Le gypse : un produit ancien avec une nouvelle utilisation

Le gypse est du sulfate de calcium (CaSO₄). Le gypse raffiné sous forme d'anhydrite (sans eau) contient 29,4 % de calcium (Ca) et 23,5 % de soufre (S). Habituellement, le gypse a de l'eau associée dans la structure moléculaire (CaSO₄·2H2O) et contient environ 23,3 % de Ca et 18,5 % de S (plâtre de Paris). L'engrais à base de gypse contient généralement d'autres impuretés, de sorte que les teneurs sont d'environ 22 % de Ca et 17 % de S. Le gypse est peu soluble (la raison pour laquelle le panneau mural devient mou mais ne se dissout pas immédiatement lorsqu'il est mouillé, du moins s'il n'est humide qu'occasionnellement). Le gypse est le sel neutre d'un acide fort et d'une base forte et n'augmente ni ne diminue l'acidité. La dissolution du gypse dans l'eau ou le sol entraîne la réaction suivante : CaSO₄·2H₂O=Ca₂plus plus SO₄2- plus 2H₂O. Il ajoute des ions calcium (Ca₂plus ) et des ions sulfate (SO₄2-), mais n'ajoute ni n'enlève d'ions hydrogène (H plus ). Par conséquent, il n'agit pas comme un matériau de chaulage ou d'acidification. La CA₂les ions plus interagissent simplement avec les sites d'échange dans le sol et le sulfate reste dissous dans l'eau du sol.

Du gypse comme engrais ?

Le gypse est un produit fertilisant et fournit la forme de calcium disponible pour les cultures (Ca₂plus ) et le soufre (SO₄2-). Si ces formes manquent de sol, la productivité des cultures en bénéficiera si le gypse est appliqué. C'est un grand "si" pour les sols de l'Iowa. La recherche n'a pas montré de carence en Ca et normalement tout problème potentiel avec de faibles niveaux de Ca est pris en charge avec l'application de calcaire (CaCO3). Les problèmes d'acidité se produiront avant une carence en Ca, donc le chaulage prend également soin de Ca. Le tableau 1 répertorie les niveaux de Ca échangeables typiques de plusieurs sols de l'Iowa, et ils sont très élevés. Pour les sols calcaires (contenant de la chaux libre), le système de sol est saturé de Ca, et l'apport de Ca et le pH du sol sont contrôlés par la chaux libre.

Pour S, c'est fondamentalement la même chose. Les recherches menées pendant plus de 35 ans dans de nombreux essais sur le terrain à travers l'Iowa n'ont montré qu'une réponse isolée et très faible du rendement du maïs ou du soja à la fertilisation S (deux positives et une négative). Le tableau 2 donne les résultats d'essais récents de S sur le maïs et le soja menés en 2000 et 2001 sur six sites à travers l'Iowa. Ces résultats sont typiques des recherches menées depuis de nombreuses années en ce sens qu'il n'y a pas eu d'augmentation de rendement du S appliqué, du gypse ou du Ca. Donc, s'il n'y a pas besoin d'appliquer d'engrais de Ca ou de S, alors l'application de gypse n'est tout simplement pas nécessaire pour des raisons de fertilisation.

Le gypse comme amendement de sol

La structure du sol est influencée par les cations échangeables (ions chargés positivement). Les cations multivalents (plus d'une charge positive) aident à maintenir ensemble les particules du sol car ils peuvent avoir une attraction électrostatique (magnétique) entre deux ou plusieurs sites de charge négative (l'argile du sol et la matière organique ont une charge nette négative). Les cations multivalents comprennent Ca₂plus , Mg₂plus , Zn₂plus , et Al₃plus. Les cations monovalents (une seule charge positive) ne peuvent pas aider à la structure du sol en raison d'une seule charge positive, et avec le sodium (Na plus), par exemple, peuvent dégrader la structure du sol lorsque de grandes quantités occupent les sites d'échange du sol (également impactés par une grande taille ionique de Na); ainsi, les sols à faible teneur en sel mais à forte teneur en sodium échangeable (Na plus ) ont une structure de sol médiocre. À l'exception d'une très petite superficie de sol Napa dans la vallée de la rivière Missouri, l'excès de Na n'est pas un problème sur les sols de l'Iowa, y compris ceux à pH élevé. Dans les régions arides où le sel et le Na s'accumulent (sols salins-sodiques), la remise en état peut inclure l'utilisation de gypse. Le gypse est utilisé pour ajouter de grandes quantités de Ca₂plus les ions qui déplacent les ions Na plus des sites d'échange, et lorsqu'ils sont rincés avec de l'eau propre, les sels et le Na sont éliminés du sol (le gypse est utilisé à la place du calcaire en raison d'une solubilité plus élevée et de l'absence d'augmentation du pH du sol). Cependant, même dans ces sites, cette pratique n'est pas efficace lorsque les sous-sols ont une faible perméabilité à l'eau. Si un sol ne contient que du sel hautement soluble, le gypse n'est pas utilisé car il aggraverait le problème du sel.

La structure du sol est également grandement améliorée par la matière organique du sol, qui aide à "coller" les particules de sol ensemble. Les sols de l'Iowa ont une teneur élevée en matière organique, ce qui est tout aussi important pour une bonne structure du sol que les cations multivalents échangeables. L'effet le plus néfaste sur la structure du sol de surface provient de l'impact physique des gouttes de pluie. Les résidus de surface sont la meilleure défense contre cet impact, et ils proviennent sans frais des résidus de culture. Ainsi, l'amélioration de l'infiltration de l'eau peut être mieux obtenue en limitant le travail du sol pour laisser le plus de résidus de culture possible plutôt qu'en appliquant du gypse. Le tableau 2 montre l'absence de réponse du rendement du maïs et du soja au gypse appliqué.

En résumé, le gypse est une excellente source d'engrais de Ca et de S. Si l'application de ces nutriments essentiels aux plantes est nécessaire, alors cela fonctionne bien. Cependant, pour les sols de l'Iowa, le Ca ou le S sont en bon approvisionnement. Les sols de l'Iowa ont intrinsèquement la capacité de fournir des niveaux adéquats de Ca et de S échangeables pour la production agricole. Ainsi, plus n'est pas nécessairement mieux.