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CIRAD – Gestion des matières organiques ; 23-27 Juin 2008 Déchets et fumiers compostés : indicateurs détat et de prévision de leur dynamique de transformation.

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1 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 Déchets et fumiers compostés : indicateurs détat et de prévision de leur dynamique de transformation Sabine Houot (1), Laurent Thuries (2) (1) UMR INRA AgroParisTech « Environnement et Grandes Cultures », Thiverval-Grignon (2) CIRAD, UR Recyclage et risques, La Réunion

2 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 essai INRA-CREED blocs de 10 parcelles (450 m 2 ) 4 amendements organiques: - fumier - c. ordures ménagères résiduelles (OMG ou OMR) - c. biodéchets (BIO) - c. déchets verts et boue (DVB) - témoin 2 niveaux de fertilisation azotée Succession blé - maïs Épandage tous les 2ans, 4 t C/ha Valeur amendante des apports organiques Mise en évidence de lefficacité différente des produits

3 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 Valeur amendante des composts: augmentation des teneurs en C %DVBFUMBIOOMRT +N20,2*20,0*14,4***11,3-6,4 Evolution des teneurs en C dans les traitements (en % des teneurs initiales) Evolution des teneurs en C (en g C /kg) * p<0,05 ***p<0,001 Augmentation des teneurs en C Augmentation différente en fonction de lapport Lien avec biodégradabilité des composts Besoin dindicateurs

4 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 Outils diagnostic analytiques pour évaluer lefficacité des matières organiques Même teneur en MO: 50% Biodégradabilité résiduelle évaluées au cours d incubations Indicateur normalisé (XPU ) Les analyses classiques sont insuffisantes Exemple: 2 composts 35% 10% Stabilité = contraire de biodégradabilité Valeur amendante des apports organiques

5 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 Quelle fraction K 1 de la matière organique apportée (mo) contribue à l augmentation de la matière organique du sol (MO)? K 1 x moK 2 x MO Matière organique du sol MO mo K 1 x mo K 2 x MO (Modèle Hénin - Dupuis) (1-K 1 ) x mo CO 2 Valeur amendante des apports organiques

6 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 Fractionnement biochimique de la matière organique : - substances solubles (SOL) - hémicellulose (HEM) - cellulose (CEW) - lignines et cutines (LIC) ISB = ( * SOL)-( *HEM)-( *CEW)+( *LIC) proportion de matière organique susceptible d entretenir le stock de matière organique du sol: estimation du coefficient isohumique K1 Outils diagnostic analytiques pour évaluer lefficacité des matières organiques OMG: 33 DVB: 69 Valeur amendante des apports organiques Définition dun Indice de Stabilité Biologique

7 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 Valeur amendante des composts: validation de lISB Total C apporté (tC/ha) Delta C sol (tC/ha) Rdt Humus (tC/tC apporté) ISB moyen OMR DVB BIO Fumier Validation ISB: bon indicateur de lefficacité des composts à augmenter MOS

8 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 Quelle fraction K 1 de la matière organique apportée (mo) contribue à l augmentation de la matière organique du sol (MO)? K 1 x moK 2 x MO Matière organique du sol MO mo K 1 x mo K 2 x MO (Modèle Hénin - Dupuis) (1-K 1 ) x mo CO 2 Valeur amendante des apports organiques

9 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 Calcul annuel bilan humique (Hénin-Dupuis, 1945): avec Marin-Laflèche, 1996) K 1RES = 0,13K 1PRO = ISB Y= 0,8321 x + 1,7151 R 2 =0,899 Evolution C bien simulée Comparaison C calculé - C mesuré % C apporté SimulémesuréISB FUM OMR34 35 DVB BIO Rdt en MO des pro (% du C apporté en 8 ans) Valeur amendante des apports organiques

10 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 MO s = K 1 x mo K 2 Temps (t) MO t = MO s - (MO s -MO i ) exp(-K 2 t) MO t MO i MO s (Modèle Hénin-Dupuis) Valeur amendante des composts: stockage à long terme

11 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 Valeur amendante des composts: stockage à long terme Prédictions à long terme Hénin-Dupuis

12 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 Exemples de calculs de valeur amendante compostâge MOT (%MS) DV3 mois 6 mois BIO3 mois 6 mois OM3 mois 6 mois ISB (%MS) Valeur amendante = ISB*MOT Si Augmentation ISB > diminution MOT, alors valeur amendante augmente (cas des composts d OM qui se stabilisent beaucoup entre 3 et 6 mois) MS (%MB) MOT (%MB) Valeur amendante (kg/t MB) (%MO)

13 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 Compartiments (0-29 cm)Temps moyen de résidence DPM (Decomposable Plant Material)1,2 mois RPM (Resistant plant material)3,3 ans BIO (Microbial Biomass)1,5 an HUM (Humified and protected matter)50 ans IOM (Inert organic carbon)infini Valeur amendante des composts: ROTH C (1/2) (Coleman & Jenkinson, 1999) RPM DPM BIO HUM IOM CO 2 Compost Fonction T°, Teneur en eau, couverture du sol Partition CO 2 /(BIO+HUM) identique pour tous les compartiments, dépend de la teneur en argile

14 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 RPM DPM BIO HUM IOM CO 2 Compost 1. Partitionnement du C des composts en DPM, RPM, HUM Sur la base de lévolution au champ du Stock de C dans lhorizon labouré En comparaison avec le témoin En prenant en compte les restitutions des plantes 2. Simulation de lévolution des stocks de C au fur et à mesure des apports Valeur amendante des composts: ROTH C (2/2)

15 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 Décomposable DPM Récalcitrant RPM OMR FUM DVB BIO Valeur amendante des composts: ROTH C Lignine Récalcitrant Lien entre paramètres et mesures Ajustement des paramètres Roth C avec les mesures

16 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 Valeur fertilisante azotée des apports organiques XPU : Minéralisation du N au cours dincubations dans un sols en conditions contrôlées de laboratoire C/N: 10 C/N: 15

17 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 Suivi minéralisation N au cours dincubation (XPU ) (V. Parnaudeau, INRA Reims; T. Morvan, INRA Quimper; S. Houot, INRA EGC) Forte variabilité de comportement Valeur fertilisante azotée des apports organiques

18 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 Construction dune base de données pour la définition de classes de produits G. Lashermes 1, S. Houot 1, B. Nicolardot 2, V. Parnaudeau 2, T. Morvan 3, M. Linères 4, B. Mary 2, L. Thuries 5, L. Metzger 6, C. Villette 7, A. Tricaud 8, ML Guillotin 9 INRA (1) EGC Grignon, (2) Agronomie Laon-Reims-Mons, (3) USARQ Rennes-Quimper, (4) Bordeaux (5) Phalippou-Frayssinet, (6) RITTMO, (7) LDAR-Laon, (8) SAS-Orléans, (9) LCA-La Rochelle Valeur fertilisante azotée des apports organiques

19 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin MOE : suppression données incomplètes, rééquilibrage des types de MOE, conversion des cinétiques à 28°C Boues Composts urbains Composts deffluents Digestats Fumiers Lisiers + Fientes Matières animales Matières végétales Mulchs Engrais Autres total273 Conversion des données N minéral en g N kg -1 MS : N14k… N91k Valeur fertilisante azotée des apports organiques

20 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 Valeur fertilisante azotée des apports organiques

21 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 Classes de disponibilité dazote Lashermes et al., en préparation Valeur fertilisante azotée des apports organiques

22 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 N org (%MS) CEL (%MO) LIG (%MO) SOL (%MO) N org (%MS) N minéral (gN kg -1 MS) Classe > 9 N14 40 N ] 6.5 ; 9] 20 N N >70 0 N N ]45;70]>3 0 N N N N > 20 > N N Valeur fertilisante azotée des apports organiques Analyses factorielles multiples et classifications ascendantes hiérarchiques 1ère étape, besoin daffinage par classe

23 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 Valeur fertilisante azotée: constitution des classes

24 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 Boues Composts urbains Composts deffluents Digestats Fumiers Lisiers + Fientes Matières animales Matières végétales Mulchs Engrais Autres total273 BaseMOE ISMO = SOL – 0.2 CEL LIC MinC3 Lashermes et al., 2008 Nouvel indicateur destimation de la MO récalcitrante Décomposable DPM Récalcitrant RPM ISMO OMR FUM ,67 DVB ,80 BIO ,79

25 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 Ordre de grandeur dISMO pour differents apports à exprimer en % PBrut, alors discriminant Source: L. Thuriès daprès Lashermes 2006 (INRA)

26 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 MERCI Repères Lashermes* G., Houot S., Nicolardot B., Parnaudeau V., Morvan T., Linères M., Mary B., Thuriès L., Metzger L., Villette C., Tricaud A., Guillotin M.L. (2005) Caractérisations des produits résiduaires organiques : une base de données pour la définition de classes de produits opérationnelles 7èmes rencontres de la fertilisation raisonnée et de l'analyse de terre « Fertilisation et Société » GEMAS Comifer, Blois (France), Novembre. Lashermes G., Houot S., Nicolardot B., Parnaudeau V., Mary B., Morvan T., Chaussod R., Linères M., Metzger L., Thuriès L., Villette C., Tricaud A., Guillotin M.L. (2007) Apport de matières organiques exogènes en agriculture : indicateur de potentialité de stockage de carbone dans les sols et définition de classes de disponibilité dazote, Echo MO, Lashermes, G., Nicolardot B., Parnaudeau V., Thuriès L., Chaussod R., Guillotin M.L., Linères M., Mary B., Metzger L., Morvan T., Tricaud A., Villette C., Houot S. (2008) Indicator of potential carbon storage in soils via exogenous organic matter. European Journal of Soil Science (accepté).

27 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 Maturité Solvita Rottergrad Frais mûr TestSolvita Rottergrad Indicateurs de procédé: évaluation de la maturité des composts C orgaC/NAuto échauffement Solvita (% MS)T (°C)IndiceI ce DV 3 mois2416,324,254 DV 6 mois2113,619,056 BIO3 mois2313,423,553 BIO6 mois2012,423,555 OMG 3mois2817,961,012 OMG 6mois2111,124,556

28 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 laitue Tests de phytotoxicité : germination et croissance de graines (P. Morel, INRA Angers) Utilisation en support de culture, voir maraîchage à forte dose

29 CIRAD – Gestion des matières organiques ; Juin 2008 Composts murs uniquement, non phytotoxiques Recherche de la proportion maximale potentielle en remplacement de la tourbe (P. Morel, INRA Angers) Utilisation en support de culture, voir maraîchage à forte dose


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