Soutenance mémoire
Les matières organiques, tenant un rôle primordial dans la qualité du sol ont de plus en plus suscité un intérêt particulier pour les scientifiques, tant pour des enjeux au niveau de la production agricole que pour des avantages environnementaux. D’une part, elles constituent notamment un réservoir temporaire de carbone organique, pouvant agir comme source ou comme puits de carbone vis-à-vis de l’atmosphère, suivant le mode d’usage du sol (Antoni et al., 2007). D’autre part, en facilitant la formation d’agrégat stable et en améliorant la structure, l’aération, la capacité de rétention d’eau et capacité d’échange dans le sol, elle lui confère de meilleures propriétés structurale, biologique et chimique, (Goyal et al., 1999)et lui assure une bonne fertilité, en libérant aux végétaux les nutriments nécessaires à leur développement, comme N sous toutes ses formes (Antoni et al., 2007). L’apport de matières organiques va compenser l’exportation annuelle de nutriments et carbone pour améliorer les propriétés biologique et chimique du sol (Goyal et al. 1999). De ce fait, maintenir la matière organique à un niveau suffisant est un facteur incontournable dans une quelconque production végétale. Assurément, aussi bien à Madagascar que d’autre part dans le Monde où l’agriculture prime sur toute autre activité, l’apport de matière organique exogène est une pratique encrée depuis toujours. Avec l’évolution de la société moderne, d’autres types de matières organiques ont rejoint le rang des classiques résidus agricoles et effluents d’élevage ou déjections animales, tels que : les effluents des grandes industries (agro-alimentaires, station d’épuration, papeterie…), les effluents de la ville (ordures ménagères). Bon nombre de ces différents produits existent à Madagascar, mais restent sous exploités, pour plusieurs raisons : social, d’accessibilité, de disponibilité ou de méconnaissance. Jusqu’à présent, la majorité des paysans se cantonnent aux produits organiques classiques. Dans la majorité des cas, ils utilisent le fumier (Falinirina, 2010). D’où l’intérêt de la présente étude pour quelques effluents d’élevage.
MATERIELS
SOL INCUBE
L’incubation des matières organiques exogènes dans un sol de « tanety » s’avère intéressant et plus pertinent dans le contexte actuel. Les sols de tanety sont dominés par les ferralsols (classification de la F.A.O), ou sols ferrallitiques (classification française CPCS), A eux seuls, les ferralsols couvrent environ 46% de la superficie de l’Ile, se répartissant essentiellement sur les Hautes Terres et la Côte-Est. (Roederer, 1971). Raison de plus, pour choisir ce type de sol comme substrat de l’expérimentation.
Ainsi, le sol servant à l’étude de la minéralisation potentielle des matières organiques considérées est un prélèvement de sol situé sur un champ d’expérimentation à Lazaina, Fokontany Ambolotara, à 12 km au Nord Est d’Antananarivo, dans la commune d’Ambohimanga, district d’Anjozorobe, Région d’Analamanga à une altitude de 1274 m correspondant parfaitement aux critères énoncés précédemment. Le prélèvement ne concerne que la partie arable uniquement, les 20 premiers centimètres. Caractérisé par une texture argilo-sableuse, ce sol de Lazaina en est constitué de 46% d’argile, 38% de sable, 3% de matières organiques, 1,6% de C total, 0,10% de N TOT, d’où le rapport C/N 16, et présente une acidité faible avec un pH eau de l’ordre de 5,20.
MATIERES ORGANIQUES TESTEES
Neuf matières organiques ont été considérées dans l’expérimentation. Il s’agit de 9 effluents d’élevage issus de grandes fermes et de petites exploitations paysannes d’Antananarivo et de Majunga, respectivement 6 et 3. Suivant la nature de ces matières organiques, il y a des matières issues des bovidés, des ovidés et capridés, des animaux de basse-cour telle que lapins et volailles. Elles peuvent être groupées en deux groupes d’après Lashermes, celles avec litière qui sont communément nommées « fumiers », et celles sans litière, c’est-à-dire des excréments purs : lisier, fientes et bouse. Ces matières organiques ont déjà fait l’objet d’analyse suivant la méthode Van Soest, permettant de déterminer les fractions biochimiques de chaque produit.
EXPERIMENTATION ET MESURE REALISEES
PRINCIPES ET PARAMETRES MESURES
Il s’agit de déterminer le potentiel de minéralisation du carbone et de l’azote organiques d’un produit par l’incubation d’un mélange sol/produit en conditions maitrisées de laboratoire. En d’autres termes, l’évaluation de la proportion maximale d’azote ou du carbone organique du produit testé susceptible de se minéraliser (AFNOR, 2008). Cette mesure est effectuée en conditions optimales d’activité de la microflore du sol. La minéralisation correspond à la dégradation microbienne de composés organiques en composés minéraux : dioxyde de carbone (CO2) pour le carbone, ammonium (NH4+ ) et nitrate (NO3- ) pour l’azote. Pour apprécier donc la minéralisation des produits à caractériser, on mesurera lors de l’incubation, d’une part le dégagement du CO2 qui nous donnera la quantité de carbone organique minéralisé. D’autre part, on dose la quantité d’ammonium (NH4+ ) et de nitrate (NO3-) issus de l’ammonification et de la nitrification pour évaluer la quantité d’azote libéré par la matière organique.
CONDITIONS D’INCUBATION ET PREPARATION DU MELANGE PRODUIT SOL
Pour une durée de 182 jours, l’incubation se déroule dans une salle close dont la température et l’humidité sont maintenues constantes, respectivement 28°C et 70%.
Trente grammes de sol sec équivalent (soit, 30.65g de sol frais à raison de 2% d’humidité) sont mélangés avec 500 mg de produits, dans un pot de 150 ml de volume. Afin de réactiver la vie microbienne et de relancer le processus de minéralisation, le taux d’humidité du système sera amené à 66% de la capacité de rétention d’eau du sol (soit 8,32 g d’eau pour notre sol). Ceci fournira aux microorganismes une condition optimale pour leur croissance et leur activité. En sus des trois répétitions pour chaque produit, il faut compter aussi trois répétitions de traitement témoin, c’est-à-dire un récipient ne contenant que du sol sans apport de matière organique mais recevant les mêmes manipulations que les mélanges sol/produit. Ceci permet de quantifier le CO2 dégagé et le N minéralisé venant du sol seul.
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Table des matières
1 . Introduction
2 . Matériels et méthodes
2.1 Matériels
2.1.1 Sol incubé
2.1.2 Matières organiques testées
2.2 Expérimentation et mesure réalisées
2.2.1 Principes et paramètres mesurés
2.2.2 Conditions d’incubation et préparation du mélange produit-sol
2.2.3 Mesure du CO2 à l’aide du micro-cpg
2.2.4 Extraction chimique du NH4+ et du NO3-
2.3 Expression des résultats
2.3.1 Minéralisation du Carbone
2.3.2 Minéralisation de l’Azote
2.3.3 Traitement statistique
3 . Résultats
3.1 Cinétique de minéralisation du carbone
3.1.1 Carbone minéralisé des produits organiques issus de l’élevage
3.1.2 Cinétique de la minéralisation du carbone des fientes de volailles
3.1.3 Cinétique de la minéralisation du carbone du fumier de lapin
3.1.4 Cinétique de minéralisation du carbone des ruminants
3.1.5 Cinétique de la minéralisation du carbone issu des porcins
3.2 Indice de stabilité des matières organiques issues de l’élevage
3.3 . Minéralisation de l’azote
3.3.1 Cinétique de la minéralisation de l’azote
3.3.2 Azote minéral issu des produits de volailles
3.3.3 Azote minéral issu des produits porcins
3.3.4 Azote minéral issu des produits des ruminants
3.3.5 Azote minéral issu du fumier de lapin
4 . Discussions et recommandations
4.1 . Minéralisation du carbone
4.2 . Stabilité des matières organiques
4.3 . Minéralisation de l’azote
4.4 . Expression des résultats de la minéralisation de l’azote
4.5 . Potentiels agronomiques
4.6 . Apport organique
4.7 . Discussion sur la Méthodologie
5 . Conclusion
BIBLIOGRAPHIES
ANNEXES
