Le phosphore, indispensable aux végétaux (photosynthèse, fructification…), est peu présent dans les sols sous forme assimilable[1], d'où l'usage d'engrais phosphatés en agriculture. Les conséquences environnementales peuvent être diverses : flux de phosphore vers les eaux de surface contribuant à leur eutrophisation, apports aux sols d'éléments indésirables présents dans les engrais (cadmium, uranium…) et raréfaction des roches phosphatées au niveau mondial(a).
Baisse des apports d'engrais minéraux et consommation des stocks historiquement constitués
Le bilan de phosphore en agriculture vise à estimer, pour les sols agricoles, les entrées et les sorties cumulées de phosphore. L'importance relative des différents éléments de ce bilan a été modélisée à l'échelle de la Wallonie à l’aide du modèle EPICgrid[2]. En moyenne sur la période 2021 - 2025, les apports de phosphore par les engrais organiques représentaient 80 % des entrées, les apports par les engrais minéraux 20 %[3]. En moyenne sur la période 2021 - 2025, les exportations de phosphore par les cultures représentaient 95 % des sorties, tandis que les pertes vers les eaux de surface en représentaient 5 % (2,5 % par ruissellement de surface et 2,5 % par érosion). À noter que les pertes vers les eaux souterraines sont très limitées en raison de la faible mobilité du phosphore dans les sols[4].
L'évolution du bilan modélisé de phosphore entre 1971 et 2025 montre, en moyenne par périodes de 5 ans :
- des apports par les engrais organiques et minéraux excédentaires par rapport aux exportations par les cultures jusqu'en 2000, ce qui a entrainé une accumulation de phosphore dans les sols (bilan "entrées - sorties" positif) ;
- une inversion de cette situation après 2000, sans entrainer de baisse des exportations, les besoins des plantes au-delà des apports d'engrais étant satisfaits par les stocks de phosphore accumulés dans les sols (bilan "entrées - sorties" négatif) ;
- une forte diminution des apports par les engrais minéraux, divisés par 8 entre 1971 et 2025 ; cette baisse s'explique essentiellement par le développement d'une fertilisation plus raisonnée et l'augmentation des prix des engrais phosphatés q ;
- une relative stabilité des apports par les engrais organiques, des exportations par les cultures et des pertes vers les eaux.
Ces observations, fondées sur une modélisation, restent toutefois sujettes à caution en l'absence de validation à partir de données de terrain.
Baisse globale des flux de phosphore vers les eaux de surface
Selon les résultats de la modélisation, les flux de phosphore vers les eaux de surface s'élevaient à 2 100 t/an en moyenne sur la période 2021 - 2025. Les pertes en phosphore par ruissellement de surface étaient plus élevées (57 %) que les pertes par érosion (43 %). Cette différence est systématique entre 1971 et 2025 : les pertes par ruissellement représentaient 54 à 63 % des pertes totales selon la période de 5 ans considérée.
Après une tendance à la hausse entre les périodes 1971 - 1975 et 1976 - 1980 pouvant s'expliquer par des taux de saturation des sols en phosphore de plus en plus élevés suite à des décennies d'apports excédentaires[5], les flux modélisés de phosphore des sols agricoles vers les eaux de surface ont diminué de 38 % entre les périodes 1981 - 1985 et 2016 - 2020. Cette baisse peut être mise en lien avec la baisse des apports d'engrais minéraux ayant permis une consommation par les plantes du phosphore accumulé dans les sols [En savoir plus]. Les flux ont ensuite augmenté de 40 % entre les périodes 2016 - 2020 et 2021 - 2025, probablement en lien avec les précipitations particulièrement érosives des années 2021 et 2024.
Baisse globale des teneurs en phosphore disponible sur le terrain
Pour la période 2021 - 2025, les teneurs en phosphore disponible[6] des sols sous cultures (prairies temporaires comprises) s'élevaient en moyenne à 7,3 mg/100 g pour l'ensemble de la Wallonie. Selon les régions agricoles, elles variaient entre 3,9 et 8,5 mg/100 g, en raison de facteurs jouant sur les stocks de phosphore d'une part (héritage des fertilisations, richesse du matériau parental…) et sur sa disponibilité d'autre part (pH des sols, teneur en argile et en matière organique…). À titre indicatif, d'un point de vue agronomique, l'état des sols peut être considéré comme bon lorsque les teneurs en phosphore disponible sont comprises entre 4,6 et 7,5 mg/100 g[7]. Au-delà peut apparaître un risque de déséquilibre entre éléments nutritifs et de pertes vers les eaux de surface(e), à apprécier à l'échelle de la parcelle.
Entre les périodes 2006 - 2010 et 2021 - 2025, les teneurs en phosphore disponible mesurées dans les sols sous cultures ont montré une tendance à la baisse, en moyenne pour la Wallonie (- 11 %) et spécialement dans les régions de grandes cultures : Région limoneuse (- 14 %), Région sablo-limoneuse (- 18 %), Condroz (- 13 %). Cette évolution est en accord avec la baisse de l'utilisation d'engrais minéraux q et la consommation par les plantes des stocks historiquement constitués, toutes deux observées sur base des résultats du modèle EPICgrid. Pour les régions agricoles davantage orientées vers l'élevage (Fagne, Famenne, Région herbagère, Ardenne, Haute Ardenne, Région jurassique), aucune tendance ne se dégage. Cette différence peut s'expliquer par des facteurs méthodologiques (faible densité d'échantillonnage, forte disparité des résultats) et agronomiques (apports accrus d'effluents d'élevage, proportion plus élevée de prairies temporaires…).
Teneurs en phosphore disponible* dans les sols sous cultures** en Wallonie et par régions agricoles (2006 - 2025)
Teneurs en phosphore disponible* dans les sols sous cultures** en Wallonie et par régions agricoles (2006 - 2025)
* Méthode d'extraction à l'acétate d'ammonium et à l'acide éthylènediaminetétraacétique (EDTA).
** Prairies temporaires comprises.
* Méthode d'extraction à l'acétate d'ammonium et à l'acide éthylènediaminetétraacétique (EDTA).
** Prairies temporaires comprises.
Des mesures pour protéger les eaux de surface
Du point de vue environnemental et agronomique, les flux de phosphore vers les eaux de surface doivent être minimisés. Cet objectif peut être atteint grâce à l'application de bonnes pratiques agricoles : analyse des teneurs du sol en phosphore disponible, estimation prévisionnelle des besoins des cultures, lutte contre l'érosion q, protection des cours d'eau…
Parmi les mesures du Code de l'eau q, il faut citer en particulier l'obligation d'un couvert végétal permanent de 6 m le long des cours d'eau bordant les terres de culture et l'interdiction d'accès direct du bétail aux cours d'eau (hors dérogations, sous conditions). Ces mesures permettent de réduire les transferts de phosphore vers les eaux de surface par interception du ruissellement, réduction de l'érosion des berges et limitation des apports directs de déjections animales. Elles font partie des conditions pour l'octroi des aides de la Politique agricole commune (PAC) q, via l'Exigence réglementaire en matière de gestion (ERMG) 1 "Cadre pour une politique communautaire dans le domaine de l'eau".
Plus largement, la Stratégie européenne pour la protection des sols à l'horizon 2030 q et la Stratégie européenne "De la ferme à la table" q reprennent l'objectif de réduire d'au moins 50 % les pertes de nutriments vers l'environnement d'ici 2030, sans détérioration de la fertilité des sols. Cet objectif devrait conduire à une diminution d'au moins 20 % de l'utilisation des engrais.
[1] Les végétaux prélèvent le phosphore par absorption racinaire des ions phosphates (HPO42- et H2PO4-) présents dans l'eau interstitielle du sol. Ces ions, qui constituent l'essentiel du phosphore dit "disponible", tendent à être retenus par certains constituants du sol (oxyhydroxydes de fer et d'aluminium, complexe argilo-humique) ou à précipiter pour former des phosphates insolubles (phosphates de calcium, fer, aluminium…), ce qui les rend moins disponibles voire inaccessibles pour les plantes.
[2] Modèle hydrologique de bassin versant intégrant de nombreux paramètres (précipitations, températures, types et occupations des sols, croissance végétale, pratiques agricoles…)(b).
[3] Contrairement au cas de l'azote q, les apports de phosphore par dépôts atmosphériques sont minimes (de l'ordre de 0,056 à 0,56 % des entrées). Il s'agit là d'une estimation effectuée sur base de dépôts estimés par White et al. (2021)(c) à 0,16 - 1,6 μmol P/(m2.jour) pour l'Europe de l'Ouest, soit 13 à 132 t/an pour la Wallonie. De même, la libération de phosphore par l'altération chimique des minéraux du sol est de l'ordre de 0,58 % des entrées selon le bilan de phosphore établi pour les sols agricoles de l'UE et du Royaume-Uni par Panagos et al. (2022)(d). Vu leur faible contribution, ces apports ne sont pas pris en compte dans la modélisation EPICgrid.
[4] La lixiviation des ions phosphates (HPO42- et H2PO4-) vers les eaux souterraines est très limitée pour les mêmes raisons que celles qui réduisent sa disponibilité pour les plantes (voir note 1).
[5] La production d'engrais phosphatés minéraux a débuté au milieu du 19ème siècle. Aux apports d'engrais phosphatés minéraux et d'engrais de ferme (effluents d'élevage) se sont ajoutés pendant plusieurs décennies les apports de scories de déphosphoration dites "scories Thomas", sous-produit de la sidérurgie valorisé en agriculture. Cette source de phosphore n'est pas considérée dans le modèle EPICgrid (pas de données historiques d'épandage).
[6] Méthode d'extraction à l'acétate d'ammonium et à l'acide éthylènediaminetétraacétique (EDTA), couramment utilisée comme indicateur agronomique de l'état du phosphore dans les sols, dont les résultats sont généralement bien corrélés aux rendements.
Évaluation
Évaluation de l'état non réalisable et évaluation de la tendance non réalisable
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Pas de référentiel
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Le bilan phosphoré des sols agricoles, déficitaire en 2021 - 2025, indique une consommation des stocks de phosphore accumulés dans les sols, favorable du point de vue environnemental. Les flux de phosphore vers les eaux atteignaient toutefois 2 100 t/an en moyenne sur la période 2021 - 2025. Les teneurs en phosphore disponible des sols agricoles étaient globalement satisfaisantes.
La baisse des apports d'engrais phosphatés entre les périodes 1971 - 1975 et 2021 - 2025 a réduit progressivement les stocks de phosphore excédentaires des sols grâce aux prélèvements des cultures. Après un recul observé entre les périodes 1991 - 1995 et 2016 - 2020, les flux de phosphore vers les eaux de surface ont augmenté en 2021 - 2025. Les teneurs en phosphore disponible des sols agricoles ont baissé entre les périodes 2006 - 2010 et 2021 - 2025.
Évaluation