ANNÉE UNIVERSITAIRE : 2018-2019
République de Côte d'Ivoire
~~~~~~~~~~~~~
Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la
Recherche Scientifique
Université Félix HOUPHOUET-BOIGNY de Cocody
Département des Sciences du Sol
UFR des Sciences de la Terre et des Ressources Minières
N° d'ordre :
MÉMOIRE
Pour l'obtention du diplôme de MASTER
en Sciences de la terre Option :
Pédologie THÈME
ACTIVATION DU COMPOSTAGE DE PAILLE
DE RIZ PAR EFFET DU PHOSPHORE :
Valorisation des résidus de
récolte
Présenté par :
TRAORE Moctar
Date de soutenance : 10/12/2019
Directeur de mémoire : Dr.
Brahima
Composition du jury
KONÉ
Président : Prof. KOUAME Fernand
Directeur : Dr. Brahima KONÉ
Examinateur : Dr. BONGOUA-Devisme
Affi Jeanne
i
DÉDICACE
À LA MÉMOIRE DE MA MÈRE ET MES
TANTES J'aurais tant aimé que vous soyez présents.
Que Dieu ait pitié de vos âmes dans sa
sainte miséricorde.
ii
REMERCIEMENTS
Ce mémoire est le fruit des efforts consentis par
plusieurs personnes. Nous voudrions en lignes de ce mémoire leur
exprimer notre profonde gratitude. Nos remerciements vont tout d'abord
à Madame le Ministre Bakayogo Ly-Ramata qui nous a
exhortés à entreprendre cette étude avec beaucoup
d'encouragement. Dans la même veine, nos remerciements vont l'endroit
des responsables de l'Unité de Formation et de Recherche des Sciences de
la Terre et des Ressources Minières (UFR-STRM) pour nous avoir
acceptés dans cette UFR. Nous voudrions citer en premier le
Professeur SORO Nagnin, Doyen de l'UFR-STRM pour
avoir autorisé mon inscription en Master 2.
À Professeur COULIBALY Aoua Sougo,
Vice-Doyen en charge de la recherche de l'UFR-STRM, Spécialiste
en Géochimie Environnementale. Je voudrais ici, adresser mes
sincères remerciements et ma profonde gratitude pour la fierté
que vous inspirez pour le genre. A Docteur KOUADIO Emmanuel,
Vice-Doyen en charge de la pédagogique toutes mes salutations à
vous Monsieur, et toute l'administration de ladite UFR.
Aux Professeurs AKA Kouamé et BIEMI
Jean, Doyens honoraires de l'UFR STRM, pour leur esprit de
développement de la recherche scientifique au sein de l'UFR STRM.
Aux Professeurs DIGBEHI Zéli Bruno et
Mondé Sylvain, ainsi que tous les autres formateurs de
l'UFR STRM, pour leur rigueur qu'ils nous inculquent sans cesse.
Le Professeur YAO-Kouamé Albert,
Directeur du Département des Sciences du Sol, pour m'avoir accueilli au
sein de son Département.
Le Docteur Brahima KONÉ, Directeur de
ce Master, pour m'avoir permit de faire mes premiers pas dans la recherche. Par
son goût du travail, sa sympathie et sa simplicité, il a su me
guider et m'a permis de prendre confiance en moi, merci Docteur.
Le Docteur ETTIEN Jean Baptiste, pour ses
conseils et sa contribution à l'encadrement des
étudiants ;
Le Docteur BONGOUA-Devisme Affi Jeanne pour
son aide et ses critiques dans le but de parfaire ce document.
Les Docteurs BOLOU Emile Bolou-Bi et
BOIDOU Oi Boidou Felix pour leurs conseils et
encouragements.
Le Docteur OUATTARA Djakalia, Directeur du
Centre National de Floristique (CNF) pour avoir accepté la conduite de
nos travaux au sein de cette institution. Je voudrais témoigner ma
profonde gratitude à ma famille : mon père Amadou TRAORE
et ma tante FEU Nakou DOUMBIA, mes frères
Gaoussou KONE, Mohamed TRAORE,
Ousmane TRAORE et Nouhoum TRAORE,
Sory Ibrahima TRAORE, Brahima TRAORE, Sekou
GUINDO,
iii
mes soeurs Fatoumata TRAORE, et
Djénèba TRAORE, pour leur amour, leur affection,
leur encouragement, leur prière, leurs soutiens moral et financier tout
au long de mes études. Mes sincères remerciements vont à
l'endroit des Doctorants, en particulier KOUAKOU Sainte
Adélaïde Ahya Edith, N'GATTAH Kraidy
Armel, pour leur collaboration et leur soutien. Merci également
à tous mes amis des UFR STRM-CURAT, en particulier, DIARRA
Adama, Moussa SANGARE, KEÏTA
Djibril, OUATTARA Kassoum, AKA Kadio Saint
Rodrigue, LIEBA Gnakabi Arnaud Carlintheau,
MÉITÉ Bamo Abdoul Razak et KOUAKOU Konan
Paul, KOFFI Ahou Clarisse, Fahimat YUSSUF pour leur
sympathie, leur disponibilité et encouragements.
iv
TABLE DES MATIERES
LISTE DES ABRÉVIATIONS vii
LISTE DES FIGURES viii
LISTE DES TABLEAUX x
RESUME xi
ABSTRACT xii
INTRODUCTION GÉNÉRALE 1
PREMIÈRE PARTIE : GÉNÉRALITÉS
4
CHAPITRE I : AMENDEMENT ORGANIQUE ET COMPOSTAGE
5
I.1 : MATIÈRE ORGANIQUE DU SOL 5
I.1.1 : Types de matières organiques 6
I.1.2 : Dynamique de la matière organique 8
I.1.3 : Dégradation des composants chez les
différents types de végétaux 8
I.1.4 : Facteurs influençant la dynamique de la
matière organique 9
I.2 : COMPOSTAGE 10
I.2.1 : Définition du compostage 10
I.2.2 : Processus du compostage 11
I.2.3 : Modes de compostage 12
I.2.4 : Stades d'évolution et caractéristiques du
compostage 13
I.2.5 : Qualité du compost 16
I.3 : AMENDEMENT ORGANIQUE DU SOL 16
I.3.1 : Amendements organiques 17
I.3.2 : Amendements minéraux 17
I.4 : NOTION DE STABILISATION DU SOL EN CARBONE 17
I.5 : NOTIONS DE COEFFICIENT ISO-HUMUS ET DE MINERALISATION 17
I.6 : NOTION D'EQUIVALANT FERTILISANT 18
I.7 : PAILLE DU RIZ 18
I.7.1 : Caractéristique chimique de la paille du riz 18
I.8 : Phosphate naturel du Togo 18
CONCLUSION PARTIELLE 19
CHAPITRE II : MICROORGANISMES ET NUTRITION
MINÉRALE DU RIZ 20
II.1 : ORGANISMES DÉCOMPOSEURS 20
II.1.1 : Micro-Organismes 20
II.1.2 : Macroorganismes 20
II.2 : ORIGINE DU RIZ 21
v
II.2.1 : Description du riz 22
II.2.2 : Nutrition minérale du riz 24
II.2.3 : Exigences écologiques du riz 24
CONCLUSION PARTIELLE 25
DEUXIÈME PARTIE : 26
CHAPITRE III : MATÉRIEL 27
III.1 : SITUATION GÉOGRAPHIQUE DE LA ZONE D'ÉTUDE
27
III.2 : CLIMAT DE LA VILLE D'ABIDJAN 27
III.3 : GÉOLOGIE 28
III.4 : Caractéristique du sol du site d'étude
28
III.5 : MATÉRIEL D'EXPÉRIMENTATION 29
III.6 : MATÉRIEL TECHNIQUE DE TERRAIN 30
III.7 : MATÉRIEL DE LABORATOIRE 31
III.8 : MATÉRIEL INFORMATIQUE 32
CONCLUSION PARTIELLE 33
CHAPITRE IV : MÉTHODES 34
IV.1 : COMPOSTAGE 34
IV.1.1 : Préparation de l'aire d'expérimentation
34
IV.1.2 : Préparation des traitements de phosphore 34
IV.1.3 : Préparation de la paille de riz 34
IV.1.4 : Mise en place du dispositif de compostage 34
IV.1.5 : Collecte des données du compost 35
IV-2 : TEST AGRONOMIQUE 37
IV.2.1 : Collecte des données agronomiques 38
IV.2.1 : TRAITEMENT STATISTIQUE 39
CONCLUSION PARTIELLE 39
TROISIÈME PARTIE : 40
CHAPITRE V : RÉSULTATS 41
V.1 : Caractéristique chimique du phosphate naturel, du
sol et de la paille 41
V.2 : Évolution de la température 41
V.3 : Évolution du pH 42
V.4 : Evolution du carbone totale (C%) 43
V.5 : Évolution de l'azote total 43
V.6 : Rapport carbone sur azote (C/N) 44
vi
V.7 : Potentiel Hydrogène en fonction du rapport
Carbone sur azote (C/N) au traitement
témoin (T0) 44
V.8 : Evolution du pH et du C/N en fonction de traitement
témoin (T1) 45
V.9 : Evolution du pH et du C/N en fonction de traitement
témoin (T2) 45
V.10 : Evolution du pH et du C/N en fonction de traitement
témoin (T3) 46
V.11 : Évolution de la matière organique 46
V.13 : Qualité du compost obtenu 47
V.14 : Rendement de compost 47
V.15 : Évolution du macrofaune 48
V.16 : Potentiel mycorhizien 49
V.17 : Dénombrement de la microfaune totale (MT) et
solubilisatrices de phosphate (MST)
50
V.18 : Étude des paramètres agronomiques et
morphologiques du riz 51
V.19 : Test de germination 51
V.20 : Hauteur moyenne des plantes 53
V.21 : Durée du cycle physiologique 53
V.22 : Étude des paramètres de rendement 54
CONCLUSION PARTIELLE 56
CHAPITRE VI : DISCUSSION 57
VI.1 : Impact des caractéristiques du compost sur la
qualité 57
VI.3 : Impact des paramètres agronomique sur le riz
59
CONCLUSION PARTIELLE 60
CONCLUSION GÉNÉRALE ET PERSPECTIVE
61
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
62
ANNEXES xii
vii
LISTE DES ABRÉVIATIONS
CNF : Centre National de Floristique
CNRA : Centre National de Recherche
Agronomique
ETM : Elément-Trace
Métallique
JAS : Jours Après Semis
NB : Nutrient Broth
P : Phosphore
p.c. : pourcent
PN : Phosphate Naturel
PN T : Phosphate Naturel du Togo
PVK : PikoVsKaia
T0 : Témoin
T : Traitement
K1 : coefficient d'humification
K2 : coefficient de minéralisation
viii
LISTE DES FIGURES
Figure 1: Les quatre voies de l'humification
(Stevenson, 1994) 6
Figure 2: Évolution
générale des substances organiques dans le sol (Morel, 1996) 9
Figure 3 : différents modes de compostage
en milieu aérobie (A : compostage en composteur ;
B : Le compostage en tas ; C : Le compostage en fosse) Source :
Gonkanou, 2018 13 Figure 4: Courbe théorique
d'évolution de la température au cours du compostage
(Kaboré,
2015) 15
Figure 5 : Plante de riz au stade de
reproduction (ADRAO, 1995). 22
Figure 6: Différentes phases de
développement d'un riz à cycle moyen (ADRAO, 1992). 23
Figure 7: Localisation de la zone d'étude
à l'Université Félix Houphouët-Boigny 27
Figure 8: Diagramme ombrothermique de la
région d'Abidjan en 2018 28
Figure 9 : Matériel expérimental :
a) FAFA (IDSA), b) Paille de riz, c) Phosphate naturel 29
Figure 10: Matériel de laboratoire: a)
Etuve, b) Autoclave, c) Balance, d) Centrifuge, 32
Figure 11: Dispositif expérimental de
compostage aérobie 35
Figure 12 : a) Dispositif ; b) Piquetage de 1
m2 37
Figure 13 : Évolution de la
température au cours du compostage (S1 à S9) 42
Figure 14 : Évolution du pH durant les
dernières semaines (S7 à S9) du compostage 42
Figure 15 : Évolution du C (%) durant les
dernières semaines (S7 à S9) du compostage 43
Figure 16 : Évolution du pourcentage
d'azote (% N) durant les dernières semaines (S7 à S9)
du compostage 43
Figure 17 : Évolution du C/N durant les
dernières semaines (S7 à S9) du compostage 44
Figure 19 : Evolution du pH et le C/N dans le
traitement (T1) durant les dernières semaines
(50 à 62 jours) du compostage 45 Figure 20
: Evolution du pH et le C/N dans le traitement (T2) durant les
dernières semaines
(50 à 62 jours) du compostage 45 Figure 21
: Evolution du pH et le C/N dans le traitement (T3) durant les
dernières semaines
(50 à 62 jours) du compostage 46 Figure 22:
Évolution de la MO dans le traitement (T3) durant les
dernières semaines (50 à 62
jours) du compostage 46 Figure 23 :
Évolution des taux de décomposition durant les
dernières semaines (50 à 62 jour)
du compostage 48 Figure 24 : Diversité
spirale durant les dernières semaines (S7 à S9) du compostage (1.
type 1
(marron); 2. type 2 (noir); 3. type 3 (beige)). 49
Figure 25 : Évolution du taux de
germination (%) sous les traitements 51
ix
Figure 26 :Hauteur moyenne du riz pour chacun
des traitements 53
Figure 27 : Valeur moyenne de la durée
du cycle en fonction des Traitements 53
Figure 28 : Rendement moyen grain par
traitement (Pr>F = 0, 86) (les moyennes suivies par
les mêmes lettres, ne sont pas statistiquement
différentes au seuil de á= 0, 05). 54 Figure 29 :
Présente les valeurs moyennes du rendement en paille (RDP) en
fonction des traitements pour Pr>F = 0, 36 (les moyennes suivies par les
mêmes lettres, ne sont pas
statistiquement différentes au seuil de á= 0,
05). 55 Figure 30 : Valeur moyenne de la matière
sèche totale (MST) en fonction des traitements pour Pr>F = 0, 56 (les
moyennes suivies par les mêmes lettres, ne sont pas statistiquement
différentes
au seuil de á= 0, 05) 55 Figure 31 :
Valeur moyenne de l'indice de récolte (IR) en fonction des
traitements pour Pr>F= 0, 75 (les moyennes suivies par les mêmes
lettres, ne sont pas statistiquement différentes au
seuil de á = 0,05). 56
x
LISTE DES TABLEAUX
Tableau I: Qualité de compost selon les
caractéristiques physico-chimiques 16
Tableau II: Concentrations de N, P, K, Ca, Mg et
Zn dans la paille de riz 18
Tableau III : Composition de phosphate naturel
du Togo 19
Tableau IV : Exemple, de la quantité
d'êtres vivants que l'on peut trouver dans un kilo de
compost en activité. 21
Tableau V: Fiche descriptive du riz FAFA
(IDSA10). 30
Tableau VI : Caractéristiques des
traitements de phosphore apporté en P2O5 34
Tableau VIII : Caractéristiques
physico-chimiques du sol dans la profondeur 0 - 20 cm 29
Tableau VIIII : Caractéristiques
chimiques du phosphate naturel, du sol et de la paille 41
Tableau IX : Caractéristiques chimiques
du compost 47
Tableau X : Masse de compost obtenue par
traitements appliqués 48
Tableau XI : Population macrofaune pendant le
compostage (nombre de macrofaune / m2) 49 Tableau XII :
Potentiel mycorhizien durant les dernières semaines (50
à 62 jours) du
compostage (nombre de spores / g compost) 50
Tableau XIII : Dénombrement de MT et MST
(nombre de bactéries / g compost) 51
Tableau XIV : Variation moyenne de la hauteur et
du nombre de talles en fonction des stades
physiologiques. 52
xi
RESUME
La faible teneur en matière organique des sols
africains constitue une contrainte majeure pour la production
végétale, alors qu'il existe une quantité importante de
résidus de récolte inexploitée à cette
utilité. La décomposition de la paille du riz étant lente,
un prétraitement a été envisagé avec du phosphore
à l'Université Félix Houphouët Boigny plus
précisément au Centre National Floristique (CNF). Un compostage
aérobie a été réalisé en mettant en place un
dispositif expérimental de blocs complets randomisés de quatre
doses de phosphore (T : 0 kg de P, T1 : 0,25 kg de P, T2 : 0,5 kg de P, T3 :
0,75 kg de P) pour 1,5 kg paille de riz en trois (3) répétitions.
Les paramètres étudiés sont : les paramètres
pédologiques (la température, le pH, le taux de
décomposition (Td), la microfaune, le carbone, l'azote et les
métaux lourds (ETM)) et les paramètres agronomiques (la
croissance et les composantes de rendement). Le compostage a été
plus rapide (50 jours) sous le traitement T1 avec un rendement de (90 %), une
teneur en azote de (0,15 %), un nombre de faunes de (9) et un nombre de
bactéries de (1,9206 × 10+12/g compost) mais avec un
faible rendement en grain de riz. Une plus grande croissance
végétative a été relativement observée pour
T3 alors qu'aucun effet significatif (P> 0,05) du traitement n'a
été observé sur les paramètres agro-morphologiques
du riz. Une immobilisation des nutriments par les fortes populations de
microfaunes à la fin du processus (9e semaine) a
été mise en cause, sans pourtant occulter l'intérêt
de l'amendement avec le phospho-compost de la paille du riz induisant des
rendements en grain de riz proche des moyennes nationales observées. Il
a été recommandé un ratio paille/P de 1,5/0,25 pour
raccourcir la durée du compostage aérobie de la paille de riz.
Ainsi, la préservation et la valorisation de nos
gisements en phosphate et les résidus de récoltes permettraient
d'assurer nos productions agricoles.
Mots clés : activation du compost, paille de riz,
phosphore, fertilité du sol, micro-organisme.
xii
ABSTRACT
The low organic matter content in African soils is a major
constraint for crop production, while there is a significant amount of untapped
crop residue for this purpose. The decomposition of rice straw being slow, a
pretreatment has been undertaker of phosphorus at the University Felix
Houphouët Boigny more precisely at the National Floristic Center (NFC).
Aerobic composting was carried out by setting up a randomized complete
experimental block design of four natural phosphate doses (T: 0 kg of P, T1:
0.25 kg of P, T2: 0.5 kg of P, T3: 0.75 kg of P) for 1.5 kg rice straw in three
(3) repetitions. The parameters studied are: soil parameters (temperature, pH,
decomposition rate (Td), microfauna, carbon, nitrogen and heavy metals ((ETM)
and agronomic parameters (growth and soil component). yields). Composting was
faster (50 days) under T1 treatment with a yield of (90 %), a nitrogen content
of (0.15%), a number of fauna of (9) and a number of bacteria (1.9206 × 10
+12/g compost) but with a low yield of rice grain. More vegetative
growth was observed relatively for T3 whereas no significant effect (P>
0.05) of the treatment was observed on the agro-morphological parameters of the
rice. More vegetative growth was observed relatively for T3 whereas no
significant effect (P> 0.05) of the treatment was observed on the
agro-morphological parameters of the rice. An immobilization of nutrients by
the large populations of microfauna at the end of the process (9th
week) was questioned, without however concealing the interest of the amendment
with the phospho-compost of rice straw inducing grain yields of rice close to
the observed national averages. A straw/P ratio of 1.5/0.25 was recommended to
shorten the aerobics composting time of rice straw.
Thus, the preservation and development of our phosphate
deposits and crop residues would ensure our agricultural production.
Key words: compost activation, rice straw,
phosphorus, soil fertility, microorganism.
1
INTRODUCTION GÉNÉRALE
La dégradation des ressources naturelles émerge
comme étant l'un des problèmes les plus graves pour
l'humanité (Millenium Ecosystem Assessment, 2005). Parmi ces ressources,
les sols sont les plus affectés notamment, en raison de l'impact de
l'activité humaine (Lal et al., 1989). Cette situation est bien
prononcée en Afrique sub-saharienne avec une faible production agricole
liée à la pauvreté du sol en nutriments (Sanchez et
al., 1997). De plus, leur utilisation continue entraîne à la
longue une acidification, une désaturation du complexe absorbant, une
augmentation de la toxicité en aluminium et surtout une diminution de la
matière organique, dont, autant de facteurs capables de réduire
le rendement (Lompo, 2009).
Bien des études (Lal et al., 1989 ; Sanchez
et al. 1997 ; Lompo et al., 2009) ont
révélé que l'apport de la matière organique peut
restaurer la fertilité des sols induisant ainsi un bon niveau de
rendement des cultures.
En effet, en plus d'être source d'élément
nutritif (azote, phosphore, potassium, soufre et plusieurs micronutriments), la
matière organique permet d'améliorer les propriétés
physiques, chimiques et biologiques des sols et partant les productions
agricoles (Lompo et al., 2009). Cependant, les sources de
matière organique pour l'agriculture sont très limitées
face aux besoins en matière organique brute qui est estimée
à 12 t ha-1 (Zadi et al., 2014). C'est pourquoi il
est urgent de trouver des sources supplémentaires de matière
organique pour l'agriculture. Fort heureusement, la production annuelle des
résidus agricoles est en progression dans la sous-région UEMOA,
avec plus de 95 000 000 de tonnes selon les statistiques de Kossila, 1988.
Cette production constituée essentiellement de pailles (tiges et
feuilles) de céréales qui restent généralement au
champ après la récolte, sèchent sur pied et sont soit,
consommés directement au champ par les animaux, soit, collectés
et distribués à l'auge. Pourtant, cette matière pourrait
servir à la restauration du sol. Cependant, les travaux de Zadi et
al., (2014) ont montré que l'incorporation directe de la paille
induisait des rendements de riz plus faibles que la fumure minérale
à cause d'une disponibilité limitée des nutriments. Pour
pallier à cette insuffisance, un prétraitement comme le
compostage peut être utile si l'on pouvait raccourcir la durée de
ce processus. En fait, le compost est une transformation et stabilisation de la
matière organique qui pourvoit des nutriments aux plantes et renforce la
physique du sol (Simamora, 2006). Le principe peut se résumer à
la réduction du rapport C/N de la matière organique au niveau de
celui du sol (Djuamani et al., 2005).
Ce rapport (C/N) est désigné comme étant
le taux de minéralisation rapide alors que la minéralisation
secondaire (K2) plus lente procède de la minéralisation de
l'humus qui est un
2
composé plus stable (Alpes-Maritimes, 2012). De ce
fait, la minéralisation rapide réduit le taux d'humification (K1)
pourvoyant des sels minéraux au sol.
Selon la nature de la matière organique brute
(composition biochimique), les conditions de température et
d'humidité du milieu, le compost peut contenir jusqu'à 15-16 % de
cellulose, 10-30 % d'hémicellulose, 5-30 % de lignite,2-30 %
d'hydrosoluble et 1-15 % de soluble uniquement dans l'alcool (Sutanto,
2007).
Cette composition biochimique justifie le ralentissement de la
décomposition totale et la stabilisation du compost qui devrait servir
pour l'amendement des terres cultivables. D'où les techniques de
stimulation par inoculation microbienne et/ou activation. Fondamentalement, un
activateur de compost est un micro-organisme hydro-soluble qu'on mélange
à la matière première pour accélérer le
compostage (Isnaini, 2006).
À cet effet, des activateurs industriels sont connus
sur le marché tel que PROMI (Promoting Microbes), OrgaDec, SuperDec,
ActiComp, BioPos, EM4, Green Phoskko Organic Decomposer et SUPERFARM (Effective
Microorganism) ou encore des vers de terre pour le vermicompost (Nugrobo,
2014).
Par conséquent, plusieurs investigations scientifiques
tentent de trouver des substitues parmi les intrants agricoles habituels : les
effets de N, P et K ont été respectivement étudier par des
auteurs comme Kaswinami (2014) et Djara (2006). Il revient souvent que
l'efficacité de ces engrais dépend de la nature de la
matière première à composter. En effet, les travaux
récents réalisés lors des essais d'activation du compost
des déchets organiques de l'exploitation agricole dont le compostage
anaérobie est dépendant de la dose de N (urée) et que le
produit fini a présenté des teneurs significatives d'ETM (Zech
et al., 1997 ; FAO, 2005). Il est donc permis de suggérer un
compostage aérobie pour une plus grande activation du compost de paille
de riz en utilisant un activateur capable de réduire la teneur en
lignine.
C'est dans cette veine que s'inscrit cette étude
courante pour la valorisation des résidus de récolte, notamment
la paille de riz qui constitue 2/3 de l'indice de récolte du riz (Zadi
et al., 2014).
À cet effet, la présente étude
intitulée « Activation du compostage de paille de riz par effet du
phosphore » a été initiée. À terme, elle devra
instruire sur l'utilisation de paille de riz comme une source de matière
organique pour l'amendement des sols agricoles.
L'objectif principal de cette étude est
d'accroître la disponibilité des sources de matière
organique pour l'amendement du sol en procédant à un compostage
aérobie in situ pour résoudre la pénibilité.
Plus spécifiquement il s'agira :
(i)
3
déterminer la vitesse de décomposition de la paille
du riz en fonction de la proportion de phosphore dans le mélange ;
(ii) identifier les organismes ( faunes, micro-organismes)
impliqués dans la décomposition de la paille de riz et la
qualité chimique du compost mature ;
(iii) évaluer l'effet des différents traitements
sur les paramètres agronomiques du riz en condition pluviale.
Pour atteindre ces objectifs, les hypothèses suivantes
sont formulées :
? la dose du phosphore affecterait la vitesse de
décomposition de la paille du riz ;
? les organismes ( faunes, micro-organismes) pourraient
stimuler la dégradation de la paille du riz pour une bonne
qualité chimique du compost ;
? le phospho-compost obtenu favoriserait la croissance et le
rendement du riz.
Ce travail débute par une première partie
consacrée aux généralités, suivie de la
deuxième partie qui décrit le matériel utilisé et
les méthodes employées. Enfin, une troisième partie
présente les résultats obtenus qui seront discutés dans un
chapitre à part.
Une conclusion générale assortie de perspectives
avant la liste exhaustive de la littérature citée et des annexes
achève la rédaction de ce document.
PREMIÈRE PARTIE :
GÉNÉRALITÉS
|
4
y' CHAPITRE I : AMENDEMENT ORGANIQUE ET
COMPOSTAGE
y' CHAPITRE II : MICROORGANISMES ET NUTRITION
MINÉRALE DU RIZ
5
CHAPITRE I : AMENDEMENT ORGANIQUE ET COMPOSTAGE
La matière organique du sol (MOS) représente la
majeure partie du pool (1600× 1015 g C) du carbone terrestre en
réserve (2200 × 1015 g C) excédant de loin la
quantité stockée par les plantes (600 × 1015 g C)
par le biais de la photosynthèse qui fixe environ 120 ×
1015 g C par an. Seulement 0,7 % des résidus sont
annuellement transformés en humus or le cycle naturel du carbone est
fortement affecté dans le contexte actuel des changements climatiques,
notamment en zone tropicale où l'horizon humifère devient de plus
en plus rare. Ces sols très altérés ont besoin de la
matière organique qui représente la plus grande réserve et
source de nutriments (N, P, S etc...) pour les plantes avec une influence sur
le pH du sol, sa capacité d'échange en cation (CEC), sa
capacité d'échange en anion (CEA) et sa structure (Bouwman et
al., 1990).
I.1 : MATIÈRE ORGANIQUE DU SOL
La matière organique est l'ensemble des composés
de carbonés et d'azotés issus de la dégradation des
produits de la faune et de la flore, de surface et du sous-sol. Elle
présente une gamme de substances très différentes et
à des stades d'évolution très variée (Stevenson,
1994). On distingue par ordre d'évolution :
la matière organique vivante (racine, faune,
microorganisme, microfaune), la matière organique fraîche, peu
décomposée (provenant du reste de microorganisme vivant
présent ou apporté dont la structure est encore facilement
reconnaissable), les composés organiques chimiquement bien
définis tels que les sucres, les acides organiques, les acides
aminés (issus de la décomposition) et enfin l'humus
(matière organique stabilisée) et les éléments
microbiens constituant la biomasse,
les résidus organiques apportés au sol sous
forme de litières, de résidus de récolte, de composts ou
de fumiers, d'exsudats racinaires, constituent l'apport organique
exogène. Cette matière organique exogène qui est
incorporée au sol intact ou broyée constitue une source
d'éléments nutritifs pour les organismes vivants du sol, animaux
ou végétaux,
la matière organique peut suivre deux voies : la
minéralisation ou l'humification. La minéralisation est une
assimilation par les organismes du compost des composés organiques comme
source d'énergie et comme élément pour leur
métabolisme, au cours de laquelle la matière organique est
transformée en composés minéraux (CO2, N2, etc.). La
vitesse de minéralisation est très fortement dépendante,
d'une part, de la nature des composés organiques et des factures
environnementales telle que l'aération ou l'humidité, de la
température, du pH et, d'autre part, de l'accessibilité aux
microorganismes de la matière organique. La nature des composés
organiques influe considérablement sur la vitesse de
minéralisation.
6
Figure 1: Les quatre voies de l'humification
(Stevenson, 1994)
La voie 1, est strictement chimique et est
connue sous le nom de la réaction de Maillard. Glucides
réducteurs et acides aminés, sous-produits du métabolisme
microbien, se condensent sans catalyse enzymatique et conduisent à des
mélanoïdes de couleur brun.
La voie 2, privilégie la formation de
polyphénols par les micro-organismes à partir de composés
non lignine. L'oxydation enzymatique de ces polyphénols en quinones est
suivie d'une polymérisation produisant les substances humiques.
Dans la voie 3, les acides et
aldéhydes phénoliques, produits de la dégradation
microbienne de la lignine, sont convertis en quinones sous l'action d'enzymes.
Ces quinones ensuite polymérisent en présence ou absence de
composés aminés et forment les substances humiques. La
voie 4, est appelée théorie
ligno-protéique. Les composés aminés des micro-organismes
réagissent avec les lignines modifiées. Les lignines sont
dégradées de façon incomplète, provoquant une perte
des groupes méthoxyle (OCH3), la génération
d'O-hydroxyphénols, et l'oxydation des composés aliphatiques
conduisant à la formation de groupes COOH.
I.1.1 : Types de matières organiques
I.1.1.1 : Le fumier
C'est l'ensemble des déjections animales
mélangées avec des pailles. Il existe plusieurs types :
7
I.1.1.2 : Le lisier
C'est le mélange de déjections solide et
liquide, avec ou sans litière. Elle a un rôle réduit sur
l'entretien humique du sol. Sa composition est très variable selon le
type d'animaux, le lisier à un rôle surtout dans la
fertilité chimique du sol (Bonin, 2006).
I.1.1.3 : La litière
Elle est généralement de nature
végétale sous forme de débris (feuilles, rameaux, fruits
graines, et exsudats racinaires et foliaires). Elle est plus ou moins
biodégradable selon les espèces végétales
installées. On parle de litière améliorante riche en azote
et de litière acidifiante qui se décompose plus difficilement.
Les premières activent la vie microbienne ; les secondes la
dépriment (Bonin, 2006).
I.1.1.4 : Les engrais verts
Les engrais verts représentent une culture temporaire
de plantes à croissance rapide destinées à un
enfouissement rapide pour améliorer l'aptitude culturale du sol
(propriétés physique, chimique, et biologique). Les
enfouissements d'engrais verts présentent une action marquée et
forte, mais de courtes durées ; contrairement aux pailles de
céréales qui sont moins fermentescibles, ils présentent
une action moins marquée, mais mieux répartie dans le temps.
Signalons également que les pailles de céréales produisent
une quantité d'humus plus importante. (Mokrani, 2010).
I.1.1.5 : Les purins
D'après l'Institut Technique de l'Agriculture
Biologique (ITAB, 2001), les purins sont des exsudats liquides provenant du
stockage des fumiers, comprenant éventuellement des urines (moins de 3%
de matières sèches), ou constitués d'eau de pluies
souillées lors de leur passage sur, ou à travers du tas de
fumier.
I.1.1.6 : L'humus
L'humus est la matière organique transformée par
voie biologique, chimique et incorporée à la fraction
minérale du sol, avec laquelle elle contracte des liens physique,
chimique, plus ou moins étroits.
Par extension le mot humus désigne en écologie
l'ensemble de la matière organique du sol, y compris les résidus
d'origine végétale peu transformés et
incomplètement incorporés au sol. Il est avec l'eau le garant de
la fertilité du sol. Il joue le rôle d'une éponge fixant 10
à 50 fois sa masse en eau ; c'est l'humus en sens strict. En effet,
c'est lui qui assure la rétention de l'humidité nécessaire
à la croissance des plantes (Bonin, 2006).
8
I.1.2 : Dynamique de la matière organique
Dans les sols les matières organiques n'ont pas le
même temps de résidence.
Selon leur composition biochimique, il peut aller de quelques
mois à plusieurs années pour la fraction labile et jusqu'à
des dizaines, voire des milliers d'années pour la fraction stable. La
nature biochimique des matières organiques n'est pas le seul facteur
définissant le renouvellement de ces dernières, des
paramètres complémentaires tels que le climat, la nature du sol
et sa gestion influence également la dynamique des matières
organiques dans les sols (Lopez, 2002).
La matière organique subit trois types de transformations
dans le sol (Gobat et al., 2003) :
I.1.2.1 : La minéralisation
Processus physique, chimique et biologique menant à la
transformation des constituants
organiques en constituant minéral solubles ou gazeux tel
que (nitrate, sulfate...).
I.1.2.2 : L'humification
Processus biochimique de néo-synthèse de substances
organiques par augmentation de taille de
certaines molécules, et cela tout en contractant des
liens entre les composés dits amorphes et des éléments
minéraux (argile) afin de former le complexe argilo-humique qui joue un
rôle important dans le maintien des propriétés physiques du
sol.
I.1.2.3 : L'assimilation
Elle se fait par les microorganismes, consommateurs ultimes
à l'extrémité des chaînes de
détritivores.
I.1.3 : Dégradation des composants chez les
différents types de végétaux
Chez les végétaux supérieurs : il existe
des structures spécialisées de soutien dont les parties les plus
âgées, les plus dures, sont difficiles à dégrader
(le bois ne pourrit pas rapidement).
Chez les mousses et les fougères : il existe des tissus
différenciés avec des tissus de soutien qui rendent parfois leur
décomposition difficile chez les plantes âgées
(fougères et mousses sèches). Chez les végétaux
inférieurs : il n'y a pas de tissus différenciés (algues,
champignons) et la dégradation des cellules après leur mort est
relativement facile (sous l'action des bactéries). Chez les
bactéries : il existe une seconde paroi appelée paroi
bactérienne dont la biodégradation est rapide.
9
Figure 2: Évolution
générale des substances organiques dans le sol (Morel, 1996)
I.1.4 : Facteurs influençant la dynamique de la
matière organique
Dans les sols les matières organiques n'ont pas le
même temps de résidence.
Selon leur composition biochimique, il peut aller de quelques
mois à plusieurs années pour la fraction labile et jusqu'à
des dizaines, voire des milliers d'années pour la fraction stable. La
nature biochimique des matières organiques n'est pas le seul facteur
définissant le renouvellement de ces dernières, des
paramètres complémentaires tels que le climat, la nature du sol
et sa gestion influence également la dynamique des matières
organiques dans les sols (Gobat et al., 2003).
I.1.4.1 : Conditions climatiques
La température et la pluviométrie plus
particulièrement, jouent un rôle prépondérant sur le
renouvellement des matières organiques des sols. Une augmentation de
température de 10°C diminue les temps de résidence d'un
facteur de deux à trois fois. L'humidité du sol favorise
également la biodégradation des matières organiques. En
conditions d'anaérobiose (sols saturés
10
en eau), les matières organiques s'accumulent du fait
du blocage de la biodégradation en l'absence d'oxygène.
I.1.4.2 : Propriétés physico-chimiques
Certaines propriétés physico-chimiques des sols,
telles que la texture, la minéralogie des argiles, la dynamique de la
matière organique et la porosité importante dans les sols sableux
favorisent l'aération et le drainage du sol et conduit :
À une biodégradation plus importante des
matières organiques que dans les sols à texture plus fine.
À l'inverse, la présentation d'argile dans les sols conduit
à un ralentissement de la biodégradation par un processus de
protection physique des matières organiques. En effet, les débris
végétaux décomposés vont s'associer avec les
argiles pour former des agrégats stables. Les matières organiques
ainsi piégées sont alors peu accessibles à la
dégradation par les microorganismes.
Par ailleurs, les sols à pH acide, en particulier
alumineux, sont caractérisés par un ralentissement de la
biodégradation des matières organiques, du fait de la faible
activité biologique. Ceci conduit à une accumulation de
matières organiques faiblement décomposées en surface
(litière).
I.2 : COMPOSTAGE
I.2.1 : Définition du compostage
Le compostage est un processus complexe, plusieurs
interprétations du compostage existent selon les auteurs qui prennent en
compte le caractère naturel des transformations observées et des
réactions biochimiques ou la maîtrise de la technique par
l'homme.
Mustin (1987) le considère comme étant un
procédé biologique assurant la décomposition des
constituants organiques des sous-produits.
Selon le Suisse Gobat et al., (2003), le compostage
est un procédé de traitement intensif des déchets
organiques qui met en oeuvre, en les optimisant, des processus biologiques
aérobies de dégradation et de stabilisation des matières
organiques complexes.
La définition la plus précise du processus reste
celle de Gobat et al., (2003) qui désigne par le compostage un
processus de transformation biologique de matériaux organiques divers.
C'est un processus oxydatif qui comprend une phase thermophile. Les produits
formés sont principalement du CO2 et un produit stabilisé : le
compost mûr. Les déchets organiques de départ sont
colonisés, transformés par une succession de différentes
populations microbiennes. Chacune de ces populations modifie le milieu puis est
remplacée par d'autres, mieux adaptées à ces nouvelles
conditions.
11
D'après l'Institut Technique de l'Agriculture
Biologique (ITAB, 2001), d'autres définitions peuvent être
retenues en fonction du type de produit à traiter ou en fonction de
l'objectif du compostage recherché. La nécessité d'une
définition est très liée au règlement
européen sur l'agriculture biologique, qui oblige au compostage de
certaines déjections, mais sans en donner de définition.
Le compostage est donc un processus de décomposition et
de transformations contrôlées de déchets organiques
biodégradables d'origine végétale et/ou animale, sous
l'action de populations microbiennes diversifiées évoluant en
milieu aérobie.
I.2.2 : Processus du compostage
Plusieurs types de composts sont connus dont six exemples sont
cités ci-dessous (Francou, 2003) :
Composts ménagers : Ceux-ci sont les
plus standards et ils s'utilisent facilement pour tout, il faut faire
très attention au bon équilibre carbone (C) et azote (N).
Composts pour les potagers : ils sont
utilisables pour le forçage des légumes et ils contiennent en
général plus de matières organiques d'origine animale
(fumiers différents, poudres d'os, de sang, de corne...) ; ils sont donc
plus riches en azote et ils structurent mieux le sol.
Composts minéralisés : On y
rajoute :
- des composés minéraux ou des algues qui
apportent du calcium pour les sols plus acides ;
- du basalte, plus riche en silice pour les sols calcaires ;
- du phosphate naturel pour les sols d'origine
sédimentaire, etc.
Composts spéciaux : ils sont
confectionnés soit avec plus de feuilles pour les plantes vertes, soit
avec des aiguilles de conifères pour les plantes acidophiles ou les sols
à pH élevé. Composts avec de la terre :
cela consiste à introduire un peu de terre dans le compost à
raison de 2 % à 5 % ; ce compost est alors mieux assimilable dans le sol
et donc facilement utilisable par la plante.
Vermicompostage : le terme Vermicompostage
(ou lombricompostage) se réfère à l'utilisation de vers.
Pour composter les résidus organiques, les vers peuvent consommer
pratiquement tous les types de matière organique et peuvent absorber
l'équivalent de leur propre poids par jour. Les turriculés
(excréments) des vers sont riches en nitrates, et en formes disponibles
de P, K, Ca et Mg. Le passage à travers les vers de terre favorise la
croissance des bactéries.
12
I.2.2.1 : Activateurs du compostage
Outre les produits vendus en jardinerie, il existe une
multitude d'activateurs naturels : la pelure de banane, le marc de café
(+ filtre), le sachet de thé, la fausse camomille (Matricaria
chamomilla), la consoude, l'ortie (Urtica dioica), le pissenlit
(espèces du genre Taraxacum). Revenant sur l'une des
espèces les plus activatrices du compostage, la Consoude en l'occurrence
qui est une plante herbacée vivace du genre Symphytum,
appartenant à la famille des Boraginacées. La consoude est utile
pour tous les jardiniers, car elle est capable de récupérer
gratuitement les précieux nutriments du sol telle une pompe fonctionnant
à l'énergie solaire. Avec ses profondes racines, la consoude
ramène du sous-sol de nombreux oligo-éléments et
minéraux. C'est pour cette raison qu'on plante souvent des consoudes
auprès des arbres fruitiers (Francou, 2003).
I.2.3 : Modes de compostage
Il existe de nombreuses méthodes de compostage, mais
elles peuvent être divisées en deux vastes types : le compostage
aérobie qui requiert de l'oxygène et le compostage
anaérobie qui n'en requiert pas. Si la température monte bien
(50-70°C voir plus), le processus complet dure environ de 6 à 9
mois. Il faut alors récupérer le compost mûr.
I.2.3.1 : Compostage aérobie
Le choix d'un mode de compostage sera fonction du volume à
composter et de votre
sensibilité. Cependant, quel que soit le mode choisi,
quelques règles sont à appliquer (Koledzi
et al., 2012) voir (Figure 3) :
- mélange des apports (déchets verts et bruns),
- brassage du tas pour l'aération,
- l'humidification de la pile de compost.
Compostage en composteur
Le composteur choisi par votre collectivité porte le label
NF Environnement qui garantit un
matériel de bonne qualité (bois ou plastique
recyclé et recyclable). Il doit être posé en
extérieur
en contact direct avec le sol, sur une surface plane, et dans une
zone semi-ombragée.
Compostage en tas
Il consiste en un compostage direct des matières sur le
sol, en un tas d'au moins 1 à 2 m3, à
l'abri du vent et à l'ombre.
Compostage en fosse
Les déchets à composter sont déposés
dans un trou de 30 à 50 cm de profondeur, creusé dans
le sol.
13
Figure 3 : différents modes de
compostage en milieu aérobie (A : compostage en composteur ; B : Le
compostage en tas ; C : Le compostage en fosse) Source :
Gonkanou, 2018
I.2.3.2 : Compostage anaérobie
Le compostage anaérobie est idéal pour les
personnes qui ne désirent pas consacrer beaucoup de temps et
d'énergie au processus de compostage. Ce processus est plus long que le
précédent. En outre, les bactéries n'ont pas besoin
d'oxygène pour décomposer les matières organiques. Le
compostage anaérobie doit se faire dans un contenant fermé
hermétiquement, car il produit une odeur désagréable. Il
existe de nombreux types de fûts de compostage anaérobie qui sont
conçus de façon à ne pas laisser échapper les
odeurs désagréables.
La décomposition des matières de façon
anaérobie produise des vapeurs de méthane et de
l'hydrogène sulfuré. Contrairement au compostage aérobie,
il n'y a aucune augmentation de température. Par conséquent, il
est possible que les mauvaises herbes et les organismes transmettant des
maladies ne soient pas détruits au cours du processus de
décomposition. Le produit fini ressemble à de la boue et,
jusqu'à ce qu'il sèche, dégage toujours une odeur
désagréable. Bien qu'il ne soit pas aussi attrayant que l'humus
produit par le processus aérobie, ce compost peut aussi être
utilisé comme conditionneur de sol.
Il arrive parfois que le compostage aérobie passe
à un état anaérobie. Il faut éviter cette situation
parce que les fûts de compostage ouverts ne sont pas conçus pour
contenir les odeurs désagréables caractéristiques du
compostage (Conseil canadien du compostage, 2000).
I.2.4 : Stades d'évolution et
caractéristiques du compostage
La voie naturelle de valorisation par compostage est souvent
considérée comme la plus avantageuse notamment en ce qui concerne
la réduction des volumes de déchets, l'hygiénisation
14
et la stabilisation de la matière organique (Koledzi
et al., 2012). Ce procédé aérobie se
déroule suivant plusieurs phases selon différents auteurs.
Hubert et Schaub, (2011) proposent 4 phases dont la phase
mésophile, la phase thermophile, la phase de refroidissement et la phase
de maturation. Ces différentes phases sont décrites (Figure 2)
ci-dessous (Hubert et Schaub, 2011 ; Kaboré, 2015).
Phase mésophile (A) : est la phase
initiale du compostage et se déroule en présence
d'oxygène. La métabolisation des éléments solubles
(sucres simples, protéines, lipides) par les bactéries provoque
la montée en température. La dégradation de la cellulose
durant cette phase est responsable de plus de 75 % de la perte de poids sec.
Phase thermophile (B) : est atteint au milieu
du tas de substrat à des températures élevées.
L'augmentation de la température jusqu'à 60 à 80°C au
coeur du compost stimule les microorganismes aérobies. Les pertes en
azote, minéralisé sous forme ammoniacale (NH4+), qui
peut être volatilisée sous forme d'ammoniac (NH3) dans certaines
conditions, ainsi que l'évaporation d'eau, sont plus importantes au
cours de cette phase. La libération de CO2 peut entraîner
jusqu'à 50 % de perte en poids sec à la fin de la phase
thermophile.
Les hautes températures caractérisant la phase
thermophile ne concernent que le centre du dispositif.
Les matières présentes en bordure de tas doivent
être reprises par un ou deux retournements. Après un retournement,
on observe la succession des trois phases (mésophile, thermophile, de
refroidissement) ; les températures atteintes en phase thermophile sont
cependant de moins en moins élevées au fur et à mesure des
retournements. Cette technique permet de s'assurer que tous les
éléments du tas subissent les différentes phases du
compostage afin que le produit final soit homogène et entièrement
assaini.
Phase de refroidissement (C) : c'est la phase
intermédiaire entre la phase thermophile et la phase de maturation. Elle
prend fin avant le retour à la température ambiante. Le milieu
est colonisé de nouveau par les micro-organismes mésophiles. La
dégradation des sucres complexés (cellulose, lignine) par les
champignons conduit à un compost jeune désodorisé.
Phase de maturation (D) : De nouveaux micro-organismes,
champignons et microfaune (insecte, lombrics) mélangent et
homogénéisent les éléments du compost. Cette
dernière phase aboutit à la formation d'un produit stable, plus
évolué à pH neutre, à température ambiante.
Sous 30°C, les microorganismes restent actifs, mais sont dorénavant
accompagnés par des organismes de plus grande taille : des vers de
compost, des acariens, des collemboles, des cloportes, des
coléoptères, des mille-pattes, etc.
15
Mais Koledzi et al., (2012) ont
démontré dans leur travail que l'évolution du compost se
déroule en deux phases principales. La première est
caractérisée par une forte activité biologique au
début du compostage, engendrant une forte minéralisation des
matières organiques et une élévation de la
température. La seconde est une phase de maturation pendant laquelle les
processus d'humification engendrent une stabilisation de la matière
organique. La minéralisation est une assimilation par les organismes du
compost des composés organiques comme source d'énergie et comme
élément pour leur métabolisme, au cours de laquelle la
matière organique est transformée en composés
minéraux (CO2, N2, etc.). La vitesse de cette minéralisation est
très fortement dépendante, d'une part, de la nature des
composés organiques et des facteurs environnementaux tels que
l'aération ou l'humidité, de la température, du pH et,
d'autre part, de l'accessibilité aux micro-organismes de la
matière organique. Plusieurs auteurs ont suivi ce processus afin de
déterminer la maturité et la stabilité du produit par
différentes méthodes biologiques comme les méthodes
respirométriques (Adani et al., 2006 ; Barrena et al.,
2005), les activités enzymatiques (Mondini et al.,
2004).
Figure 4: Courbe théorique
d'évolution de la température au cours du compostage
(Kaboré, 2015)
16
I.2.5 : Qualité du compost
Un compost de qualité permet à son utilisateur
d'améliorer les sols et de stimuler la croissance des plantes (Tableau
I). Cependant, s'il est réalisé de manière
inappropriée, le compostage peut être source de nuisance et son
produit risque d'influencer négativement les cultures. Selon GCP (2008)
pour produire un compost de qualité il faut des matériaux de
départ de qualité, les principaux paramètres qui
influencent la qualité du produit sont :
- mélange de base (qualité et équilibre
entre matériaux fins et structurants)
- l'aération
- l'humidité
- l'homogénéité du mélange
(brassage).
Tableau I: Qualité de compost selon les
caractéristiques physico-chimiques
Paramètre physico- Compost urbain
Caractéristiques
chimiques préconisées par les normes
françaises
Granulométrie Ø < 10 mm 6.5 < Ø <
40 mm
pH (eau) 7,35 7- 8
MO par calcination à 255° C 41 > 20 (%MS)
Azote total (%MS) 1,41 < 2
C/N (%) 17.78 < 20
C/MO (%) 42 < 50
Zinc (Zn) (ppm) 281 = 1000
Plomb (Pb) (ppm) 510 = 800
Source : Aoun et Bouaoun (2008)
I.3 : AMENDEMENT ORGANIQUE DU SOL
Les amendements servent à améliorer
l'état physique, chimique et biologique du sol, en favorisant le
maintien d'une bonne structure. Ils sont incorporés à la
plantation et lors du travail du sol annuel, et sont parfois appelés
à tort « engrais de fond » (Lompo, 2009).
Il existe deux types d'amendements : les amendements
organiques et les amendements minéraux (Dermers, 2008).
17
I.3.1 : Amendements organiques
Les amendements organiques ont une origine
végétale. Ils allègent les terres lourdes, donnent du
corps aux terres légères et reconstituent le stock de
matières organiques du sol et l'humus du sol.
Par leur minéralisation progressive, ils permettent de
nourrir durablement les végétaux, sans risque de lessivage, tout
en assurant une meilleure circulation de l'air et de l'eau. En fait, ils
«nourrissent» le sol avant de nourrir la plante, une fois la
matière organique décomposée en substances
minérales assimilables.
I.3.2 : Amendements minéraux
Ils améliorent certaines propriétés
physico-chimiques du sol, telles que la correction de pH ou
l'amélioration de la structure du sol, tout en facilitant son travail.
Ils permettent ainsi aux plantes de mieux absorber les éléments
nutritifs. Les principaux amendements minéraux sont les suivants :
chaux, gypse, cendres de bois, soufre, sulfate de fer, sable, argile,
marne...
Les plus utilisés dans les sols sont la chaux pour
augmenter le pH d'un sol trop acide, et, inversement, le sulfate de fer pour
acidifier un sol trop alcalin.
I.4 : NOTION DE STABILISATION DU SOL EN CARBONE
On considère 4 principaux mécanismes de
stabilisation des MO dans les sols qui sont (Kleber et Johnson, 2010) :
La « récalcitrante » chimique : la faible
biodégradation des MO concernées (macromolécules
végétales ou microbiennes et carbonisats) est due à leur
structure chimique ;
La « stabilisation chimique » concerne des
molécules organiques associées (ligands) à des cations
minéraux et qui, ainsi, résistent mieux à la
biodégradation ;
La « stabilisation physico-chimique » : il s'agit
des processus d'adsorption des MO sur les surfaces minérales, ou de
co-précipitation, et particulièrement sur les phyllo silicates ou
les oxyhydroxydes métalliques. Ce mécanisme est évidemment
au centre de l'existence et des propriétés des associations
bio-organo-argileuses ;
La « protection physique » : il s'agit de la
diminution de la biodégradabilité des MO du fait de leur
localisation au sein d'agrégats bio-organo-minéraux. D'une part,
l'accès à ces MO, par les microorganismes décomposeurs,
est limité ; d'autre part, les conditions peuvent y être
anoxiques.
I.5 : NOTIONS DE COEFFICIENT ISO-HUMUS ET DE
MINERALISATION
Le coefficient iso-humique k1 définit le rendement de
transformation en C stable de l'apport organique et le coefficient k2 le taux
de minéralisation de la matière organique endogène du sol.
Bien qu'il existe de nombreux modèles pour décrire
l'évolution du carbone organique du
18
sol (Kemmit et al., 2008), le coefficient k1 est un
paramètre souvent utilisé dans la pratique pour définir le
potentiel humique, c'est à dire la proportion de carbone stable
après décomposition dans le sol d'un produit organique.
I.6 : NOTION D'EQUIVALANT FERTILISANT
Ces coefficients servent à caractériser
l'utilisation réelle par les cultures des éléments
fertilisants contenus dans la matière organique. La quantité
équivalente d'éléments minéraux assimilables, dite
« équivalent-engrais », est divisée par la
quantité totale d'éléments de la matière organique.
Ces coefficients varient de 0 à 1 (ou 0 à 100 %).
I.7 : PAILLE DU RIZ
La paille est un co-produit de la production de graines de
céréales, représentées par la partie de la tige (ou
chaume) de certaines graminées, dites « céréales
à paille », coupée pendant la moisson. La paille peut
être soit enfouie sur place comme amendement organique, soit
enlevée et « exportée » hors de la parcelle pour
d'autres utilisations (compostages, bio-construction, bio-combustion etc.). La
partie de la tige, de faibles hauteurs, restant plantée au sol constitue
le chaume ou éteule (BatiActu, 2015).
I.7.1 : Caractéristique chimique de la paille du
riz
La composition de la paille de riz n'est pas homogène.
Selon BatiActu, 2015, elle possède une teneur en silice relativement
élevée. Elle est aussi plus lente à se dégrader. Le
tableau II ci-dessous présente les teneurs en éléments
nutritifs dans la paille de riz.
Tableau II: Concentrations de N, P, K, Ca, Mg et
Zn dans la paille de riz
Nutriments Valeurs
N (g/kg) 7,8
P (g/kg) 0,8
K (g/kg) 26,8
Ca (g/kg) 3
Mg (g/kg) 2
Zn (g/kg) 0,12
Source : Zadi, 2014
I.8 : Phosphate naturel du Togo
Selon Gerner et Mokwunye (1995), le phosphate togolais est
l'un des gisements naturels les plus riches en phosphate tricalcique qui
appartiennent au groupe des sédimentaires. Il est donc très
utilisé dans la fabrication d'engrais à haute teneur en anhydride
phosphorique.
19
L'importance des phosphates naturels (PN) vient du fait qu'ils
contiennent des minéraux phosphatés nécessaires pour la
croissance des plantes.
La composition minéralogique ainsi que la
granulométrie du PN influencent le taux de dissolution du PN. Ainsi tous
les PN de l'Afrique de l'Ouest n'ont pas la même composition
minéralogique et cette composition reflète l'efficacité
des différents PN à fournir de Phosphore à la plante.
En plus des propriétés minéralogiques,
les propriétés physiques du PN affectent aussi son
efficacité agronomique. D'après Gerner et Mokwunye (1995), le
processus de dissolution du PN est une réaction qui intervient à
la surface de la particule. La teneur en éléments fertilisants et
ETM sont représentés dans le tableau V.
Tableau III : Composition de phosphate
naturel du Togo
Nutriments
|
Valeurs
|
CaO (%)
|
35,80
|
P2O5 (%)
|
28,20
|
MgO (%)
|
3,80
|
K2O (%)
|
2,60
|
Na2O (%)
|
2,80
|
CO32- (%)
|
0,75
|
Zn (ppm)
|
35,00
|
Cd (ppm)
|
49,00
|
Source : Koriko et al. (2010)
|
|
CONCLUSION PARTIELLE
Cette revue de littérature a permis d'une part de
connaître la matière organique, ainsi que les différentes
étapes du processus de compostage. Le compostage est un
procédé biologique transformant les matières organiques
des déchets en matières organiques humidifiées.
L'humification de la matière organique contribue à la diminution
de la biodégradabilité de la matière organique des
composts, souvent appelée stabilisation. Le développement du
compostage passe par une amélioration des connaissances de la valeur
agronomique des composts et de leur innocuité.
20
CHAPITRE II : MICROORGANISMES ET NUTRITION
MINÉRALE DU RIZ
Ce chapitre présente les généralités
sur les microorganismes et la nutrition minérale du riz. Les
données bibliographiques concernant l'évolution des
caractéristiques des micro-organiques au cours du compostage et la
nutrition minérale du riz.
II.1 : ORGANISMES DÉCOMPOSEURS
Ils se divisent en deux groupes : les micro-organismes et les
macroorganismes : ils interagissent ou successivement selon leur fonction
respective.
II.1.1 : Micro-Organismes
Les bactéries
De tailles et de formes variables (souvent filamenteuses).
Elles sont toujours présentes dans la masse des déchets
organiques dès le début du processus. Elles restent actives
durant tout le compostage et en particulier à haute température.
Elles se multiplient très rapidement. Cette multiplication rapide
associée à la diversité en espèces permet
l'utilisation de résidus organiques "tout-venant" (Zeglels et
Héduit, 1999).
Les champignons
Ils agissent surtout sur les matières qui
résistent aux bactéries. Ils ont donc un rôle capital. Les
champignons ne résistent pas à des températures
supérieures à 50°C ; ce qui explique leur localisation
particulièrement en périphérie du compost. On peut voir
apparaître à la surface du compost des champignons macroscopiques,
mais ceux-ci ne sont que la manifestation externe du mycélium
microscopique se trouvant à l'intérieur du compost. Les
champignons sont également les seuls à encore pouvoir travailler
dans un compost plus sec, là où les autres ont abandonné
la partie (Zeglels et Héduit, 1999).
Les actinomycètes
Ils agissent plus tardivement que le reste des
micro-organismes et se multiplient moins rapidement. Les actinomycètes
sont actifs dans les derniers stades du compostage. Ils se sont
spécialisés afin de s'attaquer aux structures plus
résistantes comme la cellulose, l'hémicellulose et la lignine
(Zeglels et Héduit, 1999).
Au côté de ces trois types de micro-organismes,
on retrouve également dans le compost, des algues, des virus, des
protozoaires, etc.
II.1.2 : Macroorganismes
Les macroorganismes sont très diversifiés dans
le processus du compostage. Les lombrics du compost, par exemple, agissent au
début du processus, sur des éléments peu
décomposés (après
21
la phase thermophile). Les grands lombrics quant à eux
entraînent dans leurs terriers des fragments de feuilles ou même
des feuilles entières. Ils intègrent ainsi un mélange de
débris organiques et leurs excréments constituent un milieu
idéal pour les activités microbiologiques du sol qui conduisent
à l'élaboration du compost mûr. Beaucoup d'autres
macroorganismes apparaissent, surtout dans la phase de maturation du compost
(Zeglels et Héduit, 1999).
Les principaux macroorganismes du compost sont les vers de
compost ou de fumier (de plusieurs genres), les insectes, les acariens, les
gastéropodes, les myriapodes, les cloportes, etc.
Tableau IV : Exemple, de la quantité
d'êtres vivants que l'on peut trouver dans un kilo de compost en
activité.
TYPES D'ORGANISMES NOMBRE PAR KILO DE COMPOSTE
Bactéries 1.000.000.000 à 10.000.000.000
Actinomycète 1.000.000 à 100.000.000
Champignons 10.000 à 1.000.000
Algues 10.000.000
Virus Indéterminé
Protozoaires Jusque 5.000.000.000
Vers de compost Jusque 1.000
Collemboles 10.000
D'autres insectes et laves 2.00
Source : Zeglels et Héduit (1999).
II.2 : ORIGINE DU RIZ
Le riz est une plante monocotylédone, de la tribu des
Oryzeaes, céréale appartenant à la famille des
graminées, du genre Oryza qui renferme une vingtaine
d'espèces dont deux seulement ont été identifiées
en Afrique depuis l'ère tertiaire : Oryza sativa L et Oryza
glaberrima Steud (Arraudeau, 1998).
Oryza sativa L est d'origine asiatique et fut
introduite en Afrique par les Portugais depuis l'Afrique de l'Ouest vers les
années 1500 (Arraudeau, 1998). C'est une espèce à ligule
entière dont la panicule est retombante à maturité. Elle
comprend deux groupes :
-Indica, originaire de l'Asie tropicale. Ce groupe se
caractérise par un fort tallage et des grains longs et fins ;
-Japonica, originaire de la zone
tempérée et subtropicale de l'Asie. Son tallage est moyen et ses
grains sont courts et ronds. Ce groupe a été adapté
à la riziculture pluviale en Afrique de l'Ouest.
22
Oryza glaberrima Steud est d'origine africaine, plus
précisément dans le Delta central du Niger d'où elle s'est
étendue vers les côtes de l'Afrique occidentale : Gambie,
Casamance et le bassin de Sokoto. Cultivée depuis 3500 ans (Arraudeau,
1998), elle est en net déclin au profit du riz asiatique.
Oryza glaberrima Steud est une espèce qui
renferme des ressources génétiques encore inexploitées qui
pourraient être utilisées, pour l'instant, à
l'intensification de certains types de riziculture, telle que la riziculture de
bas-fond (Sié, 1991).
II.2.1 : Description du riz
Le développement morphologique de la plante du riz
concerne un certain nombre d'organes présentés par la figure 5
ci-dessous :
Figure 5 : Plante de riz au stade de
reproduction (ADRAO, 1995).
Selon Sié (1991), le riz est une plante autogame de la
famille des graminées, à tiges dressées en touffe et aux
racines minces, denses et peu profondes. Ses tiges sont épaisses et
creuses (d'où leur nom de chaumes) et possèdent des
épaississements ou noeuds sur lesquels s'insèrent les feuilles.
Ces dernières dépourvues de pétioles enveloppent la tige
à leur base par une gaine prolongée par le limbe dont les
dimensions, la couleur et la pilosité sont des caractéristiques
variétales. La feuille qui émerge après toutes les autres
juste sous la panicule est appelée feuille paniculaire ou drapeau.
L'articulation gaine et limbe présente deux petits appendices : la
ligule et l'auricule. Cette plante possède des tiges très
ramifiées et peut mesurer de 0,6 à 1,8 m de hauteur ; les tiges
se terminent en une panicule de 20 à 30 cm de long. Chaque panicule est
formée de 50 à 300 fleurs ou « épillets »,
à partir desquels les grains se formeront (Figure 5).
23
En effet, le cycle du riz peut être divisé en
trois (3) phases :
Phase végétative : La phase
végétative comprend la germination, la levée et le
tallage. Elle dure de la germination jusqu'à la phase de
différenciation paniculaire (Initiation paniculaire). La levée,
qui va de l'émergence jusqu'au stade 4 feuilles. Durant cette phase, la
plante acquiert, progressivement, son indépendance vis-à-vis des
réserves alimentaires du grain. Le plant est totalement
indépendant au stade 3 feuilles. En cas de semis en
pépinière, il est nécessaire d'atteindre ce stade avant de
faire le repiquage. Le tallage commence à partir du stade 5 feuilles et
a une durée variable, qui dépend des conditions climatiques
(température) et de la variété. C'est la longueur de cette
phase qui différencie les variétés de cycle court, moyen
et long. En règle générale, une variété de
cycle long aura une aptitude au tallage supérieure à une
variété de cycle court. Trois à cinq jours avant la fin du
tallage, on peut observer l'initiation paniculaire à l'intérieur
des tiges de différentes talles (Marc, 2001).
En général, la phase végétative
dure environ 60 jours pour les variétés de 120-130 jours. Elle
est caractérisée par un tallage actif et les feuilles
apparaissent à un intervalle régulier.
Phase reproductive : Elle dure environ 25
à 35 jours et peut commencer juste avant ou après le tallage
maximum. Elle comporte l'initiation paniculaire, la montaison,
l'épiaison, la floraison et la fécondation (Marc, 2001). Durant
cette phase, le plant de riz est particulièrement sensible à des
conditions défavorables (sécheresse, baisse de
température...).
Figure 6: Différentes phases de
développement d'un riz à cycle moyen (ADRAO, 1992).
24
II.2.2 : Nutrition minérale du riz
Les nutriments du sol sont mis à la disposition des
plantes pour leur croissance et leur production. Ainsi, pour produire une tonne
de riz paddy sur plateau, le sol doit fournir à la plante 14 à 16
kg d'azote, 3 à 7 kg de phosphore et 30 à 55 kg de potassium
(Gala et al., 2010). Les travaux de Roy et al., (2006) ont
montré que la production d'une tonne de riz nécessite environ 20
kg N, 11 kg P2O5, 30 kg K, 7 kg Ca, 3 kg Mg et 40 g Zn au moins. Marc (2001)
étaye ces résultats en montrant, que pour un objectif de
rendement de 8tha-1 il faut, une fertilisation de type 100-48-24 en NPK, soit
220 kg d'urée par hectare, 110 kg de TSP par hectare et 60 kg de KCl par
hectare.
II.2.3 : Exigences écologiques du riz
Le riz constitue une exception parmi les cultures
céréalières, du fait qu'il tolère un large
éventail de conditions climatiques, pédologiques et
hydrologiques. Cette plante de pays chaud prospère fort bien aux
différentes latitudes (Dembélé et al., 1998), sa
culture s'étend de 50° de latitude Nord à 40° de
latitude Sud, et à des altitudes inférieures au niveau de la mer
jusqu'à 2500 m. La température constitue le facteur climatique le
plus important parce qu'il est très difficile à modifier. Les
besoins en température du plant de riz varient en fonction des stades de
croissance. La lumière joue un rôle important dans la croissance
et la productivité du riz qui est une plante sensible à la
photopériode, d'où la longueur de la journée. Le riz est
une culture semi-aquatique qui peut supporter la submersion à certains
stades, mais il peut avoir des conditions d'asphyxie selon le type de
riziculture. Les besoins d'eau du paddy en ce qui concerne
l'évapotranspiration se situent entre 450 et 700 mm, selon le climat et
la longueur du cycle végétatif (Dembélé et
al., 1998). L'action du vent sur le plant du riz dépend de son
stade de développement. C'est une plante rustique, peu exigeante quant
à la nature du sol, pourvu qu'il soit suffisamment irrigué et
amendé. Elle s'adapte donc à une large gamme de sols, mais
préfère les sols lourds dans lesquels les pertes d'eau par
percolation sont faibles en riziculture de bas-fond. La culture du riz a une
bonne tolérance à l'acidité avec un pli optimal de 5,5
à 6. Cette large adaptation aux écologies permet de distinguer
plusieurs types de rizicultures qu'on regroupe en deux grandes typologies.
25
CONCLUSION PARTIELLE
Pour résumer, différents types de
réactions conduisent à la production de substances humiques. Le
riz, plante annuelle à tige dressée en touffes, aux racines
minces, fournies et peu profondes est de la famille des graminées. Il
constitue une exception parmi les cultures céréalières du
fait qu'il tolère un large éventail de conditions climatiques,
pédologiques et hydrologiques.
26
DEUXIÈME PARTIE : MATÉRIEL ET
MÉTHODES
y' CHAPITRE III : MATÉRIEL
y' CHAPITRE IV : MÉTHODES
27
CHAPITRE III : MATÉRIEL
Ce chapitre présent les
généralités sur la zone d'étude et les
matériels de l'étude y sont aussi détaillées. Il
s'agit, entre autres, la localisation géographique du site
d'étude, le climat, le sol, le matériel végétal, le
matériel technique de terrain et le matériel technique de
laboratoire ainsi que le matériel de traitement des données.
III.1 : SITUATION GÉOGRAPHIQUE DE LA ZONE
D'ÉTUDE
L'étude est réalisée au centre National
de Floristique (CNF), de l'Université Félix Houphouët Boigny
d'Abidjan, Cocody. Il est limité au Nord par le boulevard
François Mitterrand et au Sud par la Faculté de Droit de
l'Université. Il se trouve à l'ouest du ravin séparant le
Campus de Cocody et la Riviera Golf. Le centre est situé entre les
longitudes Nord 5° 20' 9« et 5° 20' 8« et les latitudes
Ouest 3° 59' 1« et 3° 59' 0« (Figure 7).
Côte d'Ivoire
UFHB
Figure 7: Localisation de la zone
d'étude à l'Université Félix
Houphouët-Boigny
III.2 : CLIMAT DE LA VILLE D'ABIDJAN
La ville Abidjan appartient au régime équatorial de
transition, les pluies sont abondantes
(environ 5000 mm) avec deux saisons de pluies (avril-juillet
et août-septembre), deux saisons sèches (octobre-novembre et
décembre-mars). La température (28°C à 30°C)
variant très peu au cours de l'année. La pluviométrie
d'Abidjan est élevée d'avril à juillet et d'octobre
à
28
novembre, puis on constate une baisse de celle-ci d'août
à septembre et de décembre à mars (Figure 8).
Température (°C)
|
40 30 20 10 0
|
|
540 480 420 360
Précipitation (mm)
300 240 180 120 60 0
|
|
jan fev mar avr mai juin juil août sept oct nov dec
Mois
Précipitation (mm) Température (°C)
Figure 8: Diagramme ombrothermique de la
région d'Abidjan en 2018
Source :
CLIMATE-DATA.ORG
III.3 : GÉOLOGIE
La zone d'étude se trouve dans la partie Nord-Est du
District d'Abidjan. Cet ensemble sédimentaire fait de sédiments
tertiaires et quaternaires constitue un long ruban qui va de Sassandra
jusqu'à Axim au Ghana. Les formations sédimentaires dans la
région du Grand Abidjan sont constituées d'argiles et d'argiles
sableuses, de sables et de grès, de conglomérats, de sables
glauconieux et de marnes. Il est peu profond dans le compartiment nord par
rapport au compartiment sud subsident (Oga, 1998). Le sol de la ville d'Abidjan
est essentiellement ferrallitique, fortement désaturé (Guillaumet
et Adjanohoun, 1991). Il présente un horizon humifère peu
épais.
III.4 : Caractéristique du sol du site
d'étude
Le tableau VII présente d'analyses chimiques du sol du
site d'essai dans la profondeur 0 -20 cm (Traoré, 2017). Il s'agit d'un
sol moyennement acide (pH= 5,9) et un rapport C/N de 15,38. Les teneurs en
cations échangeables (Ca, Mg et K) sont, respectivement de 1,73 cmol
kg-1, 0,45 cmol kg-1 et 0,09 cmol kg-1.
Cependant, une teneur suffisante de Zinc (19,32 mg kg-1).
29
Tableau V : Caractéristiques
physico-chimiques du sol dans la profondeur 0 - 20 cm
Caractéristiques du sol
|
Teneurs en 0-20cm
|
pHeau
|
5,9
|
C-organique (g/kg)
|
20
|
C/N
|
15,38
|
K (cmolkg-1)
|
0,097
|
Ca (cmolkg-1)
|
1,731
|
Mg (cmolkg-1)
|
0,451
|
Zn (g/kg)
|
19,32
|
Source : (Traoré, 2017).
III.5 : MATÉRIEL D'EXPÉRIMENTATION
Le matériel expérimental est constitué de
:
- la paille de riz provenant de parcelle rizicultures de basfond
de songon (Figure 9 b),
- le phosphate naturel provenant de Togo (PNT) (Figure 9 c),
- la variété de riz utilisé a
été le FAFA (IDSA10). Elle est issue du croisement entre les
cultivars IRAT112 et Iguape Catelo depuis 1983 (CNRA, 2017) et a
servi de cultures
durant l'essai (Figure 9 a).
Figure 9 : Matériel expérimental :
a) FAFA (IDSA), b) Paille de riz, c) Phosphate naturel
30
Le tableau VI ci-dessous présente la
fiche descriptive du riz FAFA (IDSA10). Tableau VII: Fiche
descriptive du riz FAFA (IDSA10).
Caractéristiques agronomiques Riz FAFA (IDSA10)
Hauteur de la plante 110-120 cm
Cycle (semis - maturité) 105 jours
Tolérance à la sécheresse Bonne
Résistance à la verse Bonne
Résistance à la l'acidité Mauvaise
Rendement en station, paysan 4.8 t/ha, 2.5 t/ha
III.6 : MATÉRIEL TECHNIQUE DE TERRAIN Le
matériel technique de terrain se compose de :
· un mètre ruban, pour la mesure des dimensions de
l'essai et la hauteur des plants ;
· un tamis à mailles carrées de
diamètre 2 mm, pour séparer les éléments fins des
éléments grossiers ;
· des sachets plastiques, pour le conditionnement des
différents échantillons de sols ;
· des marqueurs, pour identifier les différents
sachets d'échantillons de sols ;
· un appareil photographique numérique, de type
Samsung, pour les prises de vue ;
· une machette et daba ont été
utilisée pour la préparation et l'entretien du site d'essai
(labour, confection et désherbage des tas) ;
· une balance électronique portable de
précision (0,001), pour les différentes pesées ;
· un seau et un bidon ont été
utilisés, pour l'arrosage des différents tas de traitement ;
· les gants de protection pour remuer les différents
tas de traitement ;
· un thermomètre, TFA Dostmann 10.3014.14 pour la
détermination de la température des différents tas de
traitement ;
· un couteau de pédologue, pour couper les panicules
et la paille du riz.
31
III.7 : MATÉRIEL DE LABORATOIRE
Pour les analyses au laboratoire, l'on a recours à du
matériel d'usage commun à savoir (Figure 10) :
· des balances électroniques (Précisa 4200
CSCS ; Mettler Toledo, JL 503-C5) de précision 0,1, 0,001 et 0,0001 g,
pour les différentes pesées ;
· des béchers, des tubes de centrifuges et des
baguettes de verre, pour préparer l'échantillon ;
· un pH-mètre électronique Bench Top à
électrode de verre, pour la détermination du pH ;
· les tamis de maille 500 um, 100 um, 50 um, et le
saccharose pour la détermination des spores dans les différents
échantillons ;
· microscope de type Leica et papier filter, pour
l'observation des champignons ;
· une centrifugeuse de marque Bench Top, pour la
séparation des particules ;
· un agitateur mécanique (IKA HS 260 Basic), pour
homogénéiser les échantillons de sol ;
· des microplaques et boites de pétri pour la
culture des bactéries ;
· parafilm et papier aluminium, pour l'emballage des
échantillons microplaques et ;
· étuve, pour le séchage et les cultures des
échantillons ;
· autoclave, pour la stérilisation des milieux de
culture ;
· glucose, peptone, Nacl et extrait de levure, pour
préparer les différents milieux (NB et PVK) ;
· Tricalium de phosphate, pour la préparation de la
solution tampon ;
· agar et le bleu de Bromophénol, pour la
préparation de la solution glosée ;
· lecteur de microplaque pour la lecture des microplaques
après culture bactérienne ;
· d'une hotte à flux laminaire pour travailler en
condition stérile ;
· l'analyseur NITON XL3t et spectrophotomètre, pour
la quantification des différents métaux.
32
Figure 10: Matériel de laboratoire: a)
Etuve, b) Autoclave, c) Balance, d) Centrifuge, e) Lecteur de microplaque, f)
Hotte à flux luminaire, g) Microplaque, h) Boître de pétri,
i) pH-mètre électronique.
III.8 : MATÉRIEL INFORMATIQUE
Le matériel informatique utilisé dans le cadre de
cette étude est constitué essentiellement de :
? un ordinateur portable muni d'un logiciel SIG et Statistique
pour l'élaboration du projet par les recherches sur internet et la
saisie du projet.
? logiciel SIG (QGIS 3.2) permet de réaliser les cartes du
projet.
? logiciel Leica 6.1, permet d'observer les champignons à
partir du microscope Leica
? logiciel statistique SAS (Statistical Analysis System) dans
sa version 9, pour effectuer une analyse de variance des données
collectées.
33
CONCLUSION PARTIELLE
Ce chapitre nous a permis de décrire le matériel
expérimental, le matériel de terrain et le matériel de
laboratoire, matériel d'informatique qui a servi au cours de notre
étude. Il a été défini clairement le rôle de
chaque matériel et leur utilité. Le chapitre suivant traitera des
méthodes utilisées pour le traitement des données
recueillies.
34
CHAPITRE IV : MÉTHODES
L'étude réalisée a
nécessité l'usage de diverses méthodes conventionnelles
homologuées. Il comprend les dispositifs expérimentaux, la
collecte des données du compost et le test agronomique, ainsi que leurs
analyses statistiques.
IV.1 : COMPOSTAGE
IV.1.1 : Préparation de l'aire
d'expérimentation
Le site d'étude a été
défriché et débarrassé des débris
végétaux sur une superficie de 18 m2 pour
l'installation de l'essai.
IV.1.2 : Préparation des traitements de
phosphore
Selon les normes de conversion entre P2O5 et P (P = 0.44 x
P2O5), on définit les quantités de P suivant le pourcentage de
P2O5 dans le phosphate de Togo (28.20 %). Pour chaque quantité, la roche
phosphate en poudre fine a été pesée à l'aide d'une
balance Roverbert. Les pesées ont été conditionnées
dans des sachets plastiques d'emballage avant l'utilisation. Cela correspond
aux caractéristiques suivantes :
Tableau VII : Caractéristiques des
traitements de phosphore apporté en P2O5
Traitement
|
P2O5 (kg)
|
P (kg)
|
To
|
0
|
0
|
T1
|
2,014
|
0,25
|
T2
|
4,029
|
0,5
|
T3
|
6,044
|
0,75
|
IV.1.3 : Préparation de la paille de riz
La matière organique utilisée est la paille de
riz. La paille de riz nouvellement récoltée a été
séchée au soleil pendant 1-2 semaines. Ensuite elle a
été pesée selon la dose suivante 1,5 kg par traitement, un
total de 18 kg de paille de riz sec a servi à
l'expérimentation.
IV.1.4 : Mise en place du dispositif de compostage
Il s'agit d'un essai à blocs aléatoires complets
à trois répétitions avec quatre traitements. Les
traitements ont été disposés en forme d'andains ayant une
hauteur de 30 cm (Figure 11). Dans un piquetage de 1m2 de chaque
traitement, chacun espacé entre elles de 0,5 m, 1,5 kg de paille de riz
sec ont été disposés sans prétraitement. Ensuite
les différentes pesées du phosphate naturel du Togo ont
été mélangées aux débris
végétaux que constitue la paille de riz. Cet apport
immédiatement succédé d'un arrosage de 2,5 litres d'eau
avant de refaire un mélange du tas.
35
Figure 11: Dispositif expérimental de
compostage aérobie
IV.1.5 : Collecte des données du compost
Les travaux réalisés au cours de compostage sont
l'arrosage et le retournement hebdomadaires. Les observations des
paramètres ont été réalisées à
l'intérieur de chaque micro-parcelle élémentaire de 1
m2. Les mesures hebdomadaires ont été prises à
partir de la 1ère semaine du compostage (11 novembre 2018
jusqu'au 05 janvier 2019 au centre de chaque tas). Les mesures ont
été réalisées sur la température, le pH, le
taux de décomposition (Td), les faunes, les microorganismes, le carbone,
l'azote et métaux lourds (ETM).
IV.1.6 : Température
La température du tas a été notée
à l'aide d'un thermomètre enfoui dans le coeur (centre) du
compost durant 7-10 minutes, régulièrement, chaque semaine (matin
et soir). Cette mesure a été effectuée pour chacun des
traitements.
IV.1.7 : Échantillonnage du compost
Des échantillons du compost ont été
prélevés aux trois dernières semaines sur les
différents tas. La méthode de prélèvements a
consisté à faire un mélange homogène,
prélever, étiqueté et bien
36
emballer pour éviter des contaminations. Au total
trente-six (36) échantillons ont été
prélevés sur les tas à étudier.
IV.1.8 : Détermination du pH
La mesure du pH a été réalisée
selon la norme internationale ISO 10390 (1994) ; la méthode consiste
à préparer une suspension de compost dans cinq fois son volume
d'eau, la laisser en agitation pendant 5 minutes (1/5) puis la faire reposer
pendant au moins deux heures, mais pas plus que 24 heures.
IV.1.9 : Taux de décomposition
Un échantillon d'environ 50 g de matières en
décomposition a été prélevé sur les trois
dernières semaines dans chaque traitement. Le prélèvement
est fait après un mélange homogène du tas. À l'aide
d'un tamis (< 2 mm) on recueille la fraction fine (Mf) de moins de 2 mm de
diamètre, et la fraction grossière (Mg). Ensuite, peser les
fractions fines (Mf) par une balance électronique pour déterminer
les masses respectives.
Td (%) = (Mf/50) ×100 [1] Td
= taux de décomposition ; Mf = masse fine ;
Mg = masse grossière.
IV.1.10 : Analyses chimiques des nutriments
L'azote total du compost a été
quantifié selon la méthode Bremner et al., (1982) sur le
compost fin.
Le carbone organique a été
déterminé selon la méthode de walkey-Black (1934)
réalisée par oxydation par un mélange de dichromate de
potassium et d'acide sulfurique concentré.
IV.1.11 : Matière organique et rapport C/N
La matière organique a été
déterminée selon la méthode de Demolon et Leroux (1933).
Il consiste à déterminer le taux de carbone organique et à
le multiplier par 1,724.
Une fois les taux de carbone et d'azote sont
déterminés on peut déduire le rapport C/N. IV.1.12
: Dosage des ETM dans les échantillons du compost et le sol
Les analyseurs de métaux NITON sont des
spectromètres de fluorescence X portables (Potts et al., 2004).
C'est une méthode d'analyse utilisée pour la détection et
la quantification des éléments présents dans des
échantillons liquides, solides ou en poudre. Elle permet de doser tous
les éléments dont le numéro atomique « Z » est
supérieur ou égal à 13.
IV.1.13 : Caractérisation de la faune et des
microorganismes
IV.1.13.1 : Comptage de la population macrofaune
Les tas ont été fouillés pour identifier
d'éventuelle macrofaune.
IV.1.13.2 : Dénombrement des microorganismes
a) Détermination du potentiel
mycorhizien
La détermination des spores a été faite
après le compostage et a été réalisée en
deux étapes principales : l'extraction et le comptage direct (Voir
annexe 1).
b) Dénombrement bactérien
Le dénombrement de la microflore a été
déterminé sur le milieu NB (Nutrient Broth) et celle solubilisant
le phosphate a été faite sur le milieu PVK liquide (Pikovskaia)
(Voir annexe 2). Après, 3 jours (NB) et 7 jours (PVK) d'incubation, le
nombre de bactéries solubilisatrices de phosphate a été
déterminé grâce au lecteur de microplaque.
Les résultats des lectures en microplaques sont
traités par un programme statistique déterminant le Nombre le
Plus probable (NPP) de bactéries présentes dans
l'échantillon, basé sur la méthode de McCrady (Hugues et
Plantat 1983) qui considère que les puits positifs obtenus avec la
dilution la plus faible correspondent au développement d'une seule
unité bactérienne et nous permet d'obtenir le nombre de
bactéries g/compost sec.
IV-2 : TEST AGRONOMIQUE
Le compost a été testé sur place, juste
après le compostage en utilisant le même dispositif (bloc complet
randomisé) du compostage, 4 traitements avec 3 répétitions
(Figure 12). Après le labour de l'intérieur des micro-parcelles
le compost a été appliqué en fumure, avant le semi du riz
dans un piquetage de 1m2 soit 20 × 20 cm entre les poquets. La
variété du riz FAFA (IDSA10) a été
démarrée après 21 jours de semis à raison d'un
plant par poquet espacé de 20 cm dans les micro-parcelles faites
à cet effet. Une lame d'eau de 80 litres d'eau par semaine a
été maintenue constamment après le démarrage
jusqu'à la maturité du riz. Le désherbage s'est fait
manuellement de façon hebdomadaire à l'intérieur de chaque
tas.
Figure 12 : a) Dispositif ; b) Piquetage de 1
m2
37
38
IV.2.1 : Collecte des données agronomiques
Les données de riz collectées concernent le
nombre de talles, le nombre de panicules, la hauteur du riz au m2,
la durée de la floraison, les rendements en grain et paille l'indice de
récolte.
V' Le nombre de talles
À 21 jours après semis (JAS) et à 45 JAS,
le nombre de talles (TAL) de riz a été compté par poquet
dans un cadran de 1m2 par traitement.
V' 50% de floraison
La date de 50% de floraison dans chaque traitement a
été notée pour la détermination du cycle
physiologique.
V' Le nombre de panicules par m2
Dans un cadran de 1 m2, nous avons compté le
nombre de panicules portées par les plantes qui s'y trouvent.
V' Hauteur du riz
La hauteur (H) des plants de riz a été
mesurée hebdomadairement de la surface du sol à
l'extrémité de la talle le plus haute (l'extrémité
étant souvent assimilé au bout de la plus longue feuille de la
talle) à l'aide d'un décamètre, en allant de la base
jusqu'à la feuille paniculaire.
V' Poids au champ des grains et des
pailles
Pour éviter tout désagrément dû
à des pertes, nous avons, au champ à l'aide d'une balance de la
ménagère pesé la récolte en grains et en pailles
pour chaque traitement.
V' Rendement des pailles
(RDP)
Le riz a été récolté par tas
à maturité. Après battage et séchage, la paille a
été pesée tandis que les grains de riz ont
été vannés puis pesés. Le taux d'humidité
des grains de riz a été déterminé après
séchage à l'étuve à 70°C pendant 24 heures et
le rendement en grains a été calculé pour une
humidité standard fixée à 14 p.c. Les rendements en grains
(RDG) et en paille (RDP), la matière sèche totale (MST), ont
été calculés selon les formules ci-dessous : avec
RDG = rendement en grain, MST = matière sèche
totale :
MST (t ha-1) = RDG + RDP, [2] avec
RDP = rendement en paille ;
[4]
avec H : humidité ;
H (p.c.) = (Minitial- Mfinal/Minitial) X100 ;
[5] avec M = masse de la quantité de riz
prélevée par tas.
;
RDG (t ha-1) = (Poids sec en grain
(kg)/1(m2)) X (10000/1000) X ((100-H)/86) ; [3] RDP (t
ha-1) = (poids sec en paille (kg)/1(m2)) X (10000/1000)
39
? Indice de récolte (IR)
L'indice de récolte a été déduit du
ratio du rendement grain et de la matière sèche totale
IR (%) = [RDG / (RDG + RDP)] ×100 [6]
IV.2.1 : TRAITEMENT STATISTIQUE
Les données obtenues ont été saisies avec
le logiciel Excel. Les données de la hauteur (H), du nombre de talles
(TAL) et de panicules (P) ont été soumises à l'analyse de
variances (ANOVA) au seuil á = 0,05 à l'aide du logiciel SAS
version V 9 pour tester l'effet des traitements appliqués sur le
développement végétatif des plants de riz. La
classification des valeurs moyennes par la méthode de Newman et Keuls a
permis d'identifier les traitements pour lesquels les niveaux de
développement végétatif sont significativement
différents.
Les données des rendements en grain (RDG), en paille
(RDP) et matière sèche totale (MST), les indices de
récolte (IR) ont également été soumises à
l'ANOVA pour tester l'effet traitement. La classification des valeurs moyennes
par la méthode de Newman et Keuls a permis d'identifier les traitements
pour lesquels les performances agronomiques sont significativement
différentes.
CONCLUSION PARTIELLE
Ce chapitre a rendu compte de l'ensemble des méthodes
utilisées aussi bien sur le terrain qu'en laboratoire. Il s'est agi des
méthodes classiques universellement reconnues par la communauté
scientifique internationale. Les différents résultats obtenus ont
été analysés statistiquement à l'aide du logiciel
statistique SAS et test de Pearson, puis discutés dans la partie
suivante.
TROISIÈME PARTIE : RÉSULTATS ET
DISCUSSION
y' CHAPITRE V : RÉSULTATS
40
y' CHAPITRE VI : DISCUSSION
41
CHAPITRE V : RÉSULTATS
Les différentes observations, les données
prélevées et les analyses physico-chimiques effectuées ont
permis d'obtenir les résultats qui font l'objet de cette partie. Il
s'agit des Paramètres du compost obtenu, de la mesure des
paramètres agro-morphologiques et de rendement du riz qui pousse sur
terre amendée par les différents traitements.
V.1 : Caractéristique chimique du phosphate naturel,
du sol et de la paille
Le tableau VIII présente des concentrations en nutritifs
dans le sol du site d'étude, la paille du
riz et le phosphate naturel.
Les caractéristiques chimiques du phosphate naturel et
de la paille montrent leur richesse en P, K, Ca qui sont respectivement de
129,43 g/kg ; 2,587g/kg et 56,85g/kg dans le phosphate naturel contre 8,56 g/kg
; 35,61g/kg et 9,517 g/kg dans la paille.
Tableau VIII : Caractéristiques chimiques
du phosphate naturel, du sol et de la paille
Éléments nutritifs
|
Sol
|
Paille
|
phosphate
|
P (g/kg)
|
1,7
|
8,56
|
129,43
|
K (g/kg)
|
1,67
|
35,61
|
2,587
|
Ca (g/kg)
|
2,42
|
9,517
|
56,85
|
Pb (g/kg)
|
0,012
|
nd*
|
0,025
|
Zn (g/kg)
|
0.015
|
0,121
|
0,627
|
Cd (g/kg)
|
nd*
|
nd*
|
nd*
|
*nd= non-détectable
V.2 : Évolution de la température
L'étude de l'évolution de la température
au cours du processus du compostage montre que l'apport de P a induit une
hausse de température par rapport au témoin (T0) durant la 3e
semaine (21 jours) à la 7e semaine (43 jours) : le traitement
témoin est plus froid avec une hausse graduelle parallèle aux
doses croissantes de P (Figure 13).
La température du compost au départ (la phase
mésophile) est très faible de 33°C à 34°C dans
tous les traitements durant 7 à 14 jours (Figure 13).
Elle augmente progressivement pendant les quatre
premières semaines (7 à 28 jours) pour atteindre un maximum de
l'ordre de 35°C à 36°C (la phase thermophile) respectivement
pour T0 et T3. Suivie d'une période de ralentissement de
l'activité microfaune (la phase de refroidissement), pendant laquelle la
température diminue graduellement jusqu'à 34°C, (Figure
13).
La phase de maturation pendant laquelle la température
du compost suit la température ambiante advient aux alentours de 56
à 62 jours pour atteindre une température de 33°C (Figure
13).
Température (°C)
37
36
35
34
33
32
31
30
42
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9
Durée (Semaines)
T0 T1 T2 T3
Figure 13 : Évolution de la
température au cours du compostage (S1 à S9)
V.3 : Évolution du pH
La moyenne de pH des différents traitements va de la
neutralité à l'acidité (Figure 14). Ces valeurs varient
légèrement tout le long du processus jusqu'à la
maturité du compost avec un pH de 5 pour les traitements T2 et T3
(Figure 14). Pour le traitement T1 est 6 et pour le traitement témoin T0
est 7 (Figure 14). Contrairement à la température, le pH
décroît parallèlement aux doses croissantes de P (Figure
14).
S7 S8 S9
Durée (Semaines)
T0 T1 T2 T3
Figure 14 : Évolution du pH durant les
dernières semaines (S7 à S9) du compostage
V.4 : Evolution du carbone totale (C%)
La teneur en C% se stabilise en T3 (2,23 %) à partir du
56 jours (8ème semaine), par rapport au témoin T0
(1,86 %) qui a tendance à baisser (Figure 15). Par contre sous les
traitements T1 et T2, on assiste une hausse de C qui passe respectivement de
3,02 à 3,06 % et de 2,19 à 2,35 % (Figure 15).
C(%)
4
3
2
1
43
S7 S8 S9
Durée (Semaines)
T0 T1 T2 T3
Figure 15 : Évolution du C (%) durant les
dernières semaines (S7 à S9) du compostage V.5 :
Évolution de l'azote total
La teneur en azote total se stabilise sous les traitements T1
et T2, respectivement 0,15 % et 0,12% à partir du 56 jour
(8ème semaines), par rapport au témoin T0 qui baisse
à 0,1 % (Figure 16). Pour le traitement T3, on assiste à une
hausse de C (0,12 %) à partir du 56 jour (Figure16).
S7 S8 S9
Durée (Semaines)
T0 T1 T2 T3
N(%)
0,15
0,05
0,2
0,1
Figure 16 : Évolution du pourcentage
d'azote (% N) durant les dernières semaines (S7 à S9) du
compostage
V.6 : Rapport carbone sur azote (C/N)
Le rapport C/N varie au cours du processus de compostage en
fonction des traitements (Figure 17). Le rapport C/N se stabilise sous les
traitements témoin T0 et T1, respectivement (18,41 à 18,95) et
(19,54 à 19,76) à partir de 56 jours, il y'a une tendance
à la baisse dans le traitement T3 (23,57 à 19,3) ou à la
hausse dans le traitement T2 (17,80 à 19,23) (Figure17).
C/N
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
44
S7 S8 S9
Durée (Semaines)
T0 T1 T2 T3
Figure 17 : Évolution du C/N durant les
dernières semaines (S7 à S9) du compostage
V.7 : Potentiel Hydrogène en fonction du rapport
Carbone sur azote (C/N) au traitement témoin (T0)
La courbe du pH (7) en fonction du C/N (18) au traitement
témoin T0, montre que les deux valeurs se stabilisent au cours des
processus du compostage de la 7ième à la
9ième semaines (Figure 19).
32
Rapport de Carbone et Azote
16
8
4
2
1
8
1
T0 T0 T0
S7 S8 S9
Durée (Semaines)
pH C/N
4
pH
2
Figure 19 : Evolution du pH et le C/N dans le
traitement (T0) durant les dernières semaines (S7 à S9) du
compostage
45
V.8 : Evolution du pH et du C/N en fonction de traitement
témoin (T1)
De même que le traitement témoin T0, les deux
valeurs (pH et du C/N) se stabilisent sous le traitement T1, respectivement 6
et 20 à partir de la 7ième à la
9ième semaines (Figures 20).
|
8
|
|
32
|
Rapport de Carbone et Azote
|
pH
|
4
2
1
|
|
16 8 4 2
1
|
|
T1 T1 T1
S7 S8 S9
|
Durée (Semaines)
pH C/N
Figure 18 : Evolution du pH et le C/N dans le
traitement (T1) durant les dernières semaines
(50 à 62 jours) du compostage
V.9 : Evolution du pH et du C/N en fonction de traitement
témoin (T2)
Contrairement aux traitements T0 et T1, les deux valeurs (pH et
du C/N) sont inversement proportionnelles sous le traitement T2, respectivement
(6 à 5) et (18 à 19) à partir de la
7ième à la 9ième semaines (Figures
21).
|
8
|
|
|
|
32
|
|
|
|
|
|
Rapport de Carbone et Azote
|
pH
|
4
2
1
|
|
|
|
16 8 4 2
1
|
|
|
T2 T2 T2
S7 S8 S9
Durée (Semaines)
pH C/N
|
|
|
|
|
|
|
|
Figure 19 : Evolution du pH et le C/N dans le
traitement (T2) durant les dernières semaines (50 à 62 jours) du
compostage
V.10 : Evolution du pH et du C/N en fonction de traitement
témoin (T3)
De même que le traitement témoin T2, les deux
valeurs (pH et du C/N), ne sont stable sous le traitement T3, respectivement
(5) et (24 à 19) à partir de la 7ième à
la 9ième semaines (Figures 22).
|
8 4 2 1
|
|
|
|
32 16 8 4 2
1
|
|
pH
|
|
|
|
Rapport de Carbone et Azote
|
|
|
T3 T3 T3
S7 S8 S9
|
|
|
|
|
Durée (Semaines)
pH C/N
|
|
|
Figure 20 : Evolution du pH et le C/N dans le
traitement (T3) durant les dernières semaines (50
à 62 jours) du compostage
Globalement, on retient que l'évolution du pH et du C/N
n'a été stable que sous les traitements
T0 et T1 à partir de la 7ième à
la 9ième semaines.
V.11 : Évolution de la matière organique
La teneur en M.O se stabilise sous les traitements T0 et T1,
respectivement 3 % et 5 % à partir 56 à 62 jour (Figure 23). Par
contre la teneur en M.O se stabilise sous les traitements T2 et T3,
respectivement 4 % à partir de la 7ième à la
9ième semaines (Figure 23).
46
S7 S8 S9
Durée (Semaines)
T0 T1 T2 T3
Figure 21: Évolution de la MO dans le
traitement (T3) durant les dernières semaines (50 à 62 jours) du
compostage
47
V.13 : Qualité du compost obtenu
Ce compostage a duré au total 62 jours, soit 2 mois et
2 jours avec 20 litres d'eau par tas (soit 240 litres d'eau apportée)
(voir annexe 3). Il sent bon avec une couleur un peu foncée, sa
température est similaire d'une température ambiante.
Le compost est riche en éléments nutritifs et
pauvre en éléments lourds (Tableau IX).
Le compost ainsi obtenu est très riche en nutriments
primaires (NPK) et en minéraux secondaires (Ca, Pb, Zn). La teneur en P
est plus élevée dans les traitements T3 (91,39 gkg-1)
et T1 (57,61 gkg-1) contre 1,52 gkg-1 pour le traitement
témoin (T0). Le carbone est plus abondant dans les traitements T1 (30,2
gkg-1) que les autres T2, T3 et le témoin à
enregistrer la plus faible valeur 18,6 g/kg. À cela s'ajoute des
métaux lourds notamment le plomb (Pb), zinc (Zn) et le cadmium (Cd) dont
les valeurs sont très largement en dessous de la norme ISO (Zn= 79 mg/kg
Cd= 0,1mg/kg et Pb= 17mg/kg).
Tableau IX : Caractéristiques
chimiques du compost
Trait
|
T0
|
T1
|
T2
|
T3
|
C (g/kg)
|
18,6
|
30,2
|
23,5
|
22,2
|
N (g/kg)
|
1
|
1,52
|
1,2
|
1,2
|
P (g/kg)
|
1,52
|
57,61
|
63,67
|
91,39
|
K (g/kg)
|
2,315
|
1,286
|
1,614
|
1,34
|
Ca (g/kg)
|
2,112
|
136,214
|
152,798
|
215,875
|
Pb (mg/kg)
|
0.86
|
0.92
|
0.69
|
0.56
|
Zn (mg/kg)
|
0.12
|
0.32
|
0.39
|
0.22
|
Cd (mg/kg)
|
nd*
|
nd*
|
nd*
|
nd*
|
*nd= non-détectable
V.14 : Rendement de compost
Le rendement augmente en fonction des doses croissantes de P
dans les traitements. On note une différence significative p (<0,05)
entre les rendements lorsque la teneur en phosphate est élevé
dans le traitement (Tableau X).
Tableau X : Masse de compost obtenue par
traitements appliqués
Traitements Comparaison moyenne Pr
T0 #177; 1,3 b Pr < 0,05
T1 #177; 0,3 b
T2 #177; 1,4 ab
T3 #177; 1,8 a
Le taux de la décomposition augmente progressivement au
cours des processus du compostage. Les traitements ont un rendement proche de
90% à la fin du processus (Figure 24). Les traitements T1 et T0 se
distinguent du traitements, T2 et T3 avec les plus forts rendements durant le
processus (Figure 24). C'est à la 56 jours (8ème
semaines) que T3 et T2 induisent une plus grande vitesse de transformation de
la paille brute pour atteindre le ratio sous les traitements T1 et T0 à
partir du 62 jour (Figure 24).
|
120
100
|
|
|
|
RDC (%)
|
80 60 40 20
0
|
48
S7 S8 S9
Durée (Semaines)
T0 T1 T2 T3
Figure 22 : Évolution des taux de
décomposition durant les dernières semaines (50 à 62
jour)
du compostage
V.15 : Évolution du macrofaune
Trois principaux groupes de macrofaune ont été
dénombrés au cours des stades de compostage : les Vers de terre
épigés, Mille-pattes (diplopodes), et vers blanc (larve des
hannetons).
Le tableau XI montre une faible population de macrofaune au
cours du compostage. Le traitement T1 se distingue des autres (T2 et T0, T3)
avec un nombre élevé de population macrofaune durant le
processus. L'absence d'activité macrofaune est perçue sous le
traitement T3, au cours du processus de compostage (Tableau XI).
49
Tableau XI : Population macrofaune pendant le
compostage (nombre de macrofaunes/m2)
Microfaune
|
Trait
|
S1
|
S2
|
S3
|
S4
|
S5
|
S6
|
S7
|
S8
|
S9
|
Vers de
|
T0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
terre épigés
|
T1
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
T2
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
T3
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
Mille-
|
T0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
pattes
|
T1
|
0
|
3
|
2
|
0
|
2
|
1
|
0
|
0
|
0
|
|
T2
|
0
|
1
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
T3
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
Vers blanc
|
T0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
|
T1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
T2
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
T3
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
V.16 : Potentiel mycorhizien
Trois types de spores ont été distingués
dans notre compost, il s'agit des couleurs marron (Type 1), noir (type 2) et
beige (Type 3) (Figure 25).
Figure 23 : Diversité spirale durant les
dernières semaines (S7 à S9) du compostage (1. type 1 (marron);
2. type 2 (noir); 3. type 3 (beige)).
50
Le tableau XII montre un faible nombre de spores sous les
traitements (T0, T1, T2, T3) à partir de la 7ième
à la 9ième semaines. La valeur plus
élevée est observée sous les traitements témoin T0
et T1, respectivement (2 spores/g compost) à partir du 62 jours
(9ème semaines) (Tableau XII). Les traitements T2 et T3 ont
un nombre faible de 1 spores/ g compost à partir du 62 jour (tableau
XII).
Tableau XII : Potentiel mycorhizien durant les
dernières semaines (50 à 62 jours) du compostage (nombre de
spores/g compost)
SPORES
|
Trait
|
S7
|
S8
|
S9
|
Marron
|
T0
|
1
|
1
|
3
|
|
T1
|
0
|
1
|
3
|
|
T2
|
0
|
1
|
2
|
|
T3
|
0
|
1
|
2
|
Noir
|
T0
|
0
|
1
|
1
|
|
T1
|
0
|
1
|
1
|
|
T2
|
0
|
1
|
1
|
|
T3
|
0
|
0
|
1
|
Beige
|
T0
|
0
|
0
|
1
|
|
T1
|
0
|
0
|
1
|
|
T2
|
0
|
0
|
0
|
|
T3
|
0
|
0
|
0
|
TOTAL
|
T0
|
0
|
1
|
2
|
|
T1
|
0
|
1
|
2
|
|
T2
|
0
|
1
|
1
|
|
T3
|
0
|
0
|
1
|
V.17 : Dénombrement de la microfaune totale (MT) et
solubilisatrices de phosphate (MST)
Le tableau XIII montre un nombre important de la microfaune
totale (MT) et solubilisatrices de phosphate (MST) sous les traitements (T0,
T1, T2, T3) à partir de 62 jours (9ème semaines).
La
9
valeur plus élevé est observé sous le
traitement T1, de MT (19 206 000.10 bactéries/g compost sec) et de MST
(396.105 bactéries/g compost sec) à partir de 62 jours
(Tableau XIII). On note
9
un nombre faible de MT sous le traitement T3 (46,54.10
bactéries/g compost sec) et MST sous
9
le traitement témoin T0 (0,0181.10 bactéries/g
compost sec) à partir de 62 jours (Tableau XIII).
Tableau XIII : Dénombrement de MT et MST
(nombre de bactéries/g compost)
Traitements T0 T1 T2 T3
9 9 9 9
MT 217 200.10 19 206 000.10 2 607 500.10 46,54.10
9 9 9 9
MST 0,0181.10 0,0396.10 0,02235.10 0,02685.10
V.18 : Étude des paramètres agronomiques et
morphologiques du riz
Au cours de notre expérimentation, nous avons mené
à la fin du compostage, un test agronomique, avec des grains de riz, qui
a duré 04 mois (Voir annexe 4). Cet
essai est mené pour tester la qualité du compost obtenu.
Ces paramètres sont le taux de germination, la hauteur des
plants, le nombre de talles, le nombre de panicules et la durée du cycle
physiologique.
V.19 : Test de germination
Après six jours, nous avons observé un taux de
germination supérieur à 80 % sous les traitements, avec le plus
fort taux sous le traitement T1 (97 %), suivi des traitements, témoin T0
(89 %), T2 (83 %) et T3 (83 %) (Figure 26).
97
89
83 83
120 100 80 60 40 20 0
51
T0 T1 T2 T3
%germination
Figure 24 : Évolution du taux de
germination (%) sous les traitements.
Le tableau XV montre la variation des valeurs moyennes de la
hauteur, du nombre de talles et
du nombre d'épis des plants au tallage, à
l'épiaison et à maturité.
Les valeurs moyennes du nombre de panicules et de hauteurs des
plants par mètre carré dans chacun des traitements
étudiés. Il y'a eu un effet hautement significatif
(P<0,001) des traitements sur ces paramètres. Les plus
grandes valeurs sont observées sous les traitements T3
52
et T2 durant les stades tallage, épiaison et sous le
traitement T1 au stade maturité par rapport au témoin T0. Les
valeurs ont varié de 89 - 96 cm hauteurs avec nombre talles 3 à 4
au stade du tallage, sous le stade d'épiaison 113 - 118 cm de hauteur
avec nombre talle 3 à 4, sous le stade maturité 120 - 130 cm de
hauteur et nombre de talles compris entre 3 à 5.
Tableau XIV : Variation moyenne de la hauteur et
du nombre de talles en fonction des stades
physiologiques.
STADE TALLAGE / m2
Traitement
|
Variable
|
Min
|
Moy
|
Max
|
T0
|
Hauteur (cm)
|
14
|
48
|
89
|
|
Nombre de talle
|
1
|
1
|
3
|
T1
|
Hauteur (cm)
|
13
|
45
|
93
|
|
Nombre de talle
|
2
|
2
|
4
|
T2
|
Hauteur (cm)
|
11
|
42
|
96
|
|
Nombre de talle
|
2
|
2
|
3
|
T3
|
Hauteur (cm)
|
9
|
42
|
95
|
|
Nombre de talle
|
2
|
2
|
4
|
|
STADE EPIAISON / m2
|
|
|
T0
|
Hauteur (cm)
|
22
|
84
|
117
|
|
Nombre de talle
|
1
|
2
|
3
|
T1
|
Hauteur (cm)
|
21
|
77
|
115
|
|
Nombre de talle
|
2
|
2
|
4
|
T2
|
Hauteur (cm)
|
17
|
77
|
113
|
|
Nombre de talle
|
2
|
2
|
4
|
T3
|
Hauteur (cm)
|
14
|
75
|
118
|
|
Nombre de talle
|
2
|
3
|
4
|
|
STADE MATURITE / m2
|
|
|
T0
|
Hauteur (cm)
|
31
|
96
|
122
|
|
Nombre de talle
|
1
|
2
|
3
|
T1
|
Hauteur (cm)
|
28
|
89
|
130
|
|
Nombre de talle
|
2
|
3
|
4
|
T2
|
Hauteur (cm)
|
23
|
91
|
120
|
|
Nombre de talle
|
2
|
3
|
4
|
T3
|
Hauteur (cm)
|
21
|
85
|
124
|
|
Nombre de talle
|
2
|
3
|
5
|
53
V.20 : Hauteur moyenne des plantes
La figure 27 présente les valeurs moyennes de la hauteur
des plants en fonction des traitements.
Ce résultat est hautement significatif avec une valeur de
la Probabilité de Fisher qui est (Pr>F = 0,001). Sans aucune
différence significative entre les valeurs moyennes de la hauteur des
plants en fonction des traitements (Figure 27).
Pr>F = 0,001
T0 T1 T2 T3
Moy-Hauteur
Hauteur des plants (cm)
40
80
70
60
50
30
20
10
0
60 59 58
65
Figure 25 :Hauteur moyenne du riz pour chacun
des traitements
V.21 : Durée du cycle physiologique
La figure 28 montre une variation de 64 à 67 jours de la
durée du cycle physiologique sous les traitements. Selon le test de
probabilité de Fisher, ce résultat est hautement significatif qui
est de (Pr>F = 0,001).
66
65
T0 T1 T2 T3
50% de floraison
Durée du cycle physiologie (jours)
64
Pr>F = 0,001
68
67
66
65
64
63
62
67
Figure 26 : Valeur moyenne de la durée du
cycle en fonction des Traitements
54
V.22 : Étude des paramètres de rendement
Les rendements concernes sont les grains, la paille de riz ainsi
que la matière sèche totale et l'indice de récolte. Les
valeurs moyennes du rendement en grain (RDG) en fonction des traitements sont
présentées à la figure 29.
Il n'y a aucune différence significative entre les
traitements et n'y a aucun effet significatif du traitement de compost (Pr>F
= 0,86). Cependant, les rendements ont varié de 1,90 tha-1
(T0) à 1,18 tha-1 (T1) (Figure 29).
Pr>F = 0, 86
T0 T3 T2 T1
MOY-RDG
Rendement en grains (tha-1)
0,50
0,00
2,50
2,00
1,50
1,00
a
a
a
a
Figure 27 : Rendement moyen grain par traitement
(Pr>F = 0, 86) (les moyennes suivies par les mêmes lettres, ne sont
pas statistiquement différentes au seuil de á= 0, 05).
La figure 30 présente les valeurs moyennes du rendement en
paille (RDP) en fonction des traitements.
Le résultat n'est pas significatif (Pr>F = 0,36). Selon
le test de Newman et Keuls au seuil de 0,05, il n'y a aucune différence
significative entre les traitements. Les valeurs varient de 8,18
th-1 (T3) à 5,65 th-1 (T1) (Figure 30).
Pr>F = 0, 36
T3 T0 T2 T1
Moy-RDP
Rendement en paille (tha-1)
10
4
8
6
0
2
a a
a
a
55
56
Figure 28 : Présente les valeurs moyennes
du rendement en paille (RDP) en fonction des traitements pour Pr>F = 0, 36
(les moyennes suivies par les mêmes lettres, ne sont pas statistiquement
différentes au seuil de á= 0, 05). Les valeurs moyennes de la
matière sèche totale (MST) sont présentées sur la
figure 31.
Aucune différence significative n'a été
observée entre les traitements, la probabilité de Fisher est
supérieure à Pr < 0,05 (Pr>F = 0,56), (Figure 31).
Pr>F = 0,56
T3 T0 T2 T1
Moy-MST
12
10
8
6
4
2
Matière sèche totale (tha-1)
0
Figure 29 : Valeur moyenne de la matière
sèche totale (MST) en fonction des traitements pour Pr>F = 0, 56 (les
moyennes suivies par les mêmes lettres, ne sont pas statistiquement
différentes au seuil de á= 0, 05)
L'analyse de l'indice de récolte ne montre aucun effet
significatif (Pr>F = 0,75). Les valeurs
varient de 21,32% à 14,09% sous les différents
traitements. La valeur la plus élevée 21,32% est observée
par T0 et la plus faible sous le traitement T1 (14,09%) (Figure 39).
Pr>F = 0,75
T0 T2 T3 T1
Moy-IR
Indice de récolte (%)
25,00
20,00
15,00
10,00
5,00
0,00
a
a a
a
Figure 30 : Valeur moyenne de l'indice de
récolte (IR) en fonction des traitements pour Pr>F= 0, 75 (les
moyennes suivies par les mêmes lettres, ne sont pas statistiquement
différentes au seuil de á = 0,05).
CONCLUSION PARTIELLE
De façon générale, les résultats
nous ont montré une plus grande disponibilité de microorganisme
dans le compost selon les doses de P apportées. La
caractérisation chimique du compost a montré une teneur
très élevée en phosphore par rapport aux autres
éléments (N et K). Les teneurs en NPK plus intéressantes
aux doses de P apportées que le témoin et une faible teneur en
ETM (Pb, Zn, Cd). Ce compost obtenu respecte les normes autorisées pour
la culture du riz. De plus, le processus de compostage a duré au total
62 jours (9ème semaines). Le rendement en matière fine
est plus important dans tous les traitements.
La mesure des différents paramètres (compost,
agronomiques) nous a permis d'évaluer le pouvoir stimulant des
différents phospho-compost comparativement à celui du
témoin. Les résultats obtenus ne sont pas tous statistiquement
significatifs. Selon qu'il s'agisse des paramètres agro-morphologiques
ou de rendement, les doses croissantes de P ont enregistré par endroits
des effets plus ou moins semblables à celui du témoin. À
titre comparatif entre traitements, précisément au niveau des
rendements, le témoin a affiché la meilleure performance au
regard des doses croissantes de P qui a atteint la barre des 1,90 t
ha-1 au niveau du rendement en grain (RDG). Au niveau du rendement
en paille (RDP) le traitement T3 a affiché la meilleure performance au
regard du témoin qui a atteint la barre des 8,18 t ha-1. Les
résultats obtenus feront l'objet de discussion, d'où
l'intérêt du chapitre suivant.
57
CHAPITRE VI : DISCUSSION
L'objet de ce chapitre a été d'analyser les
résultats obtenus, de les comparer et les discuter avec des travaux
conduits antérieurement par d'autres chercheurs. En effet, cette
comparaison nous permit de mieux comprendre les différents
résultats obtenus afin de faire ressortir des interprétations
pertinentes.
VI.1 : Impact des caractéristiques du compost sur
la qualité
L'étude de l'évolution de la température
au cours du processus du compostage nous a montré que la
température de départ (la phase mésophile) qui
était très faible et s'est augmenté à partir de 14
jours pour atteindre 34°C. Cette élévation de la
température a été également constatée lors
des études menées par Attrassi et al., (2005), la
température du compost a augmenté progressivement pendant les 15
premiers jours pour atteindre un maximum de l'ordre de 70°C. Misra et
al., (2005) ont montré que la température idéale pour
la phase initiale de compostage est comprise entre 20 à 45°C, comme
constatés dans notre expérience.
La phase thermophile qui a duré 07 jours pendant
lesquels les températures ont augmenté jusqu'à 35°C
et 36°C respectivement pour T1 et T2 n'ont pas permis une
hygiénisation du milieu due aux conditions défavorables de
dégradation de la matière et la hausse de la température,
comme l'on indiquer Jimenez et Garcia (1989). La gamme de température
optimale pour les microorganismes des thermophiles se situe autour de
45-70°C (Berthe, 2007). En effet, durant les semaines suivantes, on a
remarqué une diminution de la température qui passe de 36°C
à moins 33°C.
La phase de dégradation (phase mésophile et
thermophile) est suivie par une période de ralentissement de
l'activité (la phase de refroidissement), pendant laquelle la
température diminue graduellement de jusqu'à 34°C, soit 36
à 62 jours.
La phase de maturation pendant laquelle la température
du compost suit la température ambiante qui est étendue aux
alentours de la 56 et 62 jours pour atteindre une température de
33°C.
Il ressort de ces analyses que la phase thermophile n'a pas
été très active. D'où la faible tendance
quadratique des courbes thermiques. Cela aurait pour conséquence une
réduction de la digestion de la matière probablement organique
due à une faible présence de bactéries thermophiles (ITAB,
2001).
Cependant, on a observé une faible acidité du
compost selon les doses de P alors que le traitement témoin a
affiché la valeur de pH (6,50) la plus élevée. Le
résultat indique que le compost de la paille du riz peut être
utilisé pour tamponner les sols acides. En effet, les radicaux
58
organiques (RCOO--) issus de la
décomposition peuvent jouer ce rôle alors qu'ils seraient
neutralisés par les cations (Ca2+, K+,
Mg2+) contenus dans le phosphate naturel couplé à la
formation d'acides phosphoriques (H3PO4). On est tenté de croire en
l'existence d'une phase acidogène autour de 50 à 62 jours avec
décomposition de matériels organiques complexes. Dans cette
logique, une phase alcaline serait attendue à la suite pour avoir :
hydrolyse bactérienne de l'azote avec production d'ammoniac (NH3)
associée à la dégradation de protéines et à
la décomposition d'acides organiques (Haug, 1993 ; Mustin, 1987). Ainsi,
selon Damien (2004), le pH optimal pour le compostage se situe donc vers la
neutralité en fonction de la nature du substrat et de la condition
optimale de vie des microorganismes. Cette assertion a sous-entendu que la
phase de maturation du compost de paille de riz devrait être plus longue
pour une meilleure fourniture en nutriments.
En effet, Franco (2003), affirmait qu'après 7 mois de
compostage il y a diminution du rapport C/N avec une valeur égale
à 14 à la fin du compostage. Ce qui diffère de nos travaux
qui ont montrent des valeurs élevées du rapport C/N sous les
traitements, de T0 (18,95) et T1 (19,76) à la fin du compostage.
Toutefois, cela correspond à 0,01 % N, 0,9 % P et 0,01
% K soient des proportions négligeables selon les quantités de
compost récoltées (4,13 kg - 11,55 kg). Les fertilisants usuels
étant dans l'ordre de 10 %N, 18 % P et 18 % K ou 15-15-15
respectivement. C'est donc à juste titre que le test agronomique a
révélé de faibles rendements (1,5 tha-1) par
rapport au potentiel de la variété cultivée. Toutefois, ce
rendement est dans l'ordre de grandeur de la moyenne en Côte d'Ivoire
(FAO, 2004) justifiant un bénéfice pour le riziculteur qui
utiliserait du compost de paille du riz. En fait, la paille utilisée
contenait 0,08 % P et 0,35 % K en plus de 1,3 % P et 0,02 % K contenus dans le
PN. On devrait donc obtenir une somme de ces quantités dans les
composts. La présence des micro-organismes utilisant les
éléments minéraux comme source d'énergie et la
complexassions de ces nutriments dans les radicaux organiques ont pu justifier
le gap observé (Foster et coll., 1983).
Le rapport C/N est fréquemment utilisé pour
apprécier la stabilité des matériaux organiques selon
certains auteurs la maturité s'observe pour les valeurs en dessous de
15-25 (Roletto et al. 1985 ; Franco 2003). D'après ce
critère le témoin T0 et T 1 étudié ici pourrait
être considéré comme mur.
De ce fait, on retient que c'est le traitement T1 (0,25 kg P)
qui a induit la maturité du compost de la paille de riz (5,44 kg) pour
un rapport de 0,25 kg P : avec 1,5 kg Paille. En toute logique, on admettra que
la maturité adviendra plus vite pour une teneur en P de plus en plus
faible alors qu'elle reste nécessaire pour l'activation du compostage
par comparaison à T0 (témoin).
59
Le traitement T1 a été caractérisé
par une plus grande population (396.105) de bactéries
solubilisatrices du P par rapport au traitement témoin
(181.105 bactéries/g compost sec).
Hamdali et al., (2008) ont montré un nombre
important des bactéries solubilisatrices du phosphate dans le
compost.
VI.3 : Impact des paramètres agronomique sur le
riz
La croissance végétative dans l'ensemble a
été bonne, cependant, le fort taux de la levée
enregistré pourrait être dû aux composts et la bonne
qualité des semences utilisées. D'autre part, on constate que le
témoin T0 (sans apport) a connu une légère augmentation de
la hauteur des plants par rapport aux autres traitements ayant reçu des
doses croissantes de P. Ceci peut s'expliquer par l'effet d'immaturité
du compost, mais aussi aux doses de compost apportées, comme l'ont
suggéré Compaore et al., (2010) l'effet dépressif
du compost n'est pas seulement lié à l'immaturité du
compost, mais à l'immobilisation de l'azote dû à la
stimulation de l'activité microbienne du sol, forte salinité,
l'excès d'ammoniac, la présence d'acides organiques (Franco,
2003).
Dans l'ensemble, il ressort que l'apport du compost a permis
une bonne stimulation de la croissance végétative. Cependant,
l'importance de cette stimulation de croissance dépend de la dose du
Phosphate naturel apportée dans le compost. Cela suppose aussi que
l'incorporation du PN dans le compostage pourrait avoir un impact important sur
l'effet résiduel comme indiqué Gueye et al., (1986).
Par ailleurs Visker et al., (1995) affirme que
l'utilisation des phosphates naturels réside beaucoup plus dans leur
effet résiduel due à leur faible solubilité.
Les résultats sur les rendements montrent qu'il
n'existe aucune différence significative entre les traitements
(F>0,05). Cependant les rendements élevés en grains (RDG) ont
été obtenus sous le traitement T0 (1,90 t ha-1) sans
apport de phosphore et sous le traitement T3 (1,63 t ha-1) avec
apport de la plus grande dose de phosphore, ce qui corrobore avec les
résultats obtenus par Kitabala et al., 2016 qui ont
montré que l'application du phospho-compost augmente
considérablement la biomasse de la plante et le rendement en graine,
souligne ainsi la capacité des résidus de culture comme
substituts à la fertilisation minérale dans une certaine mesure.
Certes, les rendements en grains sous les traitements sont inférieurs
à ceux de la paille. Le rendement en paille (RDP) sous le traitement T3
(8,18 t ha-1) a affiché la meilleure performance par rapport
au témoin T0 (6,79 t ha-1), pouvant être lié
à la richesse du sol est riche en P, suite à des applications de
compost. Pour Igual et al., (2001) dans les sols acides, les oxydes
libres et les hydroxydes de fer peuvent fixer le phosphate et rend le
fertilisant peu efficace, expliquant le résultant obtenus.
60
CONCLUSION PARTIELLE
L'apport de P a globalement stimulé une plus grande
population bactérienne que dans le traitement témoin (T0). On en
déduit que la teneur en bactéries et en macrofaunes serait
à la base de la maturation rapide du compost en T1 avec une plus forte
teneur en azote. Cela n'a pas pourtant affecté le rendement du riz qui a
affiché une décroissance relative selon la dose croissante de P.
Ce contraste a été également observé pour le
rendement en compost alors que le rendement en paille de riz pourrait
témoigner d'un effet stimulant des doses croissantes de P sur le
développement végétatif du riz.
Les résultats obtenus à travers les essais
agronomiques ont montré que le compost peut être
considéré comme un amendement organique qui permet
d'améliorer les propriétés physiques et chimiques des sols
et par conséquent les rendements des cultures.
61
CONCLUSION GÉNÉRALE ET PERSPECTIVE
Cette étude a permis d'aborder la question liée
à la valorisation des résidus de récoltes (paille
de riz) en mettant en oeuvre les phospho-compost produits avec
les différentes doses de P (T1 :
0,25kg ; T2 : 0,5kg et T3 : 0,75kg).
Les résultats obtenus au cours l'expérimentation
agronomique, indiquent que :
- la combinaison paille de riz +PNT a réduit la
durée du compostage à 50 jours (7ème
semaine) dans le traitement T1 ;
- le compost obtenu est riche en éléments nutritifs
et renferme les organismes (spores,
bactéries, mille-pattes...) ;
- l'apport du compost améliore les paramètres
agronomiques du riz.
- ces résultats permettent de vérifiées nos
différentes l'hypothèse.
Afin de vérifier les résultats acquis,
différentes voies de recherches peuvent être proposées,
notamment :
- Reconduire l'expérimentation pour vérifier
l'arrière effet du compost sur les rendements
du riz ;
- Appliquer ces amendements 3 à 4 semaines avant le semis,
pour que les plantes puissent
beaucoup en bénéficier ;
En tout état de cause, il peut être
recommandé l'application du compost de la paille du riz pour
obtenir au moins les rendements observés actuellement avec
les engrais de synthèse.
62
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Visité le 06 Mai 2019.
xii
ANNEXES
Annexe 1. Détermination du potentiel
mycorhizien
Extraction des spores : Elle a fait appel
à deux techniques : l'une basée sur le tamisage humide et la
décantation des échantillons et l'autre a consisté
à concentrer les spores par une centrifugation dans une solution de
saccharose (Kouassi, 2016).
Tamisage humide et décantation : la
méthode de tamisage humide a été utilisée (Kouassi,
2016). Elle s'effectue directement sur les échantillons de sol
prélevés sur le terrain. Une quantité de 50 g de chaque
échantillon de sol est mise dans 500 ml d'eau de robinet. Le
mélange a été agité pendant 10 min avec une
spatule, puis laissé au repos pendant 1mn. Ensuite, il est passé
à travers une série de tamis de maille 500 um, 100 um et 50 um,
disposés respectivement l'un au-dessus de l'autre dans l'ordre ci-dessus
mentionné. Les suspensions du dernier tamis furent
récupérées avec un peu d'eau distillée à
l'aide d'une pissette et transférées dans des tubes à
centrifuger. Après une première centrifugation à 2000 RPM
(Rotation Par Minute) pendant 5 min, le surnageant et les débris ont
été rejetés et le culot est conservé pour la
récupération des spores.
Récupération des spores : le
culot a été suspendu dans une solution de saccharose à
10%. On procède à une deuxième centrifugation pendant 1
min à 2000 RPM. Les spores sont été contenues dans le
surnageant qui est passé à travers le tamis de 50ìm de
maille et le culot est rejeté. Les spores dans le tamis sont
rincées à l'eau distillée stérile pour
éliminer le saccharose, puis récupérées avec un
liquide physiologique (NaCl à 8 %o), à l'aide de pissette dans
une boîte de Pétri dont le fond est tapissé de papier
filtre (annexe 1).
Annexe 1 : Tamisage humide des sols : a)
Dispositif tamisage, b) Lavage à l'eau de robinet, c)
Récupération des spores
xiii
Annexe 2. Détermination du potentiel
bactérien
Préparation du milieu NB (Nutrient
Broth)
La microflore totale aérobie a été
déterminée sur le milieu NB (8 %o), 8g du milieu NB (Nutrient
Broth) dans 1l d'eau distillée. Le pH est maintenu 7, puis le milieu NB
est stérilisé pendant 15 minutes à 121°C, à
l'autoclave, afin d'éliminer toute trace de contamination.
Isolement des bactéries
Les inocula bactériens ont été obtenus
à partir d'une suspension initiale du compost dans un rapport de 1g de
compost dans 9 ml d'eau physiologique stériles (Nacl 9 %o). Les inocula
sont ensuite agités pendant 1 h en mettant les billes (03 billes)
à l'intérieur des tubes de 15 ml contenant les dilutions D-1. Cet
inoculum constitue la dilution D-1 à partir de laquelle des
dilutions successives 10-2 à 10-6 ont
été réalisées pour ensemencer les microplaques
à l'aide d'une micropipette. Tout ceci se passe sous la hotte et les
tubes de 15 ml sont stérilisés. y' Ensemencement des
microplaques
Chaque microplaque (96 puits) contenant 180 ul du milieu NB a
été ensemencée avec 20 ul de la suspension-dilution
à raison d'une dilution pour une série de 24 puits
(D-1 à D-6), à l'aide d'une micropipette.
Chaque série de dilution a été séparée par
une rangée de puits vides afin d'éviter les contaminations. Les
microplaques ont été ensuite emballées avec du papier
aluminium et incubées à 30°C, à l'étuve
pendant 7 jours. Les résultats des microplaques ont été
donnés par un lecteur microplaque.
Caractérisation et isolation des microorganismes
solubilisatrices de phosphates y' Préparation du milieu
PVK (Pikovskaia)
Milieu PVK liquide contenant 10g de Glucose ;
0,2 g d'Ammonium de Sulfate ; 0,2 g de Chlorure de Potassium ; 0,2 g de
Chlorure de Sodium ; 0,1g de Sulfate de Magnésium ; 0.002 g de Sulfate
de Manganèse ; 0,002 g de Sulfate de Fer heptahydraté ; 5 g
d'extraire de Levure ; 5 g de Tricalcium de Phosphate, en maintenez le pH
à 7 et autoclave à 121°C pendant 15min. y' Isolement
des bactéries
L'isolement des bactéries a fait par
prélèvement de 1g de sol et ajouté dans les tubes à
centrifugeuse contenant 10 ml d'eau physiologique (Nacl %o) stérile et
agité pendant 1h. Cette suspension-dilution constitue la dilution
10-1 à partir de laquelle des dilutions successives ont
été effectuées. Après agitation, 1ml de la dilution
10-1 a été prélevé aseptiquement et mis
dans 9ml d'eau physiologique, stérile donnant ainsi la dilution
10-2 qui a été agitée avant de prélever
1ml que l'on ajoute 9ml d'eau physiologique stérile et ainsi de suite
jusqu'à la dilution 10-6. Ces ensuite à ensemencer le
milieu permettant d'isoler la flore à savoir :
xiv
? Solubilisation des phosphates en milieu
liquide
De même les microplaques contenant 180ul du milieu PVK
liquide ont été ensemencées par 20ul de chaque dilution.
L'incubation est effectuée à 30°C/7jours dès leur
ensemencement.
Annexe 3 : Aspects du compost après 62
jours
xv
Annexe 4 : Essai agronomique du test de
compostage
|