Épandage de biosolides sur les terres agricoles: le phosphore

Les biosolides sont des matières organiques traitées, riches en éléments nutritifs, qui proviennent des usines municipales de traitement des eaux usées. Ils contiennent généralement de l'azote minéral et organique, du phosphore, de la potasse, des matières organiques et des oligoéléments comme le zinc, le magnésium et le cuivre. L'utilisation de biosolides dans le cadre d'un programme de gestion des éléments nutritifs agricoles permet de réduire la demande d'engrais chimiques et d'augmenter la fertilité des sols, en plus d'en améliorer la structure, la rétention d'humidité et la perméabilité. Les biosolides sont tout indiqués pour les cultures comme le maïs, le soya, les céréales et les cultures fourragères.

Les biosolides provenant des égouts municipaux contiennent un des éléments nutritifs les plus importants pour les cultures, le phosphore (P). « Le phosphore est essentiel à la croissance des plantes et il est présent dans chacune des cellules d'une plante vivante. Il participe à plusieurs fonctions importantes de la plante, comme le transfert d'énergie, la photosynthèse, la transformation des sucres et des amidons, le transport des éléments nutritifs à l'intérieur de la plante et le transfert des caractéristiques génétiques d'une génération à l'autre. » (Better Crops, vol. 83, n^o 1, 1999.)

Assimilabilité du phosphore

Les biosolides municipaux contiennent en moyenne quelque 3 % de phosphore élémentaire (en masse sèche). Cette proportion équivaut, pour chaque tonne métrique (masse sèche), à 30 kg de P élémentaire qui se transforme en 69 kg de P₂O₅. Une partie de ce phosphore se trouve dans la fraction liquide des biosolides, et elle est hautement assimilable. Une autre part de ce P se fixe à la matière organique, laquelle se dégradera avec le temps et libérera éventuellement le phosphore qui sera absorbé par les plantes. Enfin, une dernière partie du P est étroitement liée à l'aluminium, au fer et à d'autres composés chimiques, dont la réaction est si lente que le phosphore peut ne jamais être libéré.

La quantité de phosphore de chaque fraction dépend beaucoup de la méthode de traitement qui est utilisée dans l'usine de traitement des eaux usées. Les usines qui se servent de composés d'aluminium ou de fer pour retirer le phosphore des eaux usées obtiendront des pourcentages plus élevés de P lié à l'Al et au Fe que celles qui utilisent des technologies de prélèvement de P biologiques. Dans le cas des biosolides municipaux qui subissent des traitements thermiques, comme la pelletisation, la qualité du P assimilable est davantage réduite. Des recherches effectuées par H.A. Elliott et G.A. O'Connor ont révélé que le pourcentage de phosphore extractible dans l'eau (le P le plus facilement assimilable) était considérablement inférieur au P contenu dans le fumier de bétail et dans l'engrais minéral (J.E.Q. vol. 31, p. 681‑689, 2002). Toutefois, des travaux ultérieurs ont montré que la quantité assimilable de phosphore (la fraction accessible aux cultures durant l'année de l'épandage) provenant de biosolides traités avec de l'aluminium ou du fer était très semblable à celle du fumier de bétail, à 40 % du P total. L'assimilabilité du P provenant de biosolides traités de façon biologique était plus élevée, tandis que celle des biosolides mis en boulettes était beaucoup plus faible. Cette étude a démontré que, comme source de phosphore assimilable par les cultures, les biosolides provenant des égouts municipaux sont à peu près équivalents à la plupart des fumiers de bétail.

Taux d'épandage

Les fumiers et les biosolides épandus dans les champs diffèrent surtout par la quantité de matière qui est généralement appliquée en une seule opération. Les taux d'épandage de la plupart des lisiers liquides varient entre 4 000 et 6 000 gallons (15 000 et 23 000 litres) l'acre. Selon la teneur en azote assimilable du lisier et la méthode d'épandage utilisée, la quantité de biosolides municipaux épandus peut atteindre 15 000 gallons (57 000 litres) l'acre. Ce taux d'épandage de biosolides, qui peut représenter jusqu'à trois fois la quantité de P appliquée dans une opération d'épandage de fumier, suffit pour de nombreuses années de productions végétales. C'est l'une des raisons pour lesquelles les épandages de biosolides municipaux sont contingentés, selon une charge déterminée de solides ou d'azote assimilable, pendant les cinq ans que dure le certificat d'approbation.

Les biosolides municipaux constituent pour les cultures une bonne source de matière organique et d'éléments nutritifs, en particulier le phosphore. Mais comme pour tout autre intrant de culture, les pratiques de gestion optimales doivent être respectées afin d'assurer une utilisation efficace de ces matières dans les cultures. Dans tout programme d'utilisation des biosolides municipaux, il est essentiel de bien planifier la gestion des éléments nutritifs et de tenir compte de la quantité de P appliquée ainsi que de l'assimilabilité relative des éléments nutritifs dans les biosolides.