Soutenance mémoire
Généralité sur les fertilisants
Définition
Les fertilisants sont des matières organiques ou minérales d’origine naturelle ou synthétique appliquées au sol de culture pour apporter les nutriments essentiels au développement des plantes (Brady et Weil, 1996).
Les différents types de fertilisants
Il existe trois grands groupes de fertilisants dont les engrais (minéraux ou organiques), les amendements (minéraux ou organiques) et les biofertilisants avec pour chacun des subdivisions selon les caractéristiques.
Les engrais minéraux
Ce sont des fertilisants d’origine minérale produits par l’industrie chimique ou par l’exploitation des gisements naturels de phosphate ou de potasse (FAO, 1992). Ainsi, il existe les engrais minéraux simples contenant un seul élément qui pourra être azoté, phosphaté ou potassique et les engrais minéraux composés contenant aux moins deux éléments (FAO, 1992).
Les engrais organiques
Les engrais organiques sont des fertilisants d’origine animale ou végétale, ils proviennent des déchets organiques industriels, déchets d’abattoir comme le sang desséché, la poudre de sabot, la poudre de corne mais peuvent être synthétisés comme l’urée (Leclerc, 2012).
Les amendements organiques
Les amendements organiques sont des fertilisants provenant principalement des matières organiques d’origine végétale mais pouvant quelquefois contenir des déchets animaux liquides et/ou solides. Il s’agit d’un terme qui englobe l’ensemble des fertilisants issus d’excréments de bovins et d’autres animaux, d’autres déchets animaux, les déchets ruraux et urbains, les résidus de culture (Allison, 1973). Riches en humus et minéralisé sous l’action de la microflore du sol, ils sont utilisés pour améliorer les propriétés biologiques par renforcement de la résistance des plantes et de l’activité biologique du sol, les propriétés chimiques par l’enrichissement en éléments assimilables pour les plantes et les propriétés physiques par l’aération et la stabilisation du sol.
Les biofertilisants
Les biofertilisants sont des substances qui contiennent des organismes vivants tels les bactéries, les champignons, les algues dont le principal rôle c’est de favoriser le développement des plantes en augmentant la disponibilité des éléments nutritifs contenus dans le sol (Vessey, 2003). La commercialisation des biofertilisants a débuté avec le lancement du « Nitragin » de Nobbe et Hiltner (1896) par la culture en laboratoire des Rhizobium, puis de la découverte des Azotobacter. Les algues bleu-vert, Azospirillum et les mycorhizes à vésicule et à arbuscule sont des récentes découvertes (Pandiarajan et al., 2012).
Le lombricompost
Définition
Le lombricompost est un fertilisant biologique issu de la dégradation accélérée des déchets organiques par les vers de terre et les microorganismes (Albanell et al., 1988; Orozco et al., 1996). Il est bien connu que l’application du lombricompost sur le sol de culture améliore la structure du sol par la formation d’agrégats et l’aération ainsi que la fertilité du sol (Azarmi et al., 2008). En effet, il s’agit d’un produit riche en nutriments tels que l’azote, le phosphore, le potassium, le calcium, en différentes enzymes et vitamines ainsi qu’en matières organiques (Aggelides et Londra 1999 ; Mascolo et al., 1999 ; Azarmi et al., 2008). Le lombricompost contient également une grande diversité de population microbienne, (Albiach et al., 2000 ; Marinari et al., 2000 ; Ndegwa et Thompson, 2001 ; Prabha et al., 2007).
Processus de production du lombricompost
Le processus de lombricompostage se déroule en deux phases : (i) une phase active au cours de laquelle les vers de terre dégradent les déchets organiques, modifiant ainsi leur état physique et leur composition (Lores et al., 2006) et (ii) une phase de maturation analogue marquée par le déplacement des vers de terre vers des couches fraîches de déchets non digérés, au cours de laquelle les microorganismes reprennent la décomposition des déchets traités par les vers (Aira et al., 2007). La durée de la phase de maturation est variable, elle dépend de l’efficacité de la phase active. La décomposition de la matière organique est essentiellement réalisée par les microorganismes. Pourtant, les vers de terre constituent des facteurs cruciaux du processus étant donné qu’ils sont impliqués dans la stimulation du fonctionnement des populations microbiennes par l’ingestion et la fragmentation de la matière organique, qui se traduit par une plus grande surface disponible pour la colonisation microbienne, modifiant ainsi considérablement l’activité biologique (Domínguez et al., 2010).
Les vers de terre utilisés en lombricompostage
Parmi les nombreuses espèces de vers de terre (220 espèces selon Edwards et Bohlen, 1996), une douzaine sont exploitées par l’homme du fait de leur intérêt pour le compostage des déchets organiques, la production de protéines et aussi le plus courant comme appâts pour les poissons (Reynolds et Wetzel, 2004). Les différentes espèces de vers vivent dans des niches écologiques différentes où elles réalisent aussi des fonctions différentes. Il en résulte que les vers de terre n’ont pas les mêmes besoins et ne survivent pas dans les mêmes conditions environnementales. Globalement, ils sont classés en trois grands groupes écologiques : les épigés, les endogés et les anéciques (Brown, 1995 ; Bhatnagar et Palta, 1996). Les épigés sont classés dans la catégorie des vers digesteurs, ils se nourrissent uniquement des matières organiques de surface incluant les végétaux en décomposition, les divers fumiers etc. (Asha et al., 2008). Souvent de petite taille et de couleur rougeâtre, dans ce groupe se trouve le ver rouge de Californie Eisenia andrei. Ses proches cousins Dendrobaena subrubicundus, Eisenia eiseni, Lumbricus rubellus, et le ver zébré du fumier Eisenia fetida sont tous des excellents digesteurs de matières organiques (Kooch et Jalilvand, 2008).
Les endogés, appartiennent au deuxième grand type écologique. Ils vivent en permanence dans le sol et sont apigmentés. Leur taille varie en fonction de l’âge. Ce sont des vers qui se nourrissent essentiellement de terre plus ou moins mélangée à la matière organique. (Lee, 1985 ; Lavelle et al., 1989 ; Lavelle et Martin, 1992 ; Flegel et al., 2000). Les anéciques qui sont de gros vers de terre constituent le troisième type écologique. Ils creusent des galeries subverticales au niveau du sol et sont responsables des tortillons de terre caractéristiques déposés sur le sol. Parmi toutes ces espèces, seulement 5 sont couramment utilisées en lombricompostage et en lombriculture à savoir : Eisenia fetida, Eisnia andrei, Eudrilus eugeniae, Dendrobaena veneta, et Perionyx excavatus. Ces différentes espèces peuvent être combinées afin de profiter de leur différence au niveau du type de régime alimentaire pour améliorer le traitement des matières organiques contenues dans le lombricomposteur.
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Table des matières
Introduction
Synthèse bibliographique
I. Généralité sur les fertilisants
I.1. Définition
I.2. Les différents types de fertilisants
I.3. Le lombricompost
I.3.1. Définition
I.3.2. Processus de production du lombricompost
I.3.3. Les vers de terre utilisés en lombricompostage
II. Importance des fertilisants biologiques sur la gestion de la fertilité du sol et le développement des plantes
II.1. Notion de fertilité du sol
II.2. Le fonctionnement biologique du sol
II.3. Les propriétés physico-chimiques du sol
II.4. Les besoins nutritifs des plantes
II.5. Les interactions entre les fertilisants et les composantes du sol
Matériels et méthodes
Partie I : Etude de l’influence du temps de stockage et de la composition du substrat sur la qualité microbiologique et chimique du lombricompost
I. Les matériels utilisés
I.1.1. Le matériel végétal
I.1.2. Le ver de compost : Eisenia fetida
I.1.3. Les substrats utilisés pour le lombricompostage
II. Le processus de base pour la production du lombricompost
II.1. Le lombricomposteur
II.2. Le pré-compostage du substrat
II.3. Le lombricompostage
II.4. La fin du processus et la séparation du lombricompost des vers
II.5. Tamisage et séchage du lombricompost
II. Evaluation de l’influence du temps de stockage et de la composition du substrat sur la qualité du lombricompost
II.1. Influence du temps de stockage sur la qualité du lombricompost
II.2. Influence de la composition du substrat sur la qualité du lombricompost
II.3. Description des caractéristiques microbiologiques et chimiques des lombricomposts
II.3.1. Mesure de l’activité microbienne globale des lombricomposts
II.3.2. Dénombrement des microorganismes fonctionnels dans le lombricompost
II.3.3. Caractérisation des propriétés chimiques des lombricomposts
Partie II : Evaluation des effets des lombricomposts sur les propriétés sol de culture et le développement du haricot, Phaseolus vulgaris
I. Les matériels utilisés
I.1. Matériel végétal
I.2. Le sol de culture
II. Dispositif expérimental
III. Evaluation du développement du haricot
IV. Analyse des propriétés microbiologiques et chimiques du sol de culture
Résultats
I. Influence du temps de stockage sur les qualités microbiologiques et chimiques du lombricompost
II. Influence de la composition du substrat sur les qualités microbiologiques et chimiques du lombricompost
III. Etude comparative des propriétés microbiologiques et chimiques des différents types de lombricomposts
I. Développement du haricot en fonction du type de fertilisants
II. Propriétés microbiologiques et chimiques du sol de culture en fonction du type de fertilisants
Discussion
Conclusion
