Comment le sulfate et le thiosulfate réagissent dans le sol et influencent la disponibilité du soufre

Deux engrais peuvent être étiquetés comme soufre soluble et pourtant se comporter de manière totalement différente sur le terrain. Le sulfate, l'ion sulfate, est déjà sous la forme que les plantes absorbent par leurs racines. Le thiosulfate, l'ion thiosulfate, ne l'est pas: il doit d'abord être oxydé par des microorganismes avant de devenir du sulfate. Cette seule différence chimique se traduit par une différence pratique – quand le soufre arrive, combien de temps il dure, et quelle quantité est disponible lorsque la culture en a besoin.

Le regard de Cropenta

Le sulfate est disponible sous une forme que les racines peuvent absorber dès le départ, mais il est faiblement retenu par l'argile et la matière organique, ce qui lui permet de se déplacer avec l'eau d'infiltration. Le thiosulfate dépend de l'oxydation microbienne en sulfate, un processus affecté par la température du sol, l'aération et la matière organique. Dans un sol frais ou gorgé d'eau, cette conversion peut être lente, et le thiosulfate peut être réduit en sulfure. Le moment de l'oxydation est donc important pour adapter l'apport de soufre à la demande des cultures au cours d'une saison donnée.

Ce que le sulfate fait dans le sol

Le sulfate est stable dans des conditions oxydantes et n'a pas besoin de conversion. Une fois en solution, il est immédiatement disponible pour le système racinaire, c'est pourquoi le sulfate est la référence par rapport à laquelle les autres sources de soufre sont jugées dans les travaux sur la disponibilité des nutriments.^[1] Le côté physiologique de la plante est simple: le sulfate est absorbé par les racines et réduit à l'intérieur de la plante en sulfure, qui est ensuite incorporé dans les acides aminés cystéine et méthionine, et de là dans les protéines. Parce que le sulfate est le substrat direct, une application de sulfate augmente l'apport de soufre tissulaire dans la même saison où elle est effectuée.

La limitation du sulfate est sa mobilité, et non sa réactivité. Le sulfate porte une double charge négative et est repoussé par les surfaces chargées négativement de l'argile et de la matière organique, de sorte qu'il se déplace facilement avec l'eau plutôt que d'être retenu pour une libération ultérieure. Dans des conditions de fortes précipitations sur des sols sableux, cela peut signifier qu'une part considérable du sulfate appliqué quitte la zone racinaire avant que la culture ne l'absorbe. Des études sur le soufre dans la production agricole notent que les pratiques de travail du sol affectent la quantité de soufre retenue au fil du temps, car l'oxydation du soufre du sol et la minéralisation des résidus déplacent l'équilibre entre les formes accumulées et celles disponibles pour les plantes.^[2]

Ce que le thiosulfate doit subir

Le thiosulfate, le plus souvent fourni sous forme de thiosulfate de calcium, est déjà soluble, mais la plante ne peut pas l'utiliser directement. C'est un intermédiaire dans le métabolisme microbien du soufre, et il est converti en sulfate par des organismes oxydant le thiosulfate, le sulfate étant le produit final. Il s'agit d'une étape biologique, de sorte que sa vitesse dépend des conditions du sol: des températures plus chaudes, l'aération et le carbone oxydable favorisent généralement une conversion plus rapide, tandis que des conditions froides, gorgées d'eau ou acides la ralentissent.

Il existe une seconde voie, et c'est la raison pour laquelle le thiosulfate se comporte différemment en pratique. Le thiosulfate peut également être réduit, dans des conditions anaérobies ou de faible teneur en oxygène, en sulfure. Dans les sols inondés ou mal drainés, cette voie peut dominer, et l'accumulation de sulfure est associée à un métabolisme racinaire réduit et à une absorption des nutriments altérée. La direction de la réaction est donc déterminée par l'environnement du sol, et non par le produit seul.

Pourquoi l'état réduit est important pour la plante

Dans des travaux de laboratoire utilisant le thiosulfate comme source de soufre, un changement dans le métabolisme du soufre des plantes a été rapporté: les plantes traitées au thiosulfate ont montré des niveaux plus élevés de sulfure et de persulfure de cystéine, indiquant un état de soufre plus réduit que les plantes alimentées avec d'autres formes.^[3] L'étude citée a été réalisée dans des conditions contrôlées plutôt qu'en production sur le terrain, de sorte que la mesure dans laquelle ce schéma reflète un changement nutritionnel et dans quelle mesure il reflète l'exposition au sulfure généré autour de la racine reste ouverte. C'est une raison de peser attentivement le thiosulfate dans les sols lourds ou mal drainés, non un argument général contre son utilisation.

Le contraste qui importe pour le conseil

Mis côte à côte, le sulfate offre du soufre sous forme assimilable par les plantes directement et présente un risque de lessivage; le thiosulfate suit une étape de conversion contrôlée microbienne, et son comportement varie avec l'aération du sol. Aucun des deux n'est un support à libération lente au sens des granules enrobées, et aucun ne remplace l'autre automatiquement. Le sulfate convient aux situations où la demande et l'application coïncident. Le thiosulfate convient aux situations où la demande de la culture intervient plus tard dans la saison ou lorsqu'une seule application de sulfate risquerait d'être perdue, à condition que le sol soit suffisamment chaud et bien aéré pour que la conversion se produise.

Deux limites méritent d'être énoncées clairement. Premièrement, les preuves examinées concernent les propriétés chimiques et la disponibilité pour les plantes des formes de soufre elles-mêmes; elles n'établissent pas qu'un choix de formulation détermine en soi un résultat agronomique dans une culture donnée. Deuxièmement, les différences ci-dessus décrivent la chimie des formes de soufre elles-mêmes. Elles sont distinctes de la question de l'effet du soufre élémentaire sur le pH du sol, qui dépend du taux d'oxydation, des conditions du sol et de la capacité tampon, et qui, dans les sols calcaires, peut être limitée par la capacité tampon plutôt que par la quantité appliquée.

Résumé technique

Le sulfate ne nécessite aucune conversion avant l'absorption racinaire et se déplace facilement dans le profil du sol avec l'eau. Le thiosulfate doit être oxydé par les microorganismes du sol, ou réduit en sulfure dans des conditions de faible teneur en oxygène, de sorte que sa libération est plus lente et dépend de la température, de l'aération et du drainage. Le choix entre les deux est une question de synchronisation, de conditions du sol et de risque de perte plutôt que de soufre total appliqué.

Cet article a été créé avec l'aide de l'IA et relu par l'équipe éditoriale de Cropenta. Il s'agit d'une information générale, et non d'un conseil professionnel.