Les perturbations des cycles biogéochimiques (phosphore et azote)

L’ESSENTIEL

Les cycles du phosphore et de l’azote sont indispensables à la vie. En clair, sans eux, il n’y a pas de vie possible sur Terre ! Ils assurent la disponibilité des nutriments essentiels pour les organismes, soutiennent la productivité des écosystèmes et jouent un rôle crucial dans la régulation des processus biologiques et chimiques.

L’azote est un composant fondamental des acides aminés, qui forment les protéines, et des acides nucléiques comme l’ADN et l’ARN. Toutes les formes de vie dépendent de l’azote pour ces composants structurels et fonctionnels. Les plantes ont besoin de l’azote pour leur croissance. Il est un composant crucial de la chlorophylle, la molécule responsable de la photosynthèse. Sans un apport suffisant en azote, les plantes ne peuvent pas croître efficacement, ce qui limite la productivité des écosystèmes.

Trois processus de base sont impliqués dans le recyclage de l’azote :

– La fixation, correspond à la conversion de l’azote atmosphérique en azote utilisable par les plantes et les animaux. (via certaines bactéries dans les sols ou dans l’eau)

– La nitrification transforme les produits de la fixation en nitrites et nitrates.

– La dénitrification retourne l’azote à l’atmosphère sous sa forme moléculaire N2, avec comme produit secondaire du CO2 et de l’oxyde d’azote N2O (gaz à effet de serre). (via des bactéries)

Quant au phosphore, c’est un composant clé de l’ADN, de l’ARN et de l’ATP (adénosine triphosphate), qui est la molécule énergétique des cellules. Sans phosphore, les cellules ne peuvent pas stocker ou transférer de l’énergie efficacement.

Il est essentiel pour le développement des racines, la floraison et la fructification des plantes. Il joue un rôle crucial dans la division cellulaire et le développement des tissus. Chez les animaux, y compris les humains, le phosphore est un composant essentiel des os et des dents, contribuant à leur solidité et à leur structure.

NOUS avons tout perturbé !

Au cours des deux derniers siècles de pratiques agricoles dans le monde, les principales sources de phosphore ajouté ont profondément changé.

Les épandages ont d’abord été sous forme organique, comme le lisier des animaux, le guano, les excréments humains. À partir des années 1940, l’agriculture, devenue spécialisée et intensive, en est venue à dépendre du phosphore minéral.

C’est le début de l’utilisation massive des engrais chimiques dits « phosphatés ». C’est l’initiation d’un cercle vicieux : les sols s’appauvrissant de jour en jour à cause de leur surexploitation, l’utilisation de produits fertilisants ne cesse de s’intensifier pour contrebalancer ce manque.

L’agriculture n’est pas la seule à blâmer. Au même moment, l’industrie se penche aussi sur ce précieux nutriment qui se révèle être un excellent détergent dans les lessives ou les liquides-vaisselle.

Un double problème apparaît :

– La perte du phosphore contenu dans les excréments et les urines. Perte définitive dans l’eau (par exemple, les sédiments marins sont un piège à phosphore). A noter : la surfertilisation a contribué aussi à créer un stock de phosphore dans les sols agricoles, qui n’est pas forcément sous une forme utilisable par les plantes.

– Une dépendance toujours plus grande aux engrais synthétiques, obtenus par exploitation de gisements phosphatés. Une ressource limitée.

Les scientifiques les plus optimistes soutiennent qu’il reste plusieurs centaines d’années avant que le phosphore ne s’épuise. D’autres laissent moins d’un siècle à la survenue d’une carence.

L’azote réactif, émis en abondance dans l’environnement, va constituer un surplus par rapport aux besoins des plantes, des arbres, des algues, etc.

L’activité humaine contribue à l’augmentation de la dénitrification, entre autres, par l’utilisation des engrais qui ajoutent aux sols des composés ammoniaqués (NH4+, NH3) et des nitrates (NO3-). Avec le phosphore, le surplus d’azote accélère les phénomènes d’eutrophisation des eaux

L’utilisation des combustibles fossiles transforme l’azote en oxyde d’azote NO2-. Avec N2 et CO2, la dénitrification émet dans l’atmosphère une faible quantité d’oxyde d’azote N2O.