1990 (9,5 %), semble due à la hausse du prix des céréales, incitant les agriculteurs à augmenter leurs objectifs de production et donc l’achat d’engrais minéraux.

Au niveau régional, les diminutions observées entre les périodes 1972-1976 et 2004-2008 varient de - 22 % en Alsace à - 80 % en Bretagne, où l’utilisation moyenne passe de 38 à 7 kg P/ha fertilisable. L’évolution est progressive entre ces deux périodes pour l’ensemble des régions, sauf pour l’Alsace jusqu’en 1989 et le Languedoc-Roussillon jusqu’en

1997 qui voient leurs livraisons de phosphore augmenter avant d’amorcer une décroissance.

Les teneurs en phosphore des sols peuvent être interprétées en tenant compte des caractéristiques des sols et de lʼexigence des plantes. Cette dernière est variable : plantes très exigeantes (betterave, colza, etc.), moyennement exigeantes (maïs ensilage, pois, etc.) et peu exigeantes (avoine, maïs grain, etc.).

Ainsi, en Bretagne, dans le Nord – Pas-de-Calais et en Alsace, plus de 40 % des cantons présentent des fortes teneurs en phosphore. Quelles que soient les plantes cultivées, la plupart des sols de ces cantons sembleraient disposer de teneurs en phosphore suffisantes à leurs exigences pour plusieurs années.

En Bretagne, c’est lʼélevage intensif, pratiqué depuis quarante ans, qui explique les surplus de phosphore. Utilisé pour fertiliser les cultures et également dans lʼalimentation animale, il se retrouve dans les effluents d’élevage et les déjections animales lors du pâturage. Lʼépandage des effluents organiques sur des territoires restreints, donne lieu à des teneurs en phosphore importantes dans les sols. Dans le Nord et en Alsace, c’est l’usage ancien des scories qui a pu contribuer aux teneurs élevées constatées aujourd’hui.

À l’inverse, dans de nombreuses régions, la majorité des cantons présentent des teneurs faibles en phosphore : Limousin, Franche-Comté, Lorraine, Midi-Pyrénées, Bourgogne, Centre, Languedoc-Roussillon et Aquitaine. Dans ces régions où l’activité agricole dominante est lʼélevage, la teneur en phosphore de nombreux sols cultivés serait insuffisante pour assurer des rendements convenables quel que soit le type de culture.

En ce qui concerne les autres régions (Champagne-Ardenne, Picardie, Haute-Normandie et Île-de-France), une majorité de cantons présentent des sols dont les teneurs en phosphore conviennent à des plantes moyennement exigeantes : le niveau de phosphore biodisponible dans de nombreux sols ne suffirait pas à la culture de plantes exigeantes comme la betterave sucrière ou le colza dans les zones traditionnelles de grandes cultures, comme le Bassin parisien, sans apport d’engrais phosphaté.

Le bilan du phosphore dans les sols agricoles constitue un enjeu fort de réduction de lʼimpact environnemental : cela passe par lʼéquilibre entre des rendements optimums et une fertilisation limitée dans le temps et lʼespace, ainsi que par lʼamélioration du recyclage du phosphore lors du traitement des boues d'épuration.