Influence des fertilisants organiques sur la réactivité physico-chimique et le fonctionnement microbiologique d'un sol sableux non salé et sableux salé en conditions d'irrigation par des eaux chargées en sels

Abstract

Les sols des régions arides sont sujets à une dégradation qui se caractérise par une perte importante de la fertilité, en particulier la perte de la matière organique du sol. Par ailleurs, le problème de la salinité du sol et l'irrigation par des eaux saumâtres constituent une autre contrainte majeure pour le développement de l’agriculture dans ces régions.Dans le contexte aride, ces contraintes agissent le plus souvent simultanément et concourent à abaisser la productivité des sols. Une méthode possible de remédiation et de l'amélioration des situations dégradées est d'utiliser des produits organiques comme fertilisants et amendements aux sols salés. Dans ce cadre, ce travail a pour objectif principal de contribuer à la levée de ces contraintes pour permettre une mise en culture durable des sols dans ces régions par des apports organiques exogènes. L’étude réalisée s’intéresse, ainsi, aux effets de différents produits organiques : fumier de volailles (FV), fumier de bovins (FB), fumier de caprins (FB), fumier de dromadaire (FC) et résidus de palmier dattier (RPD) sur certaines propriétés physiques, physico-chimiqueset microbiologiques, ainsi que, sur l’amélioration de la production des plantes en conditions salines. L'approche méthodologique repose en premier temps sur une caractérisation physique, physico-chimique et biochimique des produits testés dans l’objectif d’estimer leur valeur fertilisante (Composition en éléments nutritifs et détermination du coefficient équivalent engrais) et amendante (C/N, Composition biochimique de la matière organique (CBM) et le fractionnement des composés humiques : AH, AF et AH/AF) de ces produits, et en deuxième temps sur des expérimentations : (i) En conditions semi contrôlées dont l’objectif porte sur l’étude de l’effet de ces produits sur certaines propriétés physiques et physico–chimiques du sol salé, à savoir la conductivité électrique (CE), le pH, la capacité d’échange cationique (CEC) et la capacité de rétention en eau (CR), (ii)En conditions contrôlées, où l’effet des produits testés sur le biofonctionnement du sol salé a été abordé en terme de l’étude de la dynamique de minéralisation de carbone et de l’azote par le test respirométrique (CO2) et de l'extraction des deux formes de l'azote minéral (N–NH4+ et N–NO3-) respectivement, (iii) En conditions de champ, où un essai pluriannuel (2009-2012) a été installé suivant un dispositif split plot visant à comparer l’effet de cinq doses croissantes de fumier de volailles : 0 , 20, 30, 40, 50 et 60 t ha-1 sur certains paramètres biométriques (Paramètres de croissance végétative et de rendement), statut nutritionnel , ainsi, que sur l’évaluation de la tolérance de la pomme de terre (Variété Spunta) à la salinité, par la détermination de l’accumulation de la proline, en tant que soluté organique, et par la synthèse de la chlorophylle sous des niveaux de salinité croissant : sol peu salé (SPS : CE=1.2 dS m-1), sol salé (SS : CE= 2.29 dS m-1) et sol très salé (STS : CE= 5.6 dS m-1) et en conditions d’irrigation par des eaux chargées en sels. L'analyse des résultats globaux obtenus a permis de mettre en évidence un effet favorable et significatif des différents produits organiques testés sur l’ensemble des propriétés physiques, physico-chimiques et microbiologiques étudiées par rapport au témoin. Toutefois, l’importance de l’effet améliorant de ces propriétés semble varier en fonction de la nature biochimique de chaque produit, ainsi qu’en fonction du degré de salinité. Quant à l’essai au champ, les résultats obtenus ont indiqué que les doses croissantes de fumier de volailles ont augmenté significativement tous les paramètres étudiés par rapport au témoin, et ceci quel que soit le niveau de la salinité dans les trois sites expérimentaux. Toutefois, l'effet de l'interaction (Dose (FV) × Niveau de salinité) a montré que les meilleures performances en terme de croissance, de rendement, état nutritionnel, contenu foliaire de la pomme de terre en proline et en chlorophylle ont été enregistrées au niveau du sol le plus salé (STS) traité avec la plus forte dose de FV (60 t ha-1). Par ailleurs, bien que l’ANOVA à trois critères de classification n’ait montré aucun effet significatif sur l'interaction de trois facteurs étudiés pour le rendement total t ha-1, une tendance à une production plus élevée a été enregistrée au niveau de l’interaction (STS × 60 t ha-1 × 2009), avec un rendement total de 45.9 t ha-1. Les résultats obtenus par la présente étude montrent l'importance de la fertilisation organique pour l’amélioration de la fertilité physique, chimique et microbiologique du sol, ainsi qu’à l’amélioration de la tolérance de la pomme de terre à la salinité et à l’augmentation du rendement en conditions salines. L'accroissement de la teneur en matière organique de ces sols semble être l’une des solutions agronomiques adéquates, non seulement pour atténuer les effets osmotiques et physiologiques liés à la salinité, mais également pour exploiter les eaux saumâtres dans ces régions.

Soils of dry lands are subject to degradation that is characterized by a significant loss of soil fertility, in particular the loss of soil organic matter. The problem of soil salinity and irrigation with brackish water is another major constraint for development of agriculture in these regions. In the arid context, these constraints often act simultaneously and contribute to lower soil productivity. One possible method of remediation and improvement of degraded situations. One possible method of remediation and improvement of degraded situations is the use of organic products as fertilizers and amendments into saline soils. With this context, this study aims to contribute to the alleviation of these constraints to develop a sustainable agriculture in these regions by exogenous organic amendments. The study also investigated the effects of different organic products: poultry manure (PM), bovine manure (BM), goat manure (GM), dromadory manure (DM) and date palm residues (DPR) on certain physical, physicochemical, and microbiological proprieties as well as on the improvement of plant production under saline conditions. The methodological approach relies first on a physical, physicochemical and biochemical characterization of the tested products to estimate their fertilizing value (nutrient composition and determination of the mineral nutrient equivalence coefficients) and amending value (C/N, biochemical composition of the organic matter (BCM) and fractioning of humic compounds: AH, AF and AH/AF) of these products. Second, the study also experiments: (i) under semi-controlled conditions, the effect of these products on some physical and physicochemical properties of saline soil namely the electrical conductivity (EC), pH, cation exchange capacity (CEC) and water-holding capacity (CR); (ii) under controlled conditions, the effect of tested products on microbiological functioning of saline soil was discussed in terms of carbon and nitrogen mineralization dynamics using the respirometric test (CO2) and the extraction of the two forms of mineral nitrogen (NH4 + – N and NO3 - – N) respectively; (iii) in field conditions where a long field trial (2009-2012) was installed following a split plot design to compare the effect of six increasing rates of poultry manure: 0, 20, 30, 40,50 and 60 t ha-1 on certain biometric parameters (vegetative and yield parameters), nutritional status, and on assessing tolerance of the potato (Variety Spunta) to salinity by the determination of the accumulation of proline as organic solute, and the synthesis of chlorophyll in three experimental sites with increasing salinity levels: low saline soil (LSS: CE=1.2 dS m-1 ), saline soil (SS: CE=2.29 dS m-1 ) and high saline soil (HSS: CE=2.29 dS m-1 ) and in conditions of irrigation water containing salts. The analysis of results highlighted a positive and significant effect of different organic products on all physical, physicochemical and microbiological properties compared to control. However, the improving effect of these properties seems varied depending on the biochemical nature of each nature of each product and following soil salinity levels. For the field experiment, results indicated that increasing doses of poultry manure (PM) induced a significantly increase in all parameters compared to the control regardless the level of soil salinity. However, the interaction effect (Dose (PM) × Salinity level) showed the best performance in terms of growth, yield, nutritional status, leaf content of proline and chlorophyll which were recorded at high saline soil (STS) treated with the highest dose of (PM) (60 t ha-1 ). Although three-way ANOVA showed no significant effect of the interaction of three factors studied on the total yield, a trend towards higher production was recorded at interaction (STS × 60 t ha-1 × 2009) with a total yield of 45.9 t ha-1 . Results of the study showed the importance of organic fertilizer to improve the physical, chemical, microbiological fertility, as the yields of plants under saline conditions. Furthermore, the increase in the organic matter content of these soils seems one of the appropriate agronomic solutions, not only to mitigate osmotic and physiological effects related to salinity, but also to exploit the brackish waters in these regions.