Impacts de l'épandage de composts urbains sur le cycle du P dans QualiAgro

Résumé

L’impact de l’épandage répété de composts urbains sur le cycle du phosphore (P), a été quantifié en analysant les relations entre le bilan cumulé des entrées et sorties de P et les dynamiques des stocks de P-total, P-organique, P-inorganique, et P-disponible dans le sol. Les deux sous-essais de QualiAgro, l’un recevant une fertilisation minérale azotée raisonnée (+Nopt) et l’autre recevant une fertilisation faible (+Nfai), ont été étudiés.

Chacun comprend cinq traitements répétés quatre fois :

• Un témoin (TEM) ne recevant pas de fertilisation phosphatée (ni minérale ni organique) ;
• Un compost de déchets verts mélangés avec une boue de station d’épuration urbaine (DVB) ;
• Un compost d’ordures ménagères résiduelles (OMR) ;
• Un compost de biodéchets (BIOD) issu du compostage d’un mélange de la fraction fermentescible des ordures ménagères et de déchets verts ;
• Un fumier de vaches laitières (FUM).

Les composts urbains et le fumier ont été apportés à raison d’environ 4 t C ha^-1 tous les deux ans. QualiAgro est implanté sur un sol de texture limono-argileuse, décarbonatée et neutre (pH= 7.1). La succession culturale est une rotation maïs grain et blé d’hiver. Des échantillons de terre de la couche labourée (0-28 cm) ont été prélevés avant chaque épandage, puis séchés à l’air, tamisés à 2 mm et stockés avant de déterminer les teneurs et stocks de P-total, P-organique et P-disponible pour les plantes ainsi que les principales propriétés physico-chimiques ont été déterminés. Le P-disponible du sol a été évalué par : i)  la concentration (CP) des ions phosphate (iP) en solution et la capacité du sol à réapprovisionner la solution sur de longues périodes, i.e. 1 an; ii) l’extraction chimique Olsen.

Les différents indicateurs du P-disponible fournissent des informations similaires dans les deux sous-essais +Nopt et +Nfai. Compte tenu des teneurs en P et du rapport C/P des produits, les 7 épandages, effectués depuis 1998, ont apporté en moyenne 16.4, 30.0, 32.2 et 75.9 kg P ha^-1 an^-1 pour OMR, FUM, BIOD, et DVB, respectivement. Le P exporté par les récoltes dans le sous-essai +Nopt est en moyenne de 25.3 (±0.7) kg P ha^-1 an^-1 pour les 4 amendements et de 22.6 (±0.8) kg P ha^-1 an^-1 pour TEM. En 2011, toujours dans le sous-essai +Nopt, le bilan cumulé de P, i.e. différence cumulée entre le P apporté et exporté, est respectivement de -315, -86, 109, 270 et 1015 kg P ha^-1  pour TEM, OMR, FUM, BIOD et DVB. La variation du stock de P total dans la couche labourée rend compte de près de 90% du bilan de P. Seul le compartiment de P-inorganique varie. La valeur initiale de CP [1] est 1.02 (0.24) mg P L^-1. L’abaissement de CP avec les bilans négatifs de P dans TEM est de 1.07×10^-3 (mg P L^-1)(kg P ha^-1)^-1. La variation de Cp avec le bilan, i.e. pente, diffère suivant les amendements avec une pente plus élevée pour FUM et OMR, plus faible pour DVB et nulle pour BIOD.

Les différences de pente résultent des effets combinés d’une part, de la disponibilité du P apporté par les composts urbains et fumier et, d’autre part, des modifications de la répartition des ions phosphate entre le sol et la solution avec des quantités plus élevées susceptibles de réapprovisionner la solution sur des périodes longues dans les sols amendés que dans le sol TEM. Des changements de plusieurs propriétés physico-chimiques du sol (pH, teneur en MO, CEC et cations échangeables) expliquent ces modifications de transfert des ions phosphate à l’interface solide-solution.

[1] Pour le P-Olsen, la valeur initiale est 40 (±6) mg P kg^-1 sol (89 mg P₂O₅ kg^-1) et rend compte de 8.9% du bilan pour TEM