★ À maîtriser
📌 La loi des facteurs limitants de Justus von Liebig affirme que le développement d’une plante est limité par l’élément nutritif présent en plus faible quantité.
Compléments
Les plantes prélèvent dans le sol des sels minéraux dissous, notamment des nitrates, des phosphates, des sulfates et des chlorures, ainsi que des ions ammonium, sodium, potassium, calcium, magnésium et fer.
Dans un cycle naturel fermé, les plantes prélèvent les sels minéraux du sol puis les restituent au sol lorsqu’elles se décomposent.
L’agriculture intensive appauvrit le sol en sels nutritifs parce que les plantes récoltées n’y restituent pas les éléments minéraux qu’elles ont prélevés.
Un fût se remplit seulement jusqu’à sa douve la plus courte : elle représente le facteur limitant.
★ À maîtriser
Le phosphore est indispensable à l’agriculture moderne pour les engrais et l’alimentation animale, et aucun substitut ne lui est connu pour ces usages. - Commission européenne
La consommation mondiale de phosphore est passée de 5 à 20 millions de tonnes par an entre 1950 et 2000.
Selon les prévisions de la FAO, l’utilisation de phosphate comme fertilisant devait atteindre 43,8 millions de tonnes par an en 2015 et 52,9 millions en 2030.
Compléments
La FAO prévoyait une hausse de 70 % de la demande alimentaire d’ici à 2050, liée à la croissance démographique et à l’évolution des habitudes alimentaires.
En 2008, le prix du phosphate de roche a augmenté de 700 % en un peu plus d’un an, entraînant une hausse des prix des engrais. - Commission européenne
Les réserves de roches phosphatées sont très réduites dans l’Union européenne, ce qui soulève des préoccupations de sécurité d’approvisionnement malgré des ressources mondiales relativement abondantes. - Commission européenne
📌 Les roches phosphatées magmatiques extraites en Finlande, en Russie et en Afrique du Sud ont une teneur en cadmium très faible, tandis que les roches sédimentaires d’Afrique du Nord, d’Afrique occidentale et du Moyen-Orient en contiennent nettement davantage. - Commission européenne
★ À maîtriser
Le ruissellement du phosphore des champs vers les cours d’eau peut stimuler la croissance des plantes et des algues, provoquant l’eutrophisation.
Les pertes et gaspillages de phosphore se produisent à chaque étape de son cycle de vie et contribuent à la pollution des eaux et des sols. - Commission européenne
Les moyens proposés comprennent (Commission européenne) : le ciblage des engrais et des aliments pour animaux, la réduction de l’érosion des sols, le recyclage du phosphore du fumier, le recyclage du phosphore des eaux usées, le recyclage du phosphore du compost, la valorisation du phosphore des déchets alimentaires et biodégradables
Compléments
La Commission européenne a lancé le 8 juillet 2013 une consultation sur l’utilisation plus durable du phosphore.
La lutte contre l’érosion due au vent et à l’eau, ainsi qu’une rotation accrue des cultures, peuvent réduire les pertes de sol et donc les pertes de phosphore qu’il contient. - Commission européenne
Des techniques à base d’enzymes visant à améliorer le développement racinaire et des inoculums microbiens peuvent améliorer l’efficacité de l’absorption du phosphore par les plantes. - Commission européenne
Ruissellement du phosphore → croissance excessive des plantes et des algues → eutrophisation.
★ À maîtriser
📌 La directive sur la mise en décharge impose aux États membres de ramener progressivement, d’ici à 2016, les déchets municipaux biodégradables à 35 % de la quantité produite en 1995.
Compléments
De grandes quantités de déchets alimentaires et biodégradables sont incinérées, et le phosphore contenu dans les cendres n’est souvent pas réutilisé ; d’importantes quantités de phosphore sont aussi abandonnées dans les décharges.
La directive a fortement accru le recyclage des déchets biodégradables pour produire du biogaz et des nutriments destinés à l’amélioration des sols et à l’agriculture, sans toujours orienter la ressource vers son utilisation à plus forte valeur.
Dans l’Union européenne, les approches concernant les normes d’utilisation et de qualité des déchets biodégradables sont très hétérogènes.
Des critères européens de fin du statut de déchet pour les déchets biodégradables sont en cours d’élaboration afin de définir quand ils cessent d’être considérés comme des déchets et de faciliter la levée des obstacles juridiques.
La révision du règlement sur les engrais devrait être adoptée en 2013 et sera déterminante pour la valorisation des déchets biodégradables.
★ À maîtriser
VUNA signifie « Valorisation of Urine Nutrients in Africa » et désigne un projet de valorisation des nutriments de l’urine en Afrique lancé par l’Eawag grâce à un financement de la Fondation Bill & Melinda Gates.
En Afrique du Sud, des chercheurs de l’Eawag ont mis au point avec les autorités locales un système sanitaire rentable qui améliore l’assainissement, réduit la pollution des ressources en eau et produit un engrais agricole à partir d’urine.
La banlieue de Durban compte près de 90 000 toilettes publiques sans chasse d’eau qui séparent les excréments de l’urine ; les matières solides sont séchées et enterrées, tandis que le liquide s’infiltre souvent dans le sol et pollue durablement les eaux.
Compléments
À la suite de la croissance rapide de Durban, qui comptait plus de trois millions d’habitants dix ans auparavant sans réseau d’égouts desservant ses vastes zones urbanisées, les autorités ont installé des toilettes sèches après l’inscription du droit à des toilettes dans la nouvelle constitution, à la fin de l’apartheid.
Dans le projet VUNA, des employés municipaux recueillent l’urine en bidons auprès d’environ 700 familles participantes afin de la réutiliser.
Le système VUNA peut être installé dans :
★ À maîtriser
Les nutriments excrétés par l’urine comprennent (Kai Udert) :
Le traitement de l’urine stabilise d’abord l’azote ammoniacal grâce à des bactéries fixées sur des particules de plastique, puis distille la solution obtenue pour en retirer l’eau et conserver un concentré de nutriments.
La distillation retire 97 % de l’eau contenue dans l’urine et laisse un liquide brun composé d’azote et des autres nutriments initiaux, utilisable comme engrais.
Compléments
Dans le réacteur pilote, la concentration d’urine est supérieure à celle d’une station d’épuration ; les bactéries sont acclimatées en ajoutant chaque jour un peu d’urine pendant deux mois.
La stabilisation transforme l’ammoniac volatil et malodorant en nitrate d’ammonium dissous et inodore.
★ À maîtriser
Compléments
La distillation de l’urine à 80 degrés est un procédé efficace pour tuer les agents pathogènes, même si une contamination croisée par les selles reste possible.
La récupération ciblée de l’urine permet d’extraire les polluants de manière plus ciblée, selon Kai Udert.
En Suisse, le Conseil fédéral prévoit une nouvelle ordonnance exigeant le recyclage du phosphore contenu dans les boues d’épuration.
L’urine contient deux fois moins de phosphore que les excréments solides, mais la récupération du phosphore directement à la source reste jugée utile.
La récupération de l’urine est particulièrement adaptée aux lieux déjà équipés de toilettes sans eau et peut être économiquement intéressante dans les gares et les stations-service d’autoroute, où de grandes quantités d’urine sont recueillies.
En Suisse, l’Eawag travaille sur des procédés visant à éliminer 90 % de l’azote des eaux usées d’une station d’épuration afin de le réutiliser comme engrais, de réduire son accumulation dans l’environnement et d’économiser de l’énergie.
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1. Deux cultures présentent des apports nutritifs différents : la première manque surtout d’azote, tandis que la seconde est privée de potassium. Concernant les facteurs limitants :
2. Parmi les propositions suivantes concernant l’usage et la demande de phosphore, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?
Mémorisez les concepts clés de Recyclage des nutriments et urine avec 10 flashcards interactives.
Sous quelle forme les plantes assimilent-elles surtout le phosphore ?
Sous forme de phosphates.
Quel organisme affirme que le phosphore est indispensable à l’agriculture moderne sans substitut connu pour ses usages ?
La Commission européenne.
Combien de tonnes de phosphore étaient consommées annuellement dans le monde en 2000 ?
20 millions de tonnes.
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