Le soufre dans la nutrition des plantes

Rôles du soufre dans la nutrition des plantes et l’amélioration des conditions de sol

Khalid EL FELLAH, Ingénieur agronome

Le soufre (S) est un élément essentiel pour les plantes. Il se classe quantitativement juste après les trois éléments majeurs que sont l’azote, le phosphore et le potassium. Bien qu’il soit considéré comme un élément secondaire, les besoins des plantes en soufre sont égaux, et parfois supérieurs à ceux en phosphore.

Jusqu’à il y a environ deux décennies, les carences en soufre (S) étaient relativement rares sur les cultures. Au début des années 1980, les déficiences en S ont commencé à devenir fréquentes. Plusieurs éléments ont été avancés pour expliquer l’apparition de ces déficiences :

* La mise en place d’une législation pour minimiser les émissions de dioxyde de soufre dans l’air. Ce qui a entrainé une chute des quantités de S apportées par les retombées atmosphériques.

* La diminution de l’utilisation des engrais organiques, (fumier comme exemple).

* L’utilisation d’engrais minéraux purifiés à haut dosage en NPK mais ne contenant pas, ou peu,  de soufre.

Origine du soufre absorbé par les végétaux

De multiples sources sont susceptibles de fournir du soufre aux plantes :

* L’atmosphère : les plantes peuvent absorber le soufre précipité par les eaux de pluie ou absorber directement le SO₂ atmosphérique.

* Le sol : par la minéralisation des réserves organiques, peut fournir des quantités de 20 à 80 kg S par hectare. La minéralisation varie en fonction du type de sol, de sa teneur en matière organique et des conditions du milieu (température, humidité).

* Les eaux d’irrigation.

* Les engrais minéraux contenant du soufre.

Rôles du soufre pour les plantes

Le soufre est un élément essentiel pour la croissance et le développement des plantes. La quasi-totalité est absorbé par les racines à partir de la solution du sol sous forme d’ions sulfates SO₄^2-. Les fonctions du soufre sont étroitement liées à celles de l’azote et les deux éléments agissent en synergie.

* C’est un constituant essentiel de certains acides aminés, comme la cystéine et la méthionine, et par conséquent entre dans la synthèse des protéines.

* Entre dans la constitution de la chlorophylle, d’enzymes et de quelques vitamines comme la biotine, la thiamine et la glutathionne.

* Responsable de l’odeur et de la saveur de certaines plantes comme les Liliacées (oignon, ail, poireau) et les Brassicacées (chou, colza, moutarde).

* Joue un rôle essentiel dans la formation des nodosités chez les légumineuses.

* Renforce les mécanismes de protection des plantes, soit par sa présence dans des composés végétaux biocides comme les glucosinolates et les alliins, soit par l’émission à partir des feuilles de composés soufrés volatils qui ont des effets fongicides.

Fertilisations des cultures en soufre

Les besoins des cultures en S sont très variables :

* les cultures manifestant des besoins réduits en soufre (entre 10 et 20 kg de S/ha) : sont celles qui fabriquent relativement peu de protéines, comme les céréales et la betterave à sucre.

* les cultures élaborant beaucoup de protéines à l’hectare ont des besoins en soufre plus élevés (entre 20 et 50 kg de S/ha). C’est le cas des légumineuses (luzerne, trèfle, pois, vesce, féverole, soja, etc.)

* les cultures synthétisant en plus de leurs protéines, des composés soufrés particuliers ; leurs besoins en S sont élevés et dépassent souvent 60 ou 80 kg de S/ha. Cela concerne les crucifères (colza, moutarde), les liliacées (oignons, poireaux) et les ombellifères (céleris).

Il est nécessaire de respecter un bon rapport entre S et N à tout moment du cycle végétatif. Par exemple, pour l’orge, le rapport S/N recommandé est de 1 pour 3 pour la plante complète et 1 pour 4 pour le grain. Pour le blé, ces deux rapports sont de 1 pour 2,5. Pour le colza, particulièrement riche en soufre, le rapport est de 1 pour 0,8 pour la plante entière, et de 1 pour 0,9 pour le grain.

Carences en soufre

Généralement, les symptômes d’une carence en soufre sont comparables à ceux d’une déficience en azote. Ils se traduisent par un jaunissement des feuilles, un raccourcissement des entrenœuds et un moindre développement du système radiculaire. Les légumineuses forment plus difficilement leurs nodosités, les céréales présentent un tallage plus lent et pour les espèces fruitières, la mise à fruit est retardée ou diminuée. Chez le colza, plante très exigeante, la carence en S se traduit surtout aux environs de la floraison, par un jaunissement des jeunes feuilles. On peut aussi observer une dessiccation des siliques et un avortement des graines.

Utilisation du soufre comme amendement du sol :

Le soufre est l’un des rares produits qui, en incorporation dans le sol, peut résoudre les problèmes des pH alcalins, de la salinité sodique, du calcaire ou d’un excès d’apport de calcium. La  forme granulée du soufre élémentaire est la plus facile à l’emploi. Elle doit être mélangée au sol et suivie d’un arrosage. En contact avec l’eau du sol, elle se divise en fines particules. Le sol doit être maintenu humide durant la période d’oxydation qui, normalement, dure quelques semaines. Si le sol est très alcalin ou très salé, l’oxydation sera plus lente et prendra quelques mois.

Comment le soufre acidifie le sol ?

Pour baisser le pH, on peut procéder à l’injection des acides, mais cette méthode reste onéreuse et a un effet éphémère. Une autre solution, plus économique et efficace, consiste en l’épandage du soufre élémentaire. Ce dernier est insoluble dans l’eau et son oxydation dépend largement de la taille des particules. Plus elle est fine, plus l’action est rapide. Il réagit avec l’eau (humidité du sol) et l’oxygène pour se transformer en acide sulfurique, selon la réaction (I) ci-après, et permettre de baisser le pH de façon régulière dans le temps.

Réaction (I): S + 3/2 O₂ + H₂O ——–> H₂SO₄ (Ac. Sulfurique)

Cette réaction est accélérée par la présence des bactéries genre Thiobacillus.

L’acide sulfurique qui en résulte remplira plusieurs fonctions.

– Nutrition des plantes : source des ions sulfates.

– Acidification du milieu : la fourniture des éléments est liée étroitement au niveau du pH du sol. Dans les pH extrêmes, les éléments nutritifs sont bloqués et les plantes ne peuvent pas les absorber.

Les sols marocains sont à dominance alcaline (flèche rouge dans le graphique ci-après), ce qui impacte négativement l’assimilation des éléments fertilisants. Le graphique montre l’intervalle de pH optimal pour l’assimilation de chaque élément. Plus la bande s’élargit, plus l’assimilation est bonne. Un pH de 6 à 7 constitue l’intervalle optimal.

La baisse du pH est un processus lent mais assez rapide en sol sableux. Les analyses de sol déterminent les quantités de soufre à ajouter. Cependant, et à titre indicatif, le tableau 1 présente quelques quantités à incorporer selon le type de sol.

Tableau1 : Quantités de soufre élémentaires nécessaires pour baisser le pH d’un degré (de 7,5 à 6,5) pour une profondeur de 15 à 18 cm.

Cas des fruits rouges

Lors de la préparation du sol, il faut accorder une attention particulière au pH, en particulier pour le myrtillier qui se développe très lentement si le pH est supérieur à 5. Pour le framboisier et le mûrier, le pH du sol doit être de l’ordre de 6,5.

Le framboisier et le mûrier sont sensibles à  la salinité, le seuil de tolérance est de l’ordre de 800 ppm. Les dégâts de la salinité se manifestent sur les feuilles dès que la teneur en sodium et en chlore dépasse respectivement 0,2% et 1,5%. Les rendements commercialisables diminuent lorsque la CE à la saturation est supérieure à 1,2 dS/m. La chute en rendement atteint 50% à 2,3 dS/m.

Comment le soufre neutralise le calcaire ?

L’acide sulfurique issu de la réaction (I) neutralise le calcaire.

Réaction (II) : H₂SO₄ + CaCO₃ —-> CaSO₄ (Gypse) + H₂O + CO₂

Comment le soufre agit sur la salinité sodique?

Le traitement des sols salins par le soufre ne permet pas seulement de baisser le pH, mais sert également à lessiver les ions de sodium de la zone racinaire. Le gypse issu de la réaction (II) permet de lessiver le sodium responsable de la salinité sodique.

Réaction (III) : CaSO₄ + Na ⁺ ———> Na₂SO₄(Lessivable) + Ca²⁺

Le sodium sera ainsi lessivé sous forme de sulfate de sodium et remplacé par le calcium. Le calcium permet le maintien de la structure cellulaire et de la rigidité des tissus. Ce qui agit favorablement sur la fermeté des fruits et permet une meilleure conservation, surtout pour les fruits périssables.

Amélioration de l’aspect phytosanitaire 

Les avantages d’un amendement en soufre sont importants pour de nombreuses maladies. Par exemple : Ophiobolus graminis et Fusarium nivale sont traitées par une application de soufre élémentaire (90% de pureté) à raison de 25 kg/ha sur greens de golf, et 100 kg/ha pour les zones tondues plus haut.

Le pâturin annuel, Poa annua, est une graminée adventice qui colonise souvent les gazons de golf. Un apport de soufre à raison de 160 à 250 kg/ha/an fractionné en 5 reprises peut réduire les infestations de plus de 60% après sept ans de traitement.