Analyse des risques liés à une forte dose de phosphogypse dans les sols calcaires et les sols jaunes : étude de cas sur l’amarante en pot

Transformer un déchet d’engrais en allié du sol

Partout dans le monde, les usines de fabrication d’engrais phosphatés laissent derrière elles des montagnes d’un résidu crayeux appelé phosphogypse. Ces tas occupent de l’espace et peuvent relarguer des polluants dans l’air, l’eau et le sol à proximité. Cette étude pose une question simple mais cruciale : au lieu de considérer le phosphogypse comme un déchet dangereux, ne pourrait-on pas en mélanger des quantités importantes à des sols pauvres et rocheux pour créer de nouvelles terres agricoles — sans contaminer les aliments cultivés ?

Des tas de déchets aux plantes en pot

Les chercheurs se sont intéressés à la province de Guizhou, dans le sud-ouest de la Chine, une région montagneuse où des sols minces et fragiles limitent l’agriculture. Ils ont prélevé deux sols karstiques courants — le « sol calcaire » et le « sol jaune » — et les ont mélangés avec des doses élevées de phosphogypse, équivalentes à 10 % ou 20 % du poids du sol. Ils ont ensuite cultivé de l’amarante (Amaranthus tricolor), un légume-feuille à croissance rapide, en pots pendant deux mois. En comparant ces plantes et ces sols à des témoins non traités, ils ont pu évaluer à la fois les bénéfices et les risques de l’utilisation de quantités aussi importantes de phosphogypse d’un coup.

Une croissance plus verte dans des sols difficiles

L’ajout de phosphogypse a transformé les sols testés, jusque-là pauvres. Le carbone organique et les sels totaux ont fortement augmenté, et le calcium, le sodium, le phosphore ainsi que plusieurs oligo-éléments sont devenus plus disponibles. Dans le sol jaune, l’acidité a diminué et le pH s’est rapproché de la neutralité ; dans le sol calcaire, initialement légèrement alcalin, le pH est légèrement descendu vers la même plage. L’amarante a réagi de façon spectaculaire : la hauteur et la masse sèche des plantes ont explosé, avec la meilleure croissance dans le sol jaune contenant 20 % de phosphogypse. Ces changements suggèrent que ce qui commençait comme un déchet industriel s’est comporté comme un puissant conditionneur de sol, améliorant la rétention d’eau, l’apport en nutriments et la structure physique du sol pour favoriser la croissance des plantes.

Métaux cachés dans des feuilles à l’apparence saine

La bonne nouvelle pour le sol ne s’est pas entièrement prolongée au niveau de la récolte. Quand l’équipe a mesuré les éléments potentiellement toxiques dans les feuilles d’amarante, elle a constaté que le cuivre, le zinc et le chrome dépassaient les limites de sécurité alimentaire chinoises, bien que les plantes paraissent en bonne santé. Le plomb et le cadmium n’ont pas été détectés, et le sol lui-même respectait encore les normes de sécurité : les concentrations métalliques dans le sol restaient largement en dessous des seuils officiels de risque. Autrement dit, le sol n’était pas fortement contaminé, mais la plante s’est montrée très efficace pour extraire des traces de métaux du sol enrichi en phosphogypse et les concentrer dans les tissus comestibles. Cela rend cette amarante impropre à la consommation, mais très intéressante comme plante « hyperaccumulatrice » pour dépolluer les métaux.

Des changements dans la vie du sol

L’étude a également examiné la vie microscopique autour des racines. Grâce au séquençage de l’ADN, les chercheurs ont montré que l’ajout de phosphogypse modifiait la composition des communautés bactériennes et fongiques, surtout dans le sol jaune. Certains groupes aidant à décomposer la matière organique et à recycler les nutriments sont devenus plus fréquents, tandis que certains champignons saprophytes et agents pathogènes des plantes ont diminué. Dans le sol calcaire, les communautés fongiques ont changé davantage que les bactéries, mais les modifications globales y étaient plus modérées. Ces résultats suggèrent que le phosphogypse peut orienter la vie du sol vers des communautés qui soutiennent la croissance des plantes et peut-être supprimer certains champignons nuisibles, bien que les impacts à long terme restent incertains.

Reconstruire le sol en toute sécurité

Pour le grand public, le message clé est que le phosphogypse peut être à la fois une bénédiction et un signal d’alerte. Incorporé dans des sols de montagne peu épais, il améliore la fertilité, stimule la croissance des plantes et recompose l’écosystème souterrain sans empoisonner clairement le sol lui‑même. Pourtant, des cultures destinées à l’alimentation comme l’amarante peuvent accumuler des métaux à des niveaux dangereux lorsque le phosphogypse est utilisé à forte dose. Les auteurs proposent une approche progressive : utiliser d’abord des plantes non alimentaires capables d’extraire les métaux pour « nettoyer » et enrichir le sol, puis, après des tests rigoureux des métaux, de la radioactivité et du fluor, orienter les parcelles vers la production alimentaire. Si elle est menée avec prudence, cette stratégie pourrait transformer un problème industriel tenace en un outil de restauration des terres pauvres — tout en protégeant les personnes et les écosystèmes.

Citation: Wang, X., Hu, M., Li, Y. et al. Safety risk analysis of high dosage of phosphogypsum in limestone soil and yellow soil: a case study of potted amaranth. Sci Rep 16, 6214 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37627-3

Mots-clés: phosphogypse, remédiation des sols, agriculture en karst, amarante, absorption de métaux lourds