Le soufre élémentaire nuit-il à la vie du sol ?

Introduction

Le soufre élémentaire est souvent utilisé en agriculture comme amendement pour acidifier les sols trop alcalins ou comme source de nutrition soufrée pour les plantes. On le trouve généralement sous forme de granules (soufre S à 90% + 10% bentonite). De nombreux agriculteurs s’interrogent : apporter du soufre élémentaire dans mon champ ne risque-t-il pas de  perturber la vie du sol ? En d’autres termes, ce produit naturel peut-il nuire aux micro-organismes du sol (bactéries, champignons, mycorhizes) et à leur activité biologique essentielle ?

La vie du sol joue un rôle crucial dans la fertilité : une multitude de bactéries et de champignons transforment la matière organique, libèrent l’azote, le phosphore et d’autres éléments nutritifs pour les plantes, tandis que les champignons mycorhiziens aident les racines à absorber l’eau et les minéraux. Il est donc légitime de craindre qu’un apport de soufre élémentaire – qui va acidifier localement le sol en se transformant en acide sulfurique – puisse déséquilibrer cette vie souterraine.

Dans cet article, nous faisons le point sur la question « Le soufre élémentaire nuit-il à la vie du sol ? » en nous appuyant sur des recherches scientifiques récentes. Nous examinerons les effets directs et indirects d’apports modérés de soufre (≤ 100 kg/ha) selon les types de sol (acide, basique, sableux, argileux, etc.). Nous aborderons l’impact potentiel du soufre sur la diversité microbienne (bactéries/champignons), sur les champignons symbiotiques (mycorhizes), sur l’activité enzymatique du sol, le pH, la dynamique du carbone/azote (C/N), la solubilisation du phosphore, le ratio champignons/bactéries (F/B), etc. Une première partie vulgarisée résume les grands principes, suivie d’une partie plus technique avec les résultats d’études scientifiques (méta-analyses, essais in situ, incubations de sol) pour distinguer les effets transitoires vs durables, et les effets bénéfiques vs délétères du soufre selon le contexte. Enfin, nous conclurons par des bonnes pratiques pour utiliser le soufre élémentaire de façon avantageuse sans impact négatif sur le microbiome du sol.

Effets du soufre élémentaire sur les micro-organismes du sol

Diversité microbienne et structure des communautés

Aux doses agricoles usuelles (quelques dizaines de kg/ha), le soufre élémentaire et n’élimine pas massivement les micro-organismes. Les études montrent toutefois des modifications dans la composition des communautés microbiennes. Par exemple, dans des plantations où du soufre était pulvérisé régulièrement, on n’a pas observé de baisse du nombre total d’espèces microbiennes (diversité alpha inchangée), mais la structure de la communauté a été altérée (diversité bêta modifiée)researchgate.net. Concrètement, certains groupes de bactéries ont vu leur abondance diminuer (cas de phylums comme les Chloroflexi ou Planctomycètes), tandis que d’autres au contraire ont proliféré sous l’effet du soufre – c’est le cas de bactéries du genre Bacillus ou Sinomonas, qui ont la capacité de tirer parti de ce nouvel apport et participent au cycle des nutriments soufrésresearchgate.net. En somme, un apport de soufre agit comme un facteur de sélection au sein du microbiote du sol : il favorise les micro-organismes capables de tolérer ou d’utiliser le soufre (notamment pour l’oxyder en sulfate), alors que d’autres espèces moins adaptées déclinent temporairement.

Bactéries vs champignons : l’acidification induite par le soufre tend à avantager relativement les champignons par rapport aux bactéries sur le long terme. En effet, dans les sols acides non corrigés, on observe souvent une domination des communautés fongiques qui sont mieux adaptées aux pH baslink.springer.com. Inversement, les bactéries dominent plutôt en sols neutres à basiques. Ainsi, lorsqu’un sol neutre ou calcaire est acidifié par du soufre, on peut s’attendre à une augmentation progressive du ratio champignons/bactéries (F/B) dans le sol. Des champignons indigènes du sol (parfois microscopiques et non pathogènes) prolifèrent dans ces conditions plus acides, ce qui peut se traduire par une décomposition de la matière organique un peu plus lente mais aussi par une meilleure stabilisation du carbone (les champignons produisent plus de biomasse par unité de carbone consommé, ce qui favorise le stockage de matière organique stable)link.springer.comlink.springer.com. À l’inverse, les bactéries aiment les situations “riches” avec pH neutre et matière organique facilement décomposable : en l’absence de soufre (ou quand on amende avec de la chaux), on voit plutôt augmenter la part bactérienne, ce qui accélère le cycle des nutriments (minéralisation rapide de l’azote, etc.)link.springer.com. Autrement dit, l’ajout de soufre peut doucement faire évoluer le profil fonctionnel de la vie microbienne du sol, d’une communauté plutôt bactérienne (cycle nutriments rapide) vers une communauté un peu plus fongique (cycle plus lent mais plus conservateur, accumulant du carbone). Il s’agit là d’une tendance générale sur le long terme et dépendante du contexte de pH initial : un léger abaissement du pH (ex: de 8 à 7) dans un sol calcaire ne fera pas brusquement basculer tout le système, mais oriente progressivement les équilibres biologiques.

Champignons du sol et symbiose mycorhizienne

Les champignons mycorhiziens (champignons bénéfiques vivant en symbiose avec les racines) sont un élément clé de la vie du sol. Un apport de soufre modéré ne va pas exterminer ces champignons, et peut même dans certains cas améliorer leur action symbiotique. En effet, plusieurs essais ont montré que l’ajout de soufre élémentaire peut accroître l’efficacité des mycorhizes à aider la plante, en particulier dans les sols calcaires pauvres en phosphore. Par exemple, sur un sol calcaire du sud-est européen, une dose de 100 mg de S par kg de sol (≈100 kg/ha) a augmenté les rendements en blé de manière significative lorsqu’on avait inoculé des mycorhizes, comparé aux mêmes mycorhizes sans soufreagris.fao.org. Le soufre a en quelque sorte “dopé” la symbiose : on a mesuré une hausse de la biomasse des racines, des tiges et des grains de blé grâce à l’interaction mycorhizes + soufre, par rapport aux mycorhizes seulesagris.fao.org. Ce résultat s’explique par le fait que le soufre a acidifié le sol et solubilisé du phosphore (et possiblement d’autres oligo-éléments) rendant ces nutriments plus disponibles pour la plante et pour le champignon symbiotique. Les mycorhizes prospèrent mieux dans un sol où le phosphore assimilable est présent en suffisance (sans être excessif), car elles peuvent en fournir davantage à la plante et en retirer des sucres en échange. Ainsi, dans un sol calcaire très pauvre, un léger apport de soufre peut booster les mycorhizes indirectement en corrigeant un facteur limitant (le P indisponible).

Il convient de nuancer : si le sol est déjà acide (pH bas) avec une bonne disponibilité en phosphore, ajouter du soufre n’apportera pas de bénéfice aux mycorhizes – au contraire, abaisser encore le pH pourrait commencer à stresser certains champignons symbiotiques sensibles aux pH trop acides. De plus, un apport massif et localisé de soufre (par exemple une “poche” de soufre non mélangé) pourrait créer une zone de pH très bas autour des granules lors de leur oxydation, ce qui inhibe localement la croissance racinaire et mycorhizienne. Les bonnes pratiques d’épandage (voir conclusion) visent justement à éviter ces poches sur-acidifiées.

Enfin, rappelons que le soufre élémentaire est utilisé comme fongicide en agriculture (notamment en poudre ou mouillable contre l’oïdium des vignes et cultures maraîchères). Cependant, son action fongicide est surtout foliaire (par contact direct et par émanation de dioxyde de soufre à la surface des feuilles). Dans le sol, aux doses modérées, le soufre élémentaire n’a pas d’effet antifongique généralisé : il n’élimine pas les champignons du sol de façon non sélective comme le ferait un fongicide . Au contraire, comme vu plus haut, la lente production d’acidité favorisera plutôt certains groupes de champignons du sol. L’impact négatif du soufre sur la microflore pathogène du sol (champignons nuisibles) n’est pas bien documenté aux doses usuelles – on sait juste que dans certains cas, abaisser le pH du sol peut aider à contrôler certaines maladies (par ex. la gale commune de la pomme de terre, causée par Streptomyces bactérien, est réduite en sol acidifié au soufre). A contrario, d’autres maladies préfèrent les sols acides (ex: piétin-échaudage des céréales, ou clubroot des choux due à Plasmodiophora), et une acidification par le soufre pourrait aggraver ces dernières. En pratique, on n’utilise pas le soufre élémentaire directement comme traitement antiparasitaire du sol, mais plutôt pour ses effets sur la chimie du sol – les répercussions sur les maladies seront donc indirectes et dépendront du pathogène en présence (certaines verront leur développement freiné, d’autres favorisé, en fonction du nouveau pH).

Activité biologique et enzymes du sol

L’activité microbienne globale du sol (respiration, enzymes du cycle du carbone, etc.) peut être affectée temporairement par l’ajout de soufre, mais pas forcément de façon négative systématique. Des essais d’incubation en laboratoire sur sols alcalins montrent même que l’ajout de S à dose modérée stimule souvent l’activité microbienne : par exemple 100 kg/ha ont provoqué une hausse du CO₂ respiré par le sol, une augmentation de la biomasse microbienne et une stimulation de plusieurs enzymes par rapport à un sol sans soufremdpi.com. Ceci s’explique par le fait que l’oxydation biologique du soufre par les bactéries consomme de l’énergie mais libère aussi de nouveaux substrats (sulfates, composés intermédiaires) dont profitent d’autres microbes. En quelque sorte, un apport raisonnable de soufre peut “doper” l’activité du sol en fournissant une source d’énergie aux bactéries spécialisées (Thiobacillus, etc.) qui vont ensuite stimuler l’écosystème (minéralisation accrue, production d’acides organiques, etc.). Notons que dans l’étude citée, cette stimulation concernait la plupart des enzymes testées sauf la déshydrogénase, une enzyme reliée à la respiration : l’activité déshydrogénase est restée similaire au témoin sans Smdpi.com, signe que la respiration globale n’était pas bouleversée non plus.

À l’inverse, d’autres études ayant utilisé des doses plus fortes ou en conditions réelles prolongées signalent une baisse de la biomasse microbienne ou de l’activité enzymatique dans les sols enrichis en soufre. Par exemple, des apports répétés de S sur un sol calcaire pendant plusieurs saisons ont entraîné une diminution de certains indicateurs biologiques (réseaux d’interactions microbiennes simplifiés, biomasse microbienne un peu plus faible) par rapport à des sols sans soufremdpi.com. Les chercheurs soulignent que si la fertilisation soufrée améliore certains attributs du sol, elle peut aussi avoir des effets adverses sur la santé microbienne à long termemdpi.com. Il s’agit ici surtout des cas où le soufre s’accumule ou acidifie fortement le milieu au fil du temps, pouvant conduire à des manques en bases (Ca, Mg) ou à des micro-conditions trop acides pour certaines enzymes. En sol très acide (pH < 5), on sait que de nombreux processus biologiques sont ralentis du fait de la toxicité des ions H⁺ et aluminium pour les microbes et racineslink.springer.comlink.springer.com. Ainsi, un excès de soufre élémentaire conduisant à un pH trop bas finira par réduire l’activité biologique, de même que n’importe quel processus d’acidification poussée du sol.

En pratique toutefois, avec des doses ≤100 kg/ha bien réparties, on est loin de ces extrêmes. Les effets observés sur l’activité biologique sont alors généralement transitoires : on peut voir une légère baisse d’activité dans les jours qui suivent l’apport si le pH chute rapidement par endroits, suivie d’une reprise dès que le soufre est oxydé et que les microbes acidophiles prennent le relais. Sur quelques semaines à quelques mois, le sol tend vers un nouvel équilibre microbiologique correspondant à son nouveau pH et à la présence de sulfate. Si le pH final atteint un niveau modérément acide acceptable, l’activité globale du sol revient souvent à un palier comparable au départ, voire supérieur si l’apport de S a levé une limitation nutritive (cas du soufre en élément nutritif manquant, ou du phosphore rendu disponible).

pH, C/N et nutriments : le soufre “reconfigure” la chimie du sol

L’effet chimique principal du soufre élémentaire, une fois incorporé au sol, est de se transformer (par oxydation microbienne) en acide sulfurique (H₂SO₄). Ce processus : (a) consomme de l’oxygène et des oligo-éléments (les bactéries oxydantes ont besoin de fer, etc.), et (b) libère des protons H⁺ qui acidifient le sol, ainsi que des ions sulfate SO₄²⁻. Ces sulfates sont des anions mobilisables par les plantes (source de soufre nutritif) ou lessivables en profondeur.

• Baisse du pH du sol : l’ampleur de l’acidification dépend de la dose de S et du pouvoir tampon du sol. Les sols argileux, riches en calcaire ou en matière organique résistent davantage aux variations de pH car les carbonates et charges négatives du sol neutralisent en partie l’acide produit. Au contraire, un sol sableux pauvre en calcaire verra son pH chuter plus rapidement pour une même dose de Sjournals.ekb.eg. Des expérimentations en incubation montrent qu’avec 2% du poids du sol en soufre (20 g S par kg, dose extrême équivalente à ~40 t/ha !), le pH peut baisser de 2 à 3 unités en quelques semaines dans un sable non tamponnéejss.journals.ekb.eg. À des doses agricoles raisonnables (50–100 kg/ha soit 0,025% à 0,05% du poids du sol environ), la baisse de pH sera beaucoup plus modérée – typiquement de l’ordre de 0,5 à 1 unité de pH dans la zone traitée, selon le sol. Cette acidification, si elle est bien gérée, peut être bénéfique en sol alcalin (pH trop élevé) en rapprochant le pH de la zone neutre favorable à la plupart des cultures. Elle améliore aussi la disponibilité de certains nutriments (phosphore, fer, manganèse, zinc…) précédemment bloqués à haut pH. Par contre, en sol déjà acide, il est déconseillé d’apporter du soufre élémentaire car on risquerait d’acidifier en dessous des seuils acceptables pour les plantes et la vie du sol (pH < 5).
• Solubilisation du phosphore et des minéraux : c’est l’un des effets indirects les plus intéressants du soufre. En se transformant en acide sulfurique, il attaque les composés de phosphate de calcium du sol (présents en sols calcaires) et les dissout, libérant du phosphore assimilable (H₂PO₄⁻) dans la solution du sol. Des études agronomiques confirment qu’à mesure qu’on augmente la dose de soufre, la teneur en P disponible augmente nettement dans le sol traitéjournals.ekb.egejss.journals.ekb.eg. Par exemple, l’application de S a entraîné des hausses de +50% à +200% du phosphore extractible selon les doses, parallèlement à des augmentations des teneurs en fer et zinc assimilablesejss.journals.ekb.eg. Ainsi, un apport modéré (≤100 kg/ha) de soufre sur un sol calcaire pourra débloquer quelques dizaines de kg/ha de phosphore qui étaient immobilisés sous forme de phosphate tricalcique insoluble. Ce phénomène profite aux cultures (meilleure nutrition phosphatée) mais aussi potentiellement aux micro-organismes, car le phosphore est également un élément nutritif limitant pour la biomasse microbienne. Outre le P, l’acidification par S peut solubiliser le fer (Fe), le manganèse (Mn), le zinc (Zn) et le cuivre (Cu) du sol en quantités mesurablesejss.journals.ekb.eg. Ces micronutriments, une fois en solution, deviennent plus disponibles pour les plantes comme pour les microbes. Attention toutefois : un excès de solubilisation peut conduire à des niveaux toxiques localement (par ex. trop de Mn²⁺ en sol très acide peut nuire aux racines). Mais dans le cadre d’un apport raisonné, on vise justement à atteindre un pH où ces éléments sont juste suffisamment disponibles sans être délétères.

En résumé, l’apport de soufre élémentaire à dose modérée reconfigure la chimie du sol en douceur : il acidifie un peu, libère des sulfates, du phosphore et des oligo-éléments. Ces changements chimiques induisent à leur tour des réponses biologiques (certaines populations microbiennes augmentent, d’autres diminuent) jusqu’à atteindre un nouvel équilibre.

Effets transitoires ou durables ?

Une question importante est de savoir si les perturbations induites par le soufre sur la vie du sol sont temporaires (le temps que le soufre réagisse) ou si elles persistent sur le long terme. D’après la littérature scientifique, on peut distinguer deux échelles :

• Court terme (semaines à mois suivant l’apport) : c’est la phase de transformation du soufre. Durant cette période, on observe souvent des effets marqués mais transitoires. Par exemple, dans les 1–2 mois suivant un épandage de soufre, la communauté microbienne va changer (voir section précédente sur la composition bactérienne), puis progressivement se stabiliser. La plupart des études de suivi à court terme concluent que la diversité microbienne se rétablit en grande partie une fois le soufre oxydé et le pH stabilisé. Ainsi, si un léger stress initial peut exister (dû à l’acidité locale), il est généralement compensé par l’adaptation des microbes : les espèces acidophiles et utilisatrices de soufre prennent le relais et occupent l’espace sans que la richesse totale ne s’effondrenet. L’activité enzymatique, après une possible fluctuation initiale, retrouve un niveau cohérent avec le nouveau milieu (parfois un peu plus faible que le témoin dans les sols sensibles, parfois équivalent ou plus haut dans les sols qui avaient un gain nutritif). En somme, à court terme les effets du soufre sur la biologie du sol sont gérables et non catastrophiques, surtout si le sol possède une certaine capacité tampon.
• Long terme (années de pratiques répétées) : sur cette échelle, il faut considérer l’accumulation des effets. Un apport unique de 100 kg/ha de S peut être consommé et lessivé en quelques mois, ne laissant qu’un léger changement de pH durable. Par contre, des apports répétés tous les ans, ou des doses plus fortes, risquent de modifier durablement les propriétés du sol. On constate par exemple qu’une application annuelle de soufre élémentaire pendant de longues périodes peut épuiser le pouvoir tampon en base du sol (lessivage de Ca²⁺, Mg²⁺), entraînant une acidification cumulative. Cela peut finir par nuire à certaines fonctions microbiennes sur le long terme. Des travaux sur la durée suggèrent que des changements discrets de communauté microbienne pourraient s’amplifier ou se stabiliser différemment si le régime de soufre persiste : certaines fonctions rares pourraient disparaître faute de microbes adaptés, et la résilience du microbiome pourrait diminuer. Les auteurs d’une étude en hévéaculture (culture à long terme d’hévéas avec soufre pulvérisé) notent que sur le long terme, les changements observés “pourraient perturber les fonctions du sol” si la pratique est prolongée sans ajustementncbi.nlm.nih.gov. Autrement dit, il y a une vigilance à avoir en cas de sulfurisation chronique des sols. Cela dit, dans le contexte de doses modérées et de suivi agronomique, on peut mitiger ces effets durables (par exemple en alternant les apports, en surveillant le pH et en amendant en calcaire si besoin après plusieurs années pour rééquilibrer).

En conclusion, on peut estimer que les effets du soufre élémentaire sur la vie du sol sont en grande partie transitoires si on parle d’un apport ponctuel modéré. Le sol tend à retrouver un nouvel état d’équilibre biologique après la phase initiale de réaction. Les effets vraiment durables (plusieurs années) se manifesteront surtout si l’on maintient des apports réguliers sans compenser – ce qui souligne l’importance de gérer ces apports avec parcimonie.

Bonnes pratiques pour un usage du soufre bénéfique et sans impact négatif

Les données présentées montrent qu’à faible dose maîtrisée, le soufre élémentaire n’est pas un “poison” pour la vie du sol – il peut au contraire résoudre certains problèmes (pH trop élevé, blocage de phosphore, carence en soufre…) tout en maintenant une activité biologique satisfaisante. Cependant, comme tout amendement, son usage doit être raisonné. Voici quelques recommandations issues des connaissances scientifiques et des retours de terrain :

• Employer le soufre uniquement si nécessaire : Avant d’apporter S, identifiez le besoin agronomique. Est-ce pour corriger un pH trop alcalin (>7) ? Pour apporter du soufre nutritif à une culture exigeante (colza, légumineuses) ? Évitez d’en mettre “par précaution” sur un sol déjà acide ou bien équilibré, car vous pourriez dégrader inutilement la qualité biologique du sol.
• Doses modérées et progressives : Respectez la dose recommandée en fonction de votre objectif. Pour abaisser le pH d’un point sur un sol légèrement calcaire, une dose de l’ordre de 50 à 100 kg/ha peut suffire. Inutile de surdoser – ne dépassez pas 100 kg/ha en une seule application
• Bien épandre et incorporer : Le soufre doit être réparti le plus uniformément possible sur la surface, afin d’éviter les surconcentrations locales. Les formulations granulées avec bentonite sont pratiques car elles se dispersent en fine poudre au contact de l’humidité, assurant une diffusion plus homogène. Après épandage, il est recommandé d’incorporer légèrement le soufre (par un faux-semis, un griffage) pour qu’il soit mélangé dans le volume de sol à traiter et qu’il ne reste pas en amas en surface. Cela améliore l’oxydation et évite les “points chauds” de pH très acide sous un granule.
• Associer le soufre à des amendements organiques : C’est une pratique doublement bénéfique. D’une part, la matière organique (compost, fumier, résidus) apporte un tampon qui va modérer la baisse de pH extrême et fournir du carbone aux microbes, ce qui stimule l’oxydation complète du soufre sans épuiser le carbone du sol. D’autre part, certaines combinaisons sont synergiques : un essai a montré que mélanger du soufre avec du fumier ou du compost améliore la réponse microbienne (plus de CO₂ émis, plus forte activité enzymatique qu’avec le soufre seul) et augmente la part du soufre incorporée dans la matière organique stable du solcommdpi.com. En clair, le soufre “travaille” mieux en présence de microbes bien nourris ! Par ailleurs, un apport conjoint de compost atténuera d’éventuels effets négatifs du soufre sur la biomasse microbienne en maintenant une diversité de substrats disponibles.
• Tenir compte du type de sol : Adaptez la stratégie selon votre sol. Sur un sol sableux acide, l’apport de soufre n’est pas recommandé (sauf apport nutritif en cas de carence, et dans ce cas on préférera souvent une forme sulfate directement disponible). Sur un sol limono-argileux calcaire, le soufre sera plus efficace pour acidifier mais il faudra en même temps surveiller que le pH ne descende pas trop bas en surface (parce que le pouvoir tampon du calcaire fait qu’une fois les carbonates neutralisés, le pH peut chuter rapidement). Sur un sol très calcaire (pH > 8,2 avec effervescence à HCl), le soufre élémentaire peut mettre du temps à agir car une bonne partie neutralise juste le calcaire – il faudra renouveler l’opération et être patient (plusieurs années) pour voir un changement notable.

En définitive, le soufre élémentaire est un outil agronomique utile qui, bien utilisé, ne nuit pas durablement à la vie du sol. Au contraire, il peut dans bien des cas stimuler certains processus microbiens bénéfiques (minéralisation du soufre, solubilisation du phosphore, etc.) tout en corrigeant des déséquilibres chimiques. La clé est de l’employer à bon escient, en doses raisonnables et en tenant compte du contexte pédologique. Les recherches disponibles suggèrent qu’un apport de S ≤ 100 kg/ha n’entraîne pas d’effet délétère irréversible sur le microbiome d’un sol en bonne santéresearchgate.netmdpi.com. Les quelques modifications observées (composition des espèces, activité enzymatique) sont généralement transitoires ou maîtrisables par une gestion adaptée. En suivant les bonnes pratiques ci-dessus, vous pourrez profiter des avantages du soufre (amélioration du pH, nutrition soufrée, meilleur enracinement via les mycorhizes, etc.) sans compromettre l’équilibre biologique précieux de votre sol. En agriculture comme ailleurs, tout est affaire d’équilibre : le soufre élémentaire, allié sous conditions, doit être intégré dans une approche holistique de la fertilité des sols, où l’on surveille et nourrit aussi bien la plante que le sol qui la porte.