La fertilisation potassique améliore à la fois le rendement des céréales et le carbone organique du sol : une méta-analyse

Pourquoi cela compte pour l’alimentation et le climat

Nourrir un monde en croissance tout en préservant le climat repose sur deux objectifs : augmenter les rendements agricoles et stocker davantage de carbone dans les sols. Cette étude pose une question simple aux grandes implications pour ces deux objectifs : lorsque les agriculteurs ajoutent du potassium sous forme d’engrais aux cultures céréalières, dans quelle mesure les récoltes augmentent-elles, et cela peut‑il aussi contribuer à séquestrer davantage de carbone dans le sol ?

Ce que les chercheurs ont voulu tester

Le potassium est un nutriment essentiel pour les plantes, mais il est souvent relégué au second plan par rapport à l’azote et au phosphore dans les plans d’engrais. Les auteurs ont rassemblé les résultats de 1185 observations de terrain sur 163 sites où des céréales telles que le blé, le riz et le maïs ont été cultivées avec et sans apport de potassium. Ils se sont particulièrement intéressés aux régions où les sols sont pauvres en potassium, notamment certaines parties de l’Asie du Sud, du Sud-Est et de l’Asie de l’Est. Par une méta-analyse, ils ont combiné ces essais dispersés pour identifier des tendances générales du rendement des grains et du carbone organique du sol, la fraction du sol qui stocke le carbone issu des racines mortes et des résidus de récolte.

Comment le potassium a modifié les récoltes

Les données combinées montrent que la fertilisation potassique a augmenté en moyenne les rendements céréaliers d’environ un cinquième. Les gains ont été les plus importants lorsque le potassium était appliqué conjointement à l’azote, ou à la fois à l’azote et au phosphore, ce qui confirme que les cultures performent mieux lorsque tous les principaux nutriments sont équilibrés. Le type d’engrais potassique a également compté : les formes courantes, chlorure de potassium et sulfate de potassium, ont systématiquement amélioré les rendements, tandis que les types mixtes n’ont pas montré d’avantages clairs. Les augmentations de rendement ont été plus marquées dans les rotations culturales que dans les systèmes de culture unique, et ont été observées pour l’orge, le maïs, le riz et le blé, mais pas pour le millet et le sorgho.

Conditions climatiques et pédologiques derrière les gains

Tous les champs n’ont pas réagi de la même manière. Les plus fortes augmentations de rendement sont apparues dans les régions chaudes et humides à sols acides, des conditions fréquentes dans les zones tropicales. Dans ces climats, de fortes pluies tendent à lessiver le potassium du sol, rendant les cultures plus susceptibles d’en manquer. L’étude a montré que les réponses de rendement augmentaient avec la précipitation annuelle moyenne et la température, ainsi qu’avec la quantité de potassium appliquée, tandis qu’elles diminuaient à mesure que le pH du sol devenait moins acide. Ensemble, le climat et les propriétés du sol ont expliqué une grande part de la variation des gains de production attendus suite aux apports potassiques.

Ce qu’il est advenu du carbone dans le sol

Au‑delà de la taille des récoltes, les auteurs ont examiné si le potassium pouvait aider les sols à stocker davantage de carbone, un tampon important contre le changement climatique et un indicateur clé de la santé des sols. Sur 288 observations provenant de 75 sites, le potassium a augmenté le carbone organique du sol d’environ 4 % en moyenne. Cette augmentation était modeste et lente à se manifester. Elle n’est devenue clairement détectable qu’après plus de 20 ans d’utilisation continue du potassium. L’effet était le plus marqué lorsque le potassium était appliqué avec l’azote et le phosphore, dans des rotations culturales, et sur des parcelles fertilisées au chlorure de potassium. Les résultats soutiennent l’idée que le potassium favorise le stockage du carbone de manière indirecte, en stimulant la croissance des racines et en laissant davantage de matière végétale qui se transforme en carbone du sol au fil du temps.

Quelles implications pour les agriculteurs et les politiques

Pris ensemble, les résultats suggèrent que le potassium mérite une place plus centrale dans la planification des engrais, en particulier dans les régions où les sols sont reconnus comme déficients. Un usage ciblé du potassium peut augmenter les rendements des céréales dans de nombreuses zones chaudes et humides tout en contribuant, lentement mais régulièrement, à l’accumulation du carbone organique du sol. Pour les décideurs, le message est que l’équilibre entre azote, phosphore et potassium est vital tant pour la production alimentaire à court terme que pour la gestion durable des sols à long terme, les bénéfices climatiques liés à l’augmentation du carbone du sol n’apparaissant qu’après des décennies de gestion cohérente.

Citation: Liang, G., Schlesinger, W.H. Potassium fertilization enhances both cereal yield and soil organic carbon: a meta-analysis. Nat Commun 17, 4521 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71154-z

Mots-clés: fertilisation potassique, rendement des céréales, carbone organique du sol, nutriments du sol, atténuation du climat