Le rôle clé du soufre dans la fixation de l’azote par les légumineuses 🌱🫛

Vous avez été nombreux à nous questionner sur l’alimentation en soufre des légumineuses… et en particulier sur les raisons pour lesquelles ce nutriment est essentiel pour leur permettre de fixer l’azote atmosphérique.

Les légumineuses (féverole, pois, soja, lentille, luzerne, trèfle…) occupent une place importante dans les rotations, que ce soit pour l’alimentation humaine, animale ou pour leurs bénéfices agronomiques.

Et pour exprimer pleinement leur potentiel, elles ont un besoin crucial en soufre (S), souvent sous-estimé par rapport aux céréales ou crucifères.

Pourquoi les légumineuses ont-elles besoin de soufre ?

1️⃣ C’est un constituant des acides aminés soufrés :

• Le soufre est indispensable à la synthèse de la méthionine et de la cystéine, deux acides aminés qui entrent dans la formation des enzymes et protéines.
• Sans soufre, la plante ne peut pas former correctement les protéines nécessaires à la symbiose et au métabolisme de l’azote fixé.

2️⃣ C’est un composant des enzymes clés :

• L’enzyme nitrogénase, qui réduit l’azote atmosphérique (N₂) en ammonium (NH₄⁺), contient des centres Fe-S (fer-soufre).
• Ces clusters Fe-S permettent le transfert d’électrons indispensable à la réaction. Sans soufre → pas de nitrogénase fonctionnelle → pas de fixation d’azote.

3️⃣ Il est essentiel aux transferts d’énergie et de réduction :

• Le soufre entre aussi dans la composition de cofacteurs (comme la coenzyme A, certaines vitamines et protéines fer-soufre) qui participent au métabolisme énergétique des nodules.
• Fixer l’azote coûte beaucoup d’énergie à la bactérie et à la plante : le soufre aide à assurer ce métabolisme.

4️⃣ Il permet de bien valoriser l’azote :

• Une plante qui reçoit de l’azote (via la fixation ou les engrais minéraux / organiques) mais peu de soufre sera déséquilibrée : elle ne peut pas transformer efficacement l’azote en protéines.
• Résultat : rendement et qualité réduits.

Les besoins en soufre des principales légumineuses

🌱 Pois protéagineux : 30 à 50 kg S/ha.

🌱 Féverole : 40 à 60 kg S/ha.

🌱 Soja : 40 à 60 kg S/ha.

🌱 Luzerne / trèfle : besoins continus, jusqu’à 80 kg S/ha/an selon l’intensité de coupe.

À titre de comparaison, une céréale (blé, orge) consomme environ 20 à 30 kg S/ha.

À noter que 1 unité de soufre (S) est équivalente à 3 unités de sulfates (SO4) ou 2,5 sulfites (SO3) - les besoins des cultures étant généralement exprimés en équivalent SO3.

90% du soufre dans le sol se trouve sous des formes organiques et n’est donc pas directement assimilable. Il devient disponible grâce à la minéralisation qui ne couvre pas toujours les besoins en reprise de végétation.

Les exportations de soufre

Les légumineuses exportent une part importante de leur soufre dans les graines, proportionnelle à leur richesse en protéines.

🌱 Pois / féverole : 6–8 kg S/t de graines

🌱 Soja : 7–10 kg S/t de graines

Un rendement de 40 q/ha de soja exporte déjà 30 à 40 kg de S.

Une luzerne récoltée à 12 t MS/ha exporte 50–60 kg de S par an.

Stratégies d’apport de soufre

Apports au sol :

• Sulfates (sulfate d’ammoniaque, gypse, kiesérite) : assimilation directe.
• Doses recommandées : 40–60 kg S/ha selon culture et exportations prévues.

👉 Appliquer au plus tard avant floraison pour que le soufre accompagne la mise en place des protéines.

Apports foliaires :

• Efficaces en complément lors d’un stress ou d’une carence détectée.
• Utiliser des formulations sulfates solubles ou thiosulfates.
• Doses : 3–6 kg S/ha en 1 à 2 passages (associés à Fe, Mo, Mn, Zn, B).
• Intervention idéale : avant floraison et en début remplissage.
  
  

Et sur prairie ?

Le soufre est tout aussi stratégique sur les prairies, notamment celles riches en légumineuses (trèfle, luzerne…).

Un déficit en S limite la part de légumineuses dans le couvert → baisse du taux de protéines du fourrage et moindre appétence.

Les prairies peuvent exporter 20 à 40 kg S/ha/an (voire plus avec luzerne intensive).

Apports recommandés :

👉 20–30 kg S/ha/an en entretien sur prairies temporaires.

👉 40–50 kg S/ha/an sur luzerne et prairies de fauche intensives.

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