Complementary phosphorus speciation in agricultural soils by sequential fractionation, solution 31P NMR, and P K-edge XANES spectroscopy.

Liu, J., Yang, J.J., Cade-Menun, B.J., Liang, X.Q., Hu, Y.F., Liu, C.W., Zhao, Y., Li, L., et Shi, J.Y. (2013). « Complementary phosphorus speciation in agricultural soils by sequential fractionation, solution 31P NMR, and P K-edge XANES spectroscopy. », Journal of Environmental Quality, 42, p. 1763-1770. doi : 10.2134/jeq2013.04.0127  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

En Chine, les ultisols exigent une fertilisation en phosphore (P) pour pouvoir servir à la production agricole, mais ils sont sujets à des pertes de P par ruissellement. Pour équilibrer les apports et les pertes de P, il faut de l’information détaillée sur les formes de P présentes dans le sol, car la spéciation du P influe sur le renouvellement de cet élément. Comme les diverses méthodes analytiques fournissent des informations différentes sur la spéciation du P, nous avons utilisé à la fois le fractionnement séquentiel (FS), la résonance magnétique nucléaire du 31P (RMN-P) en solution et la spectroscopie de structure près du front d'absorption de rayons X (XANES) du P pour étudier les espèces de P organiques (Po) et inorganiques (Pi) présentes dans les ultisols de Chine servant à diverses cultures avec divers régimes de fertilisation. Il s’agissait de la première étude où ces trois techniques étaient employées en combinaison pour caractériser le P du sol. Le FS a révélé que le principal pool de P de ces sols était constitué de NaOH-P modérément labile, que la proportion de Po variait de 20 à 47 % et que celle de P résiduel variait de 9 à 31 %. La RMN-P a quant à elle révélé que l’acide désoxyribonucléique (1 à 5 %) et l’hexakisphosphate de myo-inositol (myo-IHP, 4 à 10 %) étaient les principales formes de Po. La proportion de diesters de phosphate établie par RMN-P présentait une corrélation significative avec celle de NaHCO3–Po labile établie par FS (r > 0,981; P < 0,001). La spectroscopie XANES a révélé que le Pi du sol était principalement associé à du fer et à du calcium (Ca) soluble. La XANES a également révélé la présence d’hydroxyapatite dans le sol recevant la plus forte dose de phosphate de Ca, lequel sol renfermait aussi le plus fort pool de HCl-P selon le FS. La XANES a enfin révélé une forte proportion (7 %) d’IHP dans le sol renfermant la plus forte proportion de myo-IHP selon la RMN-P. Étant donné ces résultats, il paraît évident que l’utilisation combinée du FS, de la RMN-P et de la spectroscopie XANES du P permet d’obtenir toute l’information requise sur les espèces de P présentes dans le sol pour une gestion efficace de cet élément nutritif.

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