CRUCIAL: a long-term field trial to assess waste recycling impacts on environment and production system integrity

Résumé

L’essai au champ CRUCIAL a été mis en place en 2003. Il est situé à la ferme expérimentale de l’université de Copenhague à Taastrup (20 km à l’ouest de Copenhague, Danemark). Le sol est un luvisol avec en moyenne 13% d’argile. L’essai a été cultivé principalement sous une rotation de céréales de printemps. Différent produits résiduaires organiques (PROs) ont été apportés annuellement : un compost d’ordures ménagères résiduelles (apporté à une dose normale : CH et à une dose accélérée : CHA) ; une boue d’épuration (à une dose normal : S et accélérée : SA) ; Un fumier de ferme à une dose accélérée (CMA), ainsi qu’un lisier de bovin (CS), un traitement avec application d’urine humaine, un engrais vert (GM), litière (DL) comparés à un traitement de référence avec apport d’engrais minéral (NPK) et un traitement non fertilisé (U). La dose d’apport normale est calculée pour fournir approximativement 100 kg N ha^-1 an^-1 ajusté fonction de la culture en cours. La dose accélérée vise à appliquer approximativement trois fois la dose normale de PROs.

L’apport répété de PROs à permis d’augmenter la teneur en C organique du sol (COS) de 1.4% pour le traitement de référence NPK à 3.5% pour le compost d’ordures ménagère à une dose accélérée (CHA). La densité apparente du sol a été modifiée par l’apport de PROs et a montré une forte corrélation avec la teneur en COS. L’activité microbienne s’est révélée liée au niveau d’apport de PRO. Il n’y a pas eu d’augmentation de la tolérance des communautés microbiennes au cuivre et le lessivage de métaux lourds n’a généralement pas été augmenté pas les apports de PROs. Des mesures de la force de traction nécessaire pour le labour ont montré que l’énergie nécessaire pour le labour était fortement corrélée avec la teneur en argile et en COS, expliquant 67% de la variance. La diminution de l’énergie nécessaire pour le labour dans les traitements amendés pourrait conduire à une économie de carburant de 14% pour le traitement CH et de 25% pour le traitement accéléré CHA. La composition de la matière organique du sol s’est révélée modifiée par les apports des différents types de PROs. Des mesures d’analyse thermique ont montré une stabilité thermique accrue pour les traitements avec apport de compost et de fumier par rapport aux traitements avec apport de boues d’épuration et d’engrais NPK. Des analyses de spectroscopie photo-acoustique dans le moyen infrarouge (FTIR-PAS) ont montré que cette stabilité thermique accrue était liée à une plus forte absorbance dans les régions spectrales 1580-1500 cm^-1 attribuée aux liaisons aromatiques C=C-C et amide II, 1460 – 1400 cm^-1 attribuée aux liaisons C-H de groupements methyls, possiblement chevauché par des carbonates et dans la région 1400-1380 cm^-1 correspondant aux liaisons C-O de groupements carboxylate et hydroxyles phénoliques.