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REPUELIQUE DU CENEGAL
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FONDATION INTERNATIONALE
Y*. ;; y 1. r. '$ i
POUR LA SCIENCE
MINISTERE DE LA RECHERCHE SCIEN- 'j '
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-
-
TIFIQUE ET TECHNIQUE
BOURSE DE RECHERCHE Nu G 133
COMPOC'TAGE DES PAILLES DE CEREALES ET ESSAI DE VALORISATION
AGRONO!~IQUE DES PHOSPHATES NATURELS AU SENEGAL
ew
PAR LE MOYEN DU COMPOSTAGE
-
RBalisation : Mme Fatou GUEYE
Direi-:tion de l'étude F; GANRY
Drogramtne I.F.S. du 1/01/82 au I/OI/8?
D 4 c, . a3
Centre National de 9echerc;hes Agronomiques
de Bambey
I NSTITUT SENEGALAIS DE RECHERCHES AGRICOLES
(1.S.R.A.)
SOMMAIRE
Pi3ge S
1 ntroduction
1
2" Compostoge de le pa:~lle de maïs
12
21 - MBthodes
12
211 - EXC&S isotopiques et fixation de N2
2
2111 - Ca:Lcul du pourcentage d'azote de la paille
:2
d6riv6 d'un apport exogbne d'azote
2112 - DBtermination de la fixation de N2
212 - Les matières humiques
22 - RBsultats et discussion
221 - Evolution de la matibre sQche en cours de compas-
tage (cf. rapport 81)
222 - FQalution de l'azote de la paille en cours de com-
:3
postage.
2221 - Azote total et azote 15 (fig. 1 et 2)
2222 - ExcBs isotopique et fixation de N2
2223 - Vérification exp6rimentale de la validitd
da l'hypoth&se sur la fixation de N2,
223 + Acides humiques
4
23 - Conclusion
!S
3 - Composfaqo de ;J tvpos de paille : Mai;s, Mil ot Scrgh~.
.
Ci
L
31 - MQthode
32 - Rdsultats et discussion
321 - Matibre s è c h e
322 - L'azote total, l'exc&s isotopique et la quantitd
d'azote ll5 de la paille de maïs.
3221 - Azote total
3222 - ExcQs isotopique
3223 - Quantit6 totale da '5N
3224 - VBrification expérimentale de la validit8 do ï
l'hypothèse sur la fixation de N2.
323 - Bilan : partes - gains d ’ a z o t e
7
324 - HumiditB
8
33 - Conclusion
5'
4 - Etude agronomique
9
41 a MatBrie et mathodes
10
42 - ROsultats et discussion
? 0
43 - Conclusion
10
Courbes st tableaux en annexas,
- 1 -
INTRODUCTION
L a cherte d e s e n g r a i s - et le risque de rgcession de ceux;-ci - est
un handicap sérieux à l'augmentation de la production agricole.
Le rendement moyen actuel des cultures en milieu paysan au Sénegal
est faible (environ 500400 kg/ha pour le mil) alors que le rendement obtenu
en station d'experimentation agricole est de l’ordre de 2 a 3 tonnes a l'hec-
tare. 11 existe donc, comme on le voit, un Ecart considerable entre les deux
types d'agriculture.
Les travaux conduits recomment au CNRA de Bambey (par PïERI notamment),
ont montré que la fumure potassique pourrait ne pas Btre appliquée si l'on ne
désirait pas depasser un certain niveau d'intensification (de l’ordre de 1000 kg
grain/ha pour le mil), à condition, bien-antendu, d’apporter une fumure NP.
Notre but est donc de réaliser un compose organe-phosphate -1 Partir
des matériaux trouv6s del-te 1s paye (pailles,
fumier et phosphates naturels), qui
permettrait d’accroitro le niveau du rendement moyennant un minimum (je depen&
pour la fumuro.
Ce compose, bisn entendu, devrait prescntor une tonour en IV et P suf-
fisamment Blevee pour jouer un rbla de fartilisant.
Le but des 2 experiencos, objet du pr&sont rapport, est d'etudier d'une
part les portes et gains d'azote au sein de la compostiéra et d'autre part les
possibilites
d’onrichissemunt du compost on phosphors par ajoût du phosphate
naturel ;3 la paille avant compostsge.
- 2 -
2 - COMPOSTAGE DE LA PAILLE DE MAÏS
Cet&exp&ricnce a dejà fait l'objet d'un chapitre dans notre prdc6dent
rapport (rapport IFS de Août 81, bourse No R 133).
21 - Méthodes
Rappalons quo chaque unit6 Btudibc, un micro-conpartimont dans la
compostière, est constituée par un sac dc toile
moustiquaira contsnant 200 g
do pailla, Evoluant dans le biotopo du la compostièro. Les apports d’uau se
font d’abord par arrosage, puis par 1~s pluies ; durant la saison sBche aucun
apport d'eau n'est r$alisé. Trois traitements sont BtudiGs : paille seule, pailii:
+ P - s u p e r t r i p l e , paille + P-tricalcique. L'azote de la paille est marqué à l’azo-
te 15. Las traitemonts sont rdpot0s 6 fois, chaque r4p4tition 8tant constitudc
d'un sac. L'ensemble dos sacs zst randomis8. Le poids do peille mis à compostar
dans la compostièra tist d'environ 2 tonnes.
211 - Excès isotopiqucs et fixation de N2
_---_----------_----____I__________
L'BXC~S isotopiquc est dotcrminQ par la m6thode de Rittonberg avec 1~
spectrométre de Masso VARIAN GD 150 au laboratoira
de f?adi.osgronomi~
du CentrG
d’Energi6 NuclBaire de Cadorache en France.
2111 - Calcul du Pourcentaga d'azote de la paills d&rivd d'un
-=-=-=-=-z-z-z-=-= -=-=-=---=-::--:-= ..=" =-=-=-=-=-=-=- =-=
apport exogbnu d'azote
-=-=-=-=-=---=-T:-=-=--
Si E % = exc&s isotopiquc de la paille au temps t,
ot C = l'exc88 isotopiquo ds
la paille au ddpart.
E:(C implique qu'une sourca d'azotti exogénc s'est incorpor8 dans la Pailla on CcsUfS
de compostage.
Mdthode do raisonnzmcnt
- Supposons qu)o l'azote total de la paille (N ‘$) soit marqu8 21 100 %
15N, o n p o u r r a i t a l o r s acrire :
to
tn
Sans apport
sxogèno : 100 %
+ 100 %
Avec aPPor t
uxogà ne
: 100 y<
44
%
LÜ % N total dfsrivb da l’apport cxogéne serait donc :
(100 - A .$>
- Mais, en rga:li tQ, swls C % (E dopart) do la paille sont marquas ;
on peut alors Bcriro :
t o
--r) tn
Sans apport
exogb nt3
c
+c
Avec apport
oxogè no
C
- +E
-3-
Pour pou;;hr appliquer l'dquation (I),,il faut donc multiplier les
termes C et E par c ; il vient alors :
$ N dQriv6 dti
100
l'&Jport exogèno = C x - - E x $!!? = "+ x 100 (2)
c
2122 - Dét;ermination de la fixation de N2
-= -.= . ..-y IL= -= -= -= a= m.= -= -= -= -= -= "= -= -=
Nous faisons l'hypothéss que l'apport exogene d'azote est Ia fixation
do N2 ; l'équation (2) donne :
E % d8Par.t - E % au temps t
% N dérivQ de La fixation de N2 =
x 100 (3)
*Ed6Part
222 - Les Matières humiques
-_--"---_------_--""-
Les matières humiques sont extraites par 10 pyrophosphate de Na et
dosdes par la voie oxydative par le bichromate de k et le sel de Mohr.
Las acides humiques sont sdpares des acides fulviqucs par l’acide
sulfurique concentra et dissouts dans la soude. Le dosage s’ophre de la même
Façon que pour 12s matières humiques.
22 - Resultats et discussions
221 - Evolution de la mati&ro seche en cours de compostaqe
_---w------_"-------__________________D_----------
.
(cf. rapport 81)
La biodegradation de la paille entraine au bout de 5 mois une perte
de 70 % de matiere sechc ; celle-ci se stabilise ensuite, stabilisation qui se
vérifie experimentalement jusqu'au 9Bmo mois. Notons qu’après un mois de com-
postage, la paille avait déjti Perdu 40 % de son poids sec ?
222 - Evolution de l'azote de la paille en cours de compostage"
-"-------C"------"----r-r-rr----"---------~-~~------"---w"-,---
2221 - Azote total ct azote 15 (fig. 1 et 2)
-=-=a =-=-=- =-=m,=-=-=-=-
On observe deux phases de pertes d’azote : l’une dès la mise en fer-
mentation et l’autre après le 3ème mois, suivies d'un relèvement du stock d'azote,
qui, au 3eme mois et au 9Bme mois, ne différe pas signi.ficativement du stock
d'azote total. de la paille au d8part. L'dvolution du stock 15N de la paille
rQv&le ces 2 phases de pertes : uno perte durant le premier mois du compostage
st une perte entre le 3ème m o i s e t l e Sème m o i s c o r r e s p o n d a n t a l a t r a n s i t i o n
entre la saison des pluies et la saison sèche. (8n observe également une d&pres-
aion au Berne mois, mais non significative ; le fait qu'elle
apparaisse igalcment
sur la quantité rje 15N - qui ne peut pas remonter - souligne que ce "creux" relèvti
d e l ’ e r r e u r e x p é r i m e n t a l e ) . Les pertes en 15N permettent de calculer .I.es pertes
en azote originaire de la paille qui seraient de l’ordre de 35 $ en 6 mois.
*Les reprises de quelques analyses d'azot e total et d'exces isotopiques
ont modifie legérement l’allure de la courbe la qui figure dans notre rapport
IFS 81.
-fl-
2222 - Excès isotopiquo ot fixation do N2 (tableaux 1 et 2)
-=-.==-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-= -=-=..
La diminution constanta do 1'0xcèe isotopiquu (tableau 1) au cours du
compostaga justifio l'hypothèse d'un apport d'azote axogèna aux sacs de compast
enfouis,
3zoto qui pourrait provonir soit da la pailla onvironnanto, soit d'uno
fixation de N2 par ~EÇ bact8ries autochtones, non identifiéos, Los cuurbos do 1'6-
volution da 1'azotG total au cours du compostago obtenues 10s années passBos, et
qui ont toutoe la mSme all.urz, nous permettent de penser que ce gain de N vient
do la Pixation libre de R12. Calculée selon 1'8quation (3) 36volopp8e au $ 2112,
la Fixatian du N2 est progrcssivs
au cours du compostagü. Ella passe de 11 b 20 ,Y.:
de l'azote total respcctivamont du Ier au 6Qmo maie, ct atteint 39 $ environ dc
l'azote total au Sème mois, avez le traitement tgmoin (vcir tableau 2).
2223 - Vdrification expckimentslo de la va.liditG -10 lthypothèse
-= -.= -= -= -= -= -y- -= -= -= -= -= ..= -_
-s="=..=.-~ -=M.= -= ..= -= -,= -= m.= "= -=
sur la fixation de N2
m.= mm= -= -= -= -= -= ---M=M=-
Lt 3rigi ne 1-j~:
lel baisso do l'excès isotopique peut avoir 2 c.ausGs :
l'une biolcgiquo, par fixation de N2, ot l'autre physique, par lixiviaticrn ot trans-
f e r t s d'azote "paille" Par cntrainamcnt par l’eau au soin ije la compostièrc.
L'hypothèse de cette duuxi&me cause, a priorL plausibls, est infirmbe
a p o s t e r i o r i , pour 2 raisons :
- .~'BXC&S isotnpiquo continuo de baisser dans des p8riodos car act8ris6aü
par unc stabilito du stock 15N de la paille (fig. 1) ; plus oxactament, l'QvGlu-
t.ion dc 1'oxcOs isotopique continuo à docroitrs alors que la quantité de 15N do-
croit par pal.li.ors (2 décrochements St 2 palliors on 9 mois). Cos phénomènas prou-
vont l'origine exog&ne de l’apport d'azote, apport continu, cause de cette baisse? ;
- hormis pour 10 premi+Jr d&crGchement du stock 15N au moment do l’arro-
sage artificiel de la pailla, il n'y a pas d'effet, pnr la suite, do la pluviositu
sur le stock 15N. Si ?OS phQnomènes de diffusion d'azote Gtaient impliqu8s dans la
b;sisss de l'cxc&s isotopiquo, la variation do ce dornior aurait Bt6 directement
lié Z l’arrosage et 2 la pluviGsitB. C’est mcmo l e c o n t r a i r e q u i est observ6 ; e n
ti’yfzt, 10 second décrochomont semble plus X.6 A l'arrut des appûrts d'eau qu'aux
apports eux-mûmes.
223 - Acides humiquos (tableau 3)
-m.-e-"-"-I*----
LOS rasultats G:btenUs sur lc compcst tdmoin variant de 1,5 $ au prGrnicr
mcis Ei 3,8 $ au sixi&mo mo.is.
Les résultats sGnt exprimas en C $ par rapport CI la matière s&chG. Carl-
sid&rant une valeur do C total d'environ 40 $, le taux d'humification au 6èmG mais
serait d’environ 10 $.
On observe unc augmentation do l'humification rfs la matièra organique
au cours du tamps ; on effet, las acides humiquos passent de 1,5 $ B 3,8 $, corrb-
latiuement à la .disparition des acides fulviques.
- 5-
23 - Conclusion
Les pertes d'azfiti:-paille (azsti! criginairo da la paille) sont impur-
tantes, rje 1'3r:jro ijQ 35 y!!. Elles n'aparaissent ?as dans le bilan N tiital final,
car 011~s sont contrebalancées par une fixation ic N2 qu'on a pu dualuec :
(1) au bout de 6 mois, CI environ 300 mg pour 200 g de paille soit 1,5 kg d'azote
fixe par tonne de paille mise à ccmpnstor ;
(2) au buut de 9 mois, à envircn 600 mg pour 200 g -Ic paille, scit 3 kg d’azote
fixé par tonne ,je Paille.
Bien qu'aucun test biclogique prouvant cette fixation de N2 n'iaft
Qtt: opóre dans cotte nxkrdriur,ns (méthode "acétylène" nctammsnt), la validité do
l'hypothèse fixation de N2 est étayge par la baisse cantinue de l'excès isutu-
pique de la paille. Par .sillours dans une expérience antérieure (rapport IFS
1978, bourse No G. 128) nous avions prccédé à des mesures de rdduction 3e l’ace-
tylsne : les valeurs de fixation étaient de l'ordre 1 micromole C2Hq/h/'lOO g
d e p a i l l e , donc ncln négligeables. Une estimation quantitative de cetta fixation
de N2 Pourrait Gtro faite en prenant comme base de calcul les valeurs mcyennes
de la fixation symbiotiquo ~ssl'arachid~
: de nonbrcuses mesures de fixation
Par la methode ac8tyleno et par la mdthcdo de la valeur IfA” (GANRY et WEY, 1974
B 1977)* nous parmettent d’ecriro qu'une fixation de 20 micromoles do C2H4/h/
plante pendant 1 mois fournit environ 80 kg d’azote fixé par ha, soit environ
480 mg d'azote fixe par plante ; grosse-modo, 20 micromoles/h pendant 1 mcis
équivalant à 460 mg d’azote fix8. Par analogie, dans lr: comp3st, une fixation
de 1 microm;is/h pendant 6 mois devrait Equivaloir à isO x 6 = 14& mg d'N, 3dnc
14(/ mg I'N2 fixe pour 100 g de paille, sait 1,4 kg d'az 3? e f i x é p a r tbnns d e
p a i l l e . C e resultet e s t cohoront a v e c l a f i x a t i o n d e RI2 estim6e p a r la mathode
de la dilution isGtoi3ique (1,5 kg N2/t da paille), objet de la prosente Bttide.
Ces résultats de fixation laissent entrevoir qu'en absence de pertes,
le gain d'azcte dans la rompostière pourrait ûtre sensiblement augmente grâce
à la fixation N2. Ces partes sont apparues à 2 periodes bien précises : en dbbut
d e fermentatien e t d l a transitiun e n t r e l a s a i s o n d e s pluius ut l a s a i s o n sbche
(d u mains,
nous faisons d'hypothèse que les pertes d'azote à cette pdriodc sont
dOes à c e t t e t r a n s i t i o n ) I, Connaissant la pÉriode (ce que nous venons de voir) et
l'origine probable de tee pertes (par voie gazousc), il dourait être possible
d’appr6hondor les moyens pour y romódior. Le recouvrement de la paille par une
couche de terre Pourrait âtre ussayb. Mais une question sa pose, n'y a t-il pas
correlation
entre portes d'azc!te et Fixation de N2 ? Auquel cas, la reduction
des pertes antrainerait ipsti-facto une reduction de la fixation.
"GANRY, F. and WEY, J. - 7974, 1975, 1976, 1977 and 1980 cuardinatad rosdarch
Programme on the use of isotopes in fcrtilizor cfficiency studies on grain legu-
mes. Rcscarch cantract Nu RC/1296-SEN of thc joint FAO/IAEA Division. In : Re-
p o r t s prascntod at h;orks hops hcld i n Vienna.
*
3- COMPOSTAGE DE 3 TYPES DE PAILLE : Maïs, Mil ut Sorgho.
31 . Méthode
La t,schniquY do compostage cn fossu est ce1.l.e dOcrito dans notre
rappogt IFS rlo 1981 (Bourse N * R 133) et la mûme utilisbe dans l’exp6rience
1980 objet du 5 2. Lus traitomants da l'essai sont constituas de trois paiilos
do c$rSelcs : mil, maïs et sorgho.
La paillti :fc maïs utilisdo ost marq&, 2 lfi3zote 15. Nous disposons
Ao trente six Sacs du+ pailla a composter, par cUréales!, enfouies -lans la compcs-.
ti&ro, et chaque sac renformo 200 g da paille. Les sacs sont randcmisbs par nature
de paille, chaque cdr8alo c o n s t i t u e un8 “[J~IYBo~~c”, N o u s 3vans trci3 “p3rcall~s”
?ans la compcstiérc. Ces sacs, en toile moustiquaire, constituent des micro-
comPartiments ovoluant d a n s 10 biotope d e l a csmpostièro. l-3 poi& d e p a i l l e m i s
A composter dans la compostiére est d'environ une tonne.
L'essai 6tQ mis en place le 17 juillet au dBbut do l* 83iSaTl 206 pluies.
!Six prSl&vamünta ont 6tB faits pendant 10 compostage qui 0 dur8 6 mois.
32 - R6sultats c:t discussion
3i:i - Matigre s&che (voir Pig. 3)
----e..--m.---m
L a biodggradation d e l a matiére organiquti s u i t l a m9mc Bvolution q u e
dans les usssis pr6c6dents.
Les Port&s de matiare s&cha de la ?aille da maïs 3t
de mil ça situent aux environs do 70 $ au bout de six mois et celles rlu la paille
de sorgho, qui sont plus importantes, atteignont gresqua 80 $. Notons que l'im-
portanca das pertes est lidc à la finesse du broyage. En situation de paille
seulornant tronçonndo les frjortos no sont que do 15 $ pour una pBriode de 6 mois
(GANRY, Communication personnelle).
L:! biodogrsdation de la paille de sorgho est plus rapide dils 1s pre-
micr mois do compostage. :Cl semblerait que cette paille ccntionne plus de collu-
losa que 18s autres.
322 - L'azote total, l'excbs isotopiquu et la quantitd d'azote 15 do
--"-----.I---~--I---~r-----------------,-----r--"-C--u-L--~r---
la paille de maïs
. ..---"-m-*.-c-mm-"-
3221 - Azote total (tableau 4 ; fig. 3 st 4)
-:: . ..= -= -=-=Ma
Nous observons un accroissement du stock d'azote total de 170 $ pour
1.a paille de maïs et de 35 $ pour la paille do mil jusqu'au 2Bmo mois,
puis uno
diminution (partes d'azote) pour atteindre un niveau de stock d'azote encore
suporieur d e 1 5 $ a u s t o c k d”azote i n i t i a l . P a r contre les variations d' azote
total de la qaillti de surghc restent mud&rB@ dans le temps.
3222 - ExcEs isotopique (tableau 4)
--: -= . ..= -= S=e= -= -a
Du dbbut de compostage FU premier mois, 1'axcDs isotcpique do la
pailla de maïs a considérablemont diminu6 : il passe de 0,937 B 0,188, mais par
la suite, il rests presque ccnstant durant tout le compostage. On peut en ddduirc
d'une part, l'existence dVun ap>crt d'azote su compost des micro-compartiments
r!tudi0s, d’crigi no uxogono, a9por.t vraisomblablemont dû B la fixation libre do
N2 ; d’autre part, qua cet aypnrt de N exog&ne s ’ e s t arr&t8 d&s l a 45&ma j o u r ,
-7 -
3223 - Cluantit& totolc d e 15N (tableau.4 ; fig. 4)
m.= --en= -= -= -= -= -= -= -= -=
Ces pertes d'azc,ta 15 se produisent CI 2 poriodes : l'une significative,
la Plus imi:>ortante, durant le premier mois (le stock de 15N passa de 14,36 mg à
8,4 mg) ct 1’ autro, moins impcrtanto et non significative, à la fin du 28me rnc;is
(10 stock dc 15N pûssa je El,4 mg ;i 7,7 mg).
C e s v a r i a t i o n s d,: stuck 15N rappallont celles mislIs en dvidance dans
l'cxperiance de 1980 (cf. 5: 222),
6tant cependant plus accentuéos i;n première
yeriode ;it moins accentuées, en deuxiome pdriûde.
3224 - Varificaticn exporinentsle de 1
-=-=-,=---=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=
a vnlidite de l'hypothbsa
-=-=-=---=-=-=-=-=-=-=a~-=-
sur 2a fixatirjn de N2
-=..= -.=-=-=-=-=-=m.=-=-
Comme au 5 2223, nûus admettons que la baisse de :L'excès peut avoir
2 causes :
- l'une biclugique par fixation de N2 ;
- l’autre physique par lixiviation d'azote non marqui5 provenant de la
paille environnante non marquoe.
Nous rappelons que les pcrtus d’azote Par voie gazeuse ainsi que par
lixiviation nc peuvent pas modifier l'exces isotopique de la paille, du muins pas
en deça de la 38me dbcimalo (cn sait, en effet, que la dbnitrification augmente
lélgércment l a t e n e u r n a t u r e l l e e n 15N do la matière organique, mais que cette va-
riation n’est décelable qu'au niveau de la 33me d0cimalo). E:n revanche, ces pertes
entrainent une baisse du stock d'azote 75.
L'hypothèse
"lixiviation"
supposerait qu'un ap~sort d'azote d'environ
10’50 mg provenant de la paille onvironnanto ait pu se faire dans le micro-
compartiment ccnstitu0 par les 200 q de paille ; '3. l'uvidcnce, cette suppositicn
est invraisemblabla. En revanche, la liaison inverse qui oxisto entre l’azote tata;
et llcxc&s isotopiquo plaido en faveur de l’hypothése “fixation de N2". On notera
tout de même, I'intensite des processus à la fois de bio:jegradation (40 $ de pertes
d’azote 15) et de fixation de N2 (48 5 de l’azate total) durant le premier mois.
323 - Bilan pertes - gains d'azote
a---aaaa-aIaa--a~L--C---a-aaaa
ConsidOrant l’équivalence q u i e x i s t e e n t r e p e r t e s r e l a t i v e s d ’ a z o t e 1 5
et pertes relatives d’azotti originaire de la paille, nous pouvans, par deduction,
calculer les valeurs suivantes :
(1) La perte en N total originaire de la paille ;
(2) La quantite N total finahdu compost prcvenant exclusivement JC la
paille, dsduite des pertes calculGes on (1)
(3) L'input net d'azote durant lc compostage, donc la fixation nette du
N2' calcul6 par diffdronco entre le N total. final r5cl et le N total
f i n a l theorique ( c e s v a l e u r s s o n t c e l l e s q u i f i g u r e n t à l a colcnne 5
du tableau 4).
Ces valeurs sont 10s suivantes :
N total paille
P e r t e s NC-pailla
N total final
Fixation de N2
au ddpart
(2 6 mois)
dt origine paille
nette
(à 6 mois)
(à 6 mois)
1 507
45 y%
823 mg
931 mg
-8.
Ces valeurs ci-dessus mottcnt en ovidonce quL 10s pertes d’azote-paille
(azote originaire 'je la paille) sont importantes, do l'ordre de 45 $ ; elles n'afj-
paraissent pas dans 10 bilan N tata1 final, c a r cuntrebalancbas
Par u n e f i x a t i o n
cJ*aZote 3s l’ordre de 900 9 1000 mg par 200 g de paille soit de 4 à 5 kg d'azotie
fi.xQ par tonne de paille mis à compostor.
L'humicJité est exprimbo en gour cent par rapport au poids humide du
compost.
il\\Qf
Elle varie de 84 à 77 5 au cours du compostage, survpériode Ao 6 mois.
On notera la similitude de 12~9 valeurs avec colles obtenues dans 1~" cas du cum-
post fabriqué en 1980 (cf. rapport IFS de août 1981).
b'humiditfi du compost pondant la p6rioda des saisons des plUiaS (*lu, 2~:
ot 3~ prBP&vement) n'i3st guùra difforonto de ce110 de la saison sèche (43, 5, et
62 prtlèvement),
co qui confirma une fois encore la prcduction d'eau Mtabolique
et le pouvoir de rotention rie l’eau du compost.
33 - Conclusion
Cette exp6rienco rdvèlo l'axistenco simultands durant les 30 premiers
juurs, des Fertes dlazoto et d'une fixation :io N2. Par la suito on assiste $1 une
stabilite des processus de pertes et LJO fixation de N2 qui pourrait s’expliquer
i;ar une augmentation ..je l’a8ration duo à. la masse insuffisante de comijost au-~Jolb
.-Je 30 jours (ot notamment ~bue, à 1 ‘f5paissour
de compost insuffisante dans la compos-
tiàre).
Enfin, on notera que malgrb les pertes d'azote zle la paille de 45 12, la
stock d’azote total on fin de compostage n'est PaS róduit, COS perttis ayant ut&
camponsdos car uno fixation de N2.
- 9 -
4- ETUDE AGRONOMIQUE : Effet de l'apport du compost enrichi on phosphate
sur le ïandoment du miJ.,
41 - Flatérial ct m0thados
-x
L'essai cjlst mon0 en vasas de vdgbtat ion, an randomisat ion simijlo,
c~mposb c-e six traitements rd?Gtds 8 fois.
,
L:JS traitdmunts st;nt 12s suivants :
+ sel tbmcin
- sül + cam[iüst
- sol + cclmpost + P-tricalcique
- soi + CIJfllpZSt enrichi en P-tïicalciqua
- sol + compost + P-suiJortr.i.plo
- sol + compost enrichi en P-supertriple
Chaque vase de vdgatation cunl;icnt 15 kg ,;to sol. Lu compost ast
SiJ[JOrtb à raison dti 50 g/vasz, soit (Jnvircrn 10 t M.S/ha. Lo phcsphato ajüut6
est 3ppcrt6 3 la m6mo qciantitd quti celui contanu dans 1~3 compost enrichi au
prbafabl~ A 1 $: de P20gF soit 3,75 g p a r vascj.
Lc ct:fliytist utilis6 8 dtd constitub k jjartir do six +rGlÈvfJmonts du
cumpbst du maïs Jo 1980,,
En glus de 13 fumuro organe-Phosphatoa :
- l’azctn Sou3 forme :I'urb~ a tst.6 apport6 à raison -1~ 337 mg N/vass
soit cnwiron 250 kg 3’ur6e/ha, 3n 3 fois
: lu premier apport justo aFrbs 2-e
ddmariaga,
1~” ilouxi'me ùt 10 troisihrne En q u i n z e jours d’intervûllc ;
- 1~ potassium acus f'3rme il0 XC1,
à raissn de 500 g du K20/vase soit
anviron 100 kg lo K2O/ha,
en uno stiulc fois avant 10 semis sn même tom?s L/UE: 113
compost et .Le phcjsphatd ;
- das oligo-GlCmonts (Mn, Zn, CU et Mo) r?t .Ju f o r s o u 3 forme d'EDTA,
LU SO1 utilisd GSt <?u type ferrugineux trtiiJica]. ;pau ~OSS~~O, aPF:olG
lucalonent s0.l. clins. Cùs caract2ristiquos
sant 10s suivantes : argile 4 à 5 $ ;
;JHoau S,5 à 6,5 ; azote tot.31 0,015 9 0,020 p ; capacitb totalo d'dchange q,Ç
à 2 meq/lOO g.
Ls plants test est 10 mil 3/4 ox-bornu Ocnt 1~: cycle Gst (~2 90 jours,
La culture a ut6 demarrai e n serre p a r arrosag3 à 1'Jau ~zistill6c ; au stade
d6but tallage, la culturiz a utrl! cun!uitti dehors, a ciul (.Iuvcrt, efin do bdnd-
ficiiir tics cGnditi»ns climatiques de la saison Jes pluies.
. Analysos effuctuéos
- Sur 112 compost :,C 9; Par la mathode Anne modifiúe
.P205 total par la m6thode CII : min6ralisation
ilar v o i s sbche,
.pH~?au ot KCl
: raPPCirt eau-301 = 2,s
- S u r l a ;llûnte ontibro à la r0cultt; : N ;,: et P 1: totaux
- IO-
Tous 18s rieds
La r&colte s'est eCFectuée à 56 jours de rggatations.
laquelle nous avons constitué un
de 7iil n'étaient ,Jas encore d$iés, raison pour
seul échantillon moyen par plante.
42 - Résultats et discussion (tableau 6)
~lexp!$rience ayant &t6 conduite 3 ciel Ouve::t afin de bgnéficier des
conrJ~ti»nç iclinatiques do la saison des pluies, des phénoménes d'engorgsmsnt
cent a+)par US au star& début dallage SOUS 1’ acti.on de f o r t e s p l u i e s ( c e t t e “sortie”
des ~~SE!S de végetation hors jt3 la serre s'est av8rée btru une mauvaiso opération
pour cetta raison). Ces conditions temporaires d'angorgemont qui ont perturbd
le dumarragrr! do la plante, oxpliqwnt ~ZS forts coufficionts de variation .
Randdmunts
-
L[;s r6rultats du tableau 6 mottont on Buidcncc l'absence d'ûffot do
1’aFport d2 P-trlcplciqua
(1 13 culture ; les rondomonts du tgmoin, du traitemont
avec compost tit du traitcmont avez compost + trJcalciquc
nL diffèrent pas signi-
ficativi:munt
(rundowsnt moyc?n : 48 g M.S/vasa). En rovonche, on obsarvo que! l'ap-
p o r t de P arcroit significptivement Ics rcndcments, d'uno part dans la cas où la
P-tricalciquo
3 ét< incorpor6 initialcmsnt
?A 12 poil12 avent compostaga (rt!ndo-
mont de 61 g M.S/vr?sc) d’eutrc part, dans 10
cas où 13 P est epporb ~OIJS f-orme
dl>
supertriplti (rendemI:nt moyen di: 61; g M.S/v~s~).
Les rbsultats
du tablo?u mottcnt on Svidanco un effat d6prossif dt?
1’ apport do compost sur la toncur on M ut le N total do la plante. Ctit offot
d6prûssi f i!St do vr?iscmblablcment ;-u faible dtigr$ d'hu?Gfication du compost, dont
la biod&gradation SI! poursuivant dans le sel, a ontrai& uno "f-im" on azote ;
en effet,
nous 3vons mentionné au
6‘41 quo CO compas:: otait un mf3lDngc dos 6
pr&l&vements f a i t s cntro 1
o t 6 :noi;s, contenant do ce fait de le paille plus CIIJ
moins bien d6comporQa.
Phosphore
Lt:s COzfficiontS :du vôrietion concornant 10 p-total des plantes sont
t r è s élevSs ; l’impr6cision dz l’ossoi nc: porïnct pas, -lors, de tirer des con-
clusiuns. TOiit ;7U p l u s peut-on n o t e r la m o b i l i s a t i o n cn F plus $levd,z danç 1o c’S
d o s traitomcnts a v e c P-supcrtriplti.
43 - Conclusion
Cotte expéricncd, nous l'avons souligna, ns nous a pas permis d’atttiin-
drti dL' façon satisfaisante l'objectif fixd : constitution d'une fumuro org3no-
phusPhat&à partir du phosphate n&.urcpl \\R-tricalcique) incorpord au compost et
effet de cstte fur!:uru sur 10 rendement du mil, pour 2 raisons : la pronière est
10 dcgrt3 d'humification insuffisant du compost at la'deuxièrne raison, l’hutbro-
gonbité :.ians la croissance des plantas duo 2 das conditions d’cngorgcmont en dGbut
dû culture. Wanmoins , nous p o u v o n s tii,gager 1~s rosultets suivants ;
- l'abqenca dl-~uffet d i r e c t d u p-tricolcique s u r le rendom1:nt ;
- uni? ef FicacitO s u r l u roni:lament d u cGm&CXjG OrgaflO-~d7b5@3até
(P-tricalciqu~ inci;rporb au cOifl~05t) bquivalente à ci2112 du P-supertriple $lUS
compcst app0rtSs c3njointament à la culture. Ce dernier r&sultat n'est Fcndd
que sur le run:!emont de la planto 2ntiGro. Unu LleuxiCzme axp6rionc9 sera ~~COS-
sairr3 pour confirmer si ct3tt2
rfficacitd cJarnwro sur 12 renfjemsnt in grain,
oxpdri. Once dans laquelle 1s COmiICISt d~;vra avoir un dugrci d'humificgtiL;n suffi-
sant.
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: Exchs isctcgjique .lu compc:st - Be!ribey 1 9 8 0 -
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Temps en moi 3
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Tableou 2 : POUrCüntaCJf3 -10 1'
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c7zclte tvtril .Ju cümpost provenant :;o 1s fixation
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4s N2 - Bambsy 1980 -
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REPUELIQUE DU CENEGAL
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FONDATION INTERNATIONALE
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POUR LA SCIENCE
MINISTERE DE LA RECHERCHE SCIEN- 'j '
'. :.r
-
-
TIFIQUE ET TECHNIQUE
BOURSE DE RECHERCHE Nu G 133
COMPOC'TAGE DES PAILLES DE CEREALES ET ESSAI DE VALORISATION
AGRONO!~IQUE DES PHOSPHATES NATURELS AU SENEGAL
ew
PAR LE MOYEN DU COMPOSTAGE
-
RBalisation : Mme Fatou GUEYE
Direi-:tion de l'étude F; GANRY
Drogramtne I.F.S. du 1/01/82 au I/OI/8?
D 4 c, . a3
Centre National de 9echerc;hes Agronomiques
de Bambey
I NSTITUT SENEGALAIS DE RECHERCHES AGRICOLES
(1.S.R.A.)
SOMMAIRE
Pi3ge S
1 ntroduction
1
2" Compostoge de le pa:~lle de maïs
12
21 - MBthodes
12
211 - EXC&S isotopiques et fixation de N2
2
2111 - Ca:Lcul du pourcentage d'azote de la paille
:2
d6riv6 d'un apport exogbne d'azote
2112 - DBtermination de la fixation de N2
212 - Les matières humiques
22 - RBsultats et discussion
221 - Evolution de la matibre sQche en cours de compas-
tage (cf. rapport 81)
222 - FQalution de l'azote de la paille en cours de com-
:3
postage.
2221 - Azote total et azote 15 (fig. 1 et 2)
2222 - ExcBs isotopique et fixation de N2
2223 - Vérification exp6rimentale de la validitd
da l'hypoth&se sur la fixation de N2,
223 + Acides humiques
4
23 - Conclusion
!S
3 - Composfaqo de ;J tvpos de paille : Mai;s, Mil ot Scrgh~.
.
Ci
L
31 - MQthode
32 - Rdsultats et discussion
321 - Matibre s è c h e
322 - L'azote total, l'exc&s isotopique et la quantitd
d'azote ll5 de la paille de maïs.
3221 - Azote total
3222 - ExcQs isotopique
3223 - Quantit6 totale da '5N
3224 - VBrification expérimentale de la validit8 do ï
l'hypothèse sur la fixation de N2.
323 - Bilan : partes - gains d ’ a z o t e
7
324 - HumiditB
8
33 - Conclusion
5'
4 - Etude agronomique
9
41 a MatBrie et mathodes
10
42 - ROsultats et discussion
? 0
43 - Conclusion
10
Courbes st tableaux en annexas,
- 1 -
INTRODUCTION
L a cherte d e s e n g r a i s - et le risque de rgcession de ceux;-ci - est
un handicap sérieux à l'augmentation de la production agricole.
Le rendement moyen actuel des cultures en milieu paysan au Sénegal
est faible (environ 500400 kg/ha pour le mil) alors que le rendement obtenu
en station d'experimentation agricole est de l’ordre de 2 a 3 tonnes a l'hec-
tare. 11 existe donc, comme on le voit, un Ecart considerable entre les deux
types d'agriculture.
Les travaux conduits recomment au CNRA de Bambey (par PïERI notamment),
ont montré que la fumure potassique pourrait ne pas Btre appliquée si l'on ne
désirait pas depasser un certain niveau d'intensification (de l’ordre de 1000 kg
grain/ha pour le mil), à condition, bien-antendu, d’apporter une fumure NP.
Notre but est donc de réaliser un compose organe-phosphate -1 Partir
des matériaux trouv6s del-te 1s paye (pailles,
fumier et phosphates naturels), qui
permettrait d’accroitro le niveau du rendement moyennant un minimum (je depen&
pour la fumuro.
Ce compose, bisn entendu, devrait prescntor une tonour en IV et P suf-
fisamment Blevee pour jouer un rbla de fartilisant.
Le but des 2 experiencos, objet du pr&sont rapport, est d'etudier d'une
part les portes et gains d'azote au sein de la compostiéra et d'autre part les
possibilites
d’onrichissemunt du compost on phosphors par ajoût du phosphate
naturel ;3 la paille avant compostsge.
- 2 -
2 - COMPOSTAGE DE LA PAILLE DE MAÏS
Cet&exp&ricnce a dejà fait l'objet d'un chapitre dans notre prdc6dent
rapport (rapport IFS de Août 81, bourse No R 133).
21 - Méthodes
Rappalons quo chaque unit6 Btudibc, un micro-conpartimont dans la
compostière, est constituée par un sac dc toile
moustiquaira contsnant 200 g
do pailla, Evoluant dans le biotopo du la compostièro. Les apports d’uau se
font d’abord par arrosage, puis par 1~s pluies ; durant la saison sBche aucun
apport d'eau n'est r$alisé. Trois traitements sont BtudiGs : paille seule, pailii:
+ P - s u p e r t r i p l e , paille + P-tricalcique. L'azote de la paille est marqué à l’azo-
te 15. Las traitemonts sont rdpot0s 6 fois, chaque r4p4tition 8tant constitudc
d'un sac. L'ensemble dos sacs zst randomis8. Le poids do peille mis à compostar
dans la compostièra tist d'environ 2 tonnes.
211 - Excès isotopiqucs et fixation de N2
_---_----------_----____I__________
L'BXC~S isotopiquc est dotcrminQ par la m6thode de Rittonberg avec 1~
spectrométre de Masso VARIAN GD 150 au laboratoira
de f?adi.osgronomi~
du CentrG
d’Energi6 NuclBaire de Cadorache en France.
2111 - Calcul du Pourcentaga d'azote de la paills d&rivd d'un
-=-=-=-=-z-z-z-=-= -=-=-=---=-::--:-= ..=" =-=-=-=-=-=-=- =-=
apport exogbnu d'azote
-=-=-=-=-=---=-T:-=-=--
Si E % = exc&s isotopiquc de la paille au temps t,
ot C = l'exc88 isotopiquo ds
la paille au ddpart.
E:(C implique qu'une sourca d'azotti exogénc s'est incorpor8 dans la Pailla on CcsUfS
de compostage.
Mdthode do raisonnzmcnt
- Supposons qu)o l'azote total de la paille (N ‘$) soit marqu8 21 100 %
15N, o n p o u r r a i t a l o r s acrire :
to
tn
Sans apport
sxogèno : 100 %
+ 100 %
Avec aPPor t
uxogà ne
: 100 y<
44
%
LÜ % N total dfsrivb da l’apport cxogéne serait donc :
(100 - A .$>
- Mais, en rga:li tQ, swls C % (E dopart) do la paille sont marquas ;
on peut alors Bcriro :
t o
--r) tn
Sans apport
exogb nt3
c
+c
Avec apport
oxogè no
C
- +E
-3-
Pour pou;;hr appliquer l'dquation (I),,il faut donc multiplier les
termes C et E par c ; il vient alors :
$ N dQriv6 dti
100
l'&Jport exogèno = C x - - E x $!!? = "+ x 100 (2)
c
2122 - Dét;ermination de la fixation de N2
-= -.= . ..-y IL= -= -= -= a= m.= -= -= -= -= -= "= -= -=
Nous faisons l'hypothéss que l'apport exogene d'azote est Ia fixation
do N2 ; l'équation (2) donne :
E % d8Par.t - E % au temps t
% N dérivQ de La fixation de N2 =
x 100 (3)
*Ed6Part
222 - Les Matières humiques
-_--"---_------_--""-
Les matières humiques sont extraites par 10 pyrophosphate de Na et
dosdes par la voie oxydative par le bichromate de k et le sel de Mohr.
Las acides humiques sont sdpares des acides fulviqucs par l’acide
sulfurique concentra et dissouts dans la soude. Le dosage s’ophre de la même
Façon que pour 12s matières humiques.
22 - Resultats et discussions
221 - Evolution de la mati&ro seche en cours de compostaqe
_---w------_"-------__________________D_----------
.
(cf. rapport 81)
La biodegradation de la paille entraine au bout de 5 mois une perte
de 70 % de matiere sechc ; celle-ci se stabilise ensuite, stabilisation qui se
vérifie experimentalement jusqu'au 9Bmo mois. Notons qu’après un mois de com-
postage, la paille avait déjti Perdu 40 % de son poids sec ?
222 - Evolution de l'azote de la paille en cours de compostage"
-"-------C"------"----r-r-rr----"---------~-~~------"---w"-,---
2221 - Azote total ct azote 15 (fig. 1 et 2)
-=-=a =-=-=- =-=m,=-=-=-=-
On observe deux phases de pertes d’azote : l’une dès la mise en fer-
mentation et l’autre après le 3ème mois, suivies d'un relèvement du stock d'azote,
qui, au 3eme mois et au 9Bme mois, ne différe pas signi.ficativement du stock
d'azote total. de la paille au d8part. L'dvolution du stock 15N de la paille
rQv&le ces 2 phases de pertes : uno perte durant le premier mois du compostage
st une perte entre le 3ème m o i s e t l e Sème m o i s c o r r e s p o n d a n t a l a t r a n s i t i o n
entre la saison des pluies et la saison sèche. (8n observe également une d&pres-
aion au Berne mois, mais non significative ; le fait qu'elle
apparaisse igalcment
sur la quantité rje 15N - qui ne peut pas remonter - souligne que ce "creux" relèvti
d e l ’ e r r e u r e x p é r i m e n t a l e ) . Les pertes en 15N permettent de calculer .I.es pertes
en azote originaire de la paille qui seraient de l’ordre de 35 $ en 6 mois.
*Les reprises de quelques analyses d'azot e total et d'exces isotopiques
ont modifie legérement l’allure de la courbe la qui figure dans notre rapport
IFS 81.
-fl-
2222 - Excès isotopiquo ot fixation do N2 (tableaux 1 et 2)
-=-.==-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-= -=-=..
La diminution constanta do 1'0xcèe isotopiquu (tableau 1) au cours du
compostaga justifio l'hypothèse d'un apport d'azote axogèna aux sacs de compast
enfouis,
3zoto qui pourrait provonir soit da la pailla onvironnanto, soit d'uno
fixation de N2 par ~EÇ bact8ries autochtones, non identifiéos, Los cuurbos do 1'6-
volution da 1'azotG total au cours du compostago obtenues 10s années passBos, et
qui ont toutoe la mSme all.urz, nous permettent de penser que ce gain de N vient
do la Pixation libre de R12. Calculée selon 1'8quation (3) 36volopp8e au $ 2112,
la Fixatian du N2 est progrcssivs
au cours du compostagü. Ella passe de 11 b 20 ,Y.:
de l'azote total respcctivamont du Ier au 6Qmo maie, ct atteint 39 $ environ dc
l'azote total au Sème mois, avez le traitement tgmoin (vcir tableau 2).
2223 - Vdrification expckimentslo de la va.liditG -10 lthypothèse
-= -.= -= -= -= -= -y- -= -= -= -= -= ..= -_
-s="=..=.-~ -=M.= -= ..= -= -,= -= m.= "= -=
sur la fixation de N2
m.= mm= -= -= -= -= -= ---M=M=-
Lt 3rigi ne 1-j~:
lel baisso do l'excès isotopique peut avoir 2 c.ausGs :
l'une biolcgiquo, par fixation de N2, ot l'autre physique, par lixiviaticrn ot trans-
f e r t s d'azote "paille" Par cntrainamcnt par l’eau au soin ije la compostièrc.
L'hypothèse de cette duuxi&me cause, a priorL plausibls, est infirmbe
a p o s t e r i o r i , pour 2 raisons :
- .~'BXC&S isotnpiquo continuo de baisser dans des p8riodos car act8ris6aü
par unc stabilito du stock 15N de la paille (fig. 1) ; plus oxactament, l'QvGlu-
t.ion dc 1'oxcOs isotopique continuo à docroitrs alors que la quantité de 15N do-
croit par pal.li.ors (2 décrochements St 2 palliors on 9 mois). Cos phénomènas prou-
vont l'origine exog&ne de l’apport d'azote, apport continu, cause de cette baisse? ;
- hormis pour 10 premi+Jr d&crGchement du stock 15N au moment do l’arro-
sage artificiel de la pailla, il n'y a pas d'effet, pnr la suite, do la pluviositu
sur le stock 15N. Si ?OS phQnomènes de diffusion d'azote Gtaient impliqu8s dans la
b;sisss de l'cxc&s isotopiquo, la variation do ce dornior aurait Bt6 directement
lié Z l’arrosage et 2 la pluviGsitB. C’est mcmo l e c o n t r a i r e q u i est observ6 ; e n
ti’yfzt, 10 second décrochomont semble plus X.6 A l'arrut des appûrts d'eau qu'aux
apports eux-mûmes.
223 - Acides humiquos (tableau 3)
-m.-e-"-"-I*----
LOS rasultats G:btenUs sur lc compcst tdmoin variant de 1,5 $ au prGrnicr
mcis Ei 3,8 $ au sixi&mo mo.is.
Les résultats sGnt exprimas en C $ par rapport CI la matière s&chG. Carl-
sid&rant une valeur do C total d'environ 40 $, le taux d'humification au 6èmG mais
serait d’environ 10 $.
On observe unc augmentation do l'humification rfs la matièra organique
au cours du tamps ; on effet, las acides humiquos passent de 1,5 $ B 3,8 $, corrb-
latiuement à la .disparition des acides fulviques.
- 5-
23 - Conclusion
Les pertes d'azfiti:-paille (azsti! criginairo da la paille) sont impur-
tantes, rje 1'3r:jro ijQ 35 y!!. Elles n'aparaissent ?as dans le bilan N tiital final,
car 011~s sont contrebalancées par une fixation ic N2 qu'on a pu dualuec :
(1) au bout de 6 mois, CI environ 300 mg pour 200 g de paille soit 1,5 kg d'azote
fixe par tonne de paille mise à ccmpnstor ;
(2) au buut de 9 mois, à envircn 600 mg pour 200 g -Ic paille, scit 3 kg d’azote
fixé par tonne ,je Paille.
Bien qu'aucun test biclogique prouvant cette fixation de N2 n'iaft
Qtt: opóre dans cotte nxkrdriur,ns (méthode "acétylène" nctammsnt), la validité do
l'hypothèse fixation de N2 est étayge par la baisse cantinue de l'excès isutu-
pique de la paille. Par .sillours dans une expérience antérieure (rapport IFS
1978, bourse No G. 128) nous avions prccédé à des mesures de rdduction 3e l’ace-
tylsne : les valeurs de fixation étaient de l'ordre 1 micromole C2Hq/h/'lOO g
d e p a i l l e , donc ncln négligeables. Une estimation quantitative de cetta fixation
de N2 Pourrait Gtro faite en prenant comme base de calcul les valeurs mcyennes
de la fixation symbiotiquo ~ssl'arachid~
: de nonbrcuses mesures de fixation
Par la methode ac8tyleno et par la mdthcdo de la valeur IfA” (GANRY et WEY, 1974
B 1977)* nous parmettent d’ecriro qu'une fixation de 20 micromoles do C2H4/h/
plante pendant 1 mois fournit environ 80 kg d’azote fixé par ha, soit environ
480 mg d'azote fixe par plante ; grosse-modo, 20 micromoles/h pendant 1 mcis
équivalant à 460 mg d’azote fix8. Par analogie, dans lr: comp3st, une fixation
de 1 microm;is/h pendant 6 mois devrait Equivaloir à isO x 6 = 14& mg d'N, 3dnc
14(/ mg I'N2 fixe pour 100 g de paille, sait 1,4 kg d'az 3? e f i x é p a r tbnns d e
p a i l l e . C e resultet e s t cohoront a v e c l a f i x a t i o n d e RI2 estim6e p a r la mathode
de la dilution isGtoi3ique (1,5 kg N2/t da paille), objet de la prosente Bttide.
Ces résultats de fixation laissent entrevoir qu'en absence de pertes,
le gain d'azcte dans la rompostière pourrait ûtre sensiblement augmente grâce
à la fixation N2. Ces partes sont apparues à 2 periodes bien précises : en dbbut
d e fermentatien e t d l a transitiun e n t r e l a s a i s o n d e s pluius ut l a s a i s o n sbche
(d u mains,
nous faisons d'hypothèse que les pertes d'azote à cette pdriodc sont
dOes à c e t t e t r a n s i t i o n ) I, Connaissant la pÉriode (ce que nous venons de voir) et
l'origine probable de tee pertes (par voie gazousc), il dourait être possible
d’appr6hondor les moyens pour y romódior. Le recouvrement de la paille par une
couche de terre Pourrait âtre ussayb. Mais une question sa pose, n'y a t-il pas
correlation
entre portes d'azc!te et Fixation de N2 ? Auquel cas, la reduction
des pertes antrainerait ipsti-facto une reduction de la fixation.
"GANRY, F. and WEY, J. - 7974, 1975, 1976, 1977 and 1980 cuardinatad rosdarch
Programme on the use of isotopes in fcrtilizor cfficiency studies on grain legu-
mes. Rcscarch cantract Nu RC/1296-SEN of thc joint FAO/IAEA Division. In : Re-
p o r t s prascntod at h;orks hops hcld i n Vienna.
*
3- COMPOSTAGE DE 3 TYPES DE PAILLE : Maïs, Mil ut Sorgho.
31 . Méthode
La t,schniquY do compostage cn fossu est ce1.l.e dOcrito dans notre
rappogt IFS rlo 1981 (Bourse N * R 133) et la mûme utilisbe dans l’exp6rience
1980 objet du 5 2. Lus traitomants da l'essai sont constituas de trois paiilos
do c$rSelcs : mil, maïs et sorgho.
La paillti :fc maïs utilisdo ost marq&, 2 lfi3zote 15. Nous disposons
Ao trente six Sacs du+ pailla a composter, par cUréales!, enfouies -lans la compcs-.
ti&ro, et chaque sac renformo 200 g da paille. Les sacs sont randcmisbs par nature
de paille, chaque cdr8alo c o n s t i t u e un8 “[J~IYBo~~c”, N o u s 3vans trci3 “p3rcall~s”
?ans la compcstiérc. Ces sacs, en toile moustiquaire, constituent des micro-
comPartiments ovoluant d a n s 10 biotope d e l a csmpostièro. l-3 poi& d e p a i l l e m i s
A composter dans la compostiére est d'environ une tonne.
L'essai 6tQ mis en place le 17 juillet au dBbut do l* 83iSaTl 206 pluies.
!Six prSl&vamünta ont 6tB faits pendant 10 compostage qui 0 dur8 6 mois.
32 - R6sultats c:t discussion
3i:i - Matigre s&che (voir Pig. 3)
----e..--m.---m
L a biodggradation d e l a matiére organiquti s u i t l a m9mc Bvolution q u e
dans les usssis pr6c6dents.
Les Port&s de matiare s&cha de la ?aille da maïs 3t
de mil ça situent aux environs do 70 $ au bout de six mois et celles rlu la paille
de sorgho, qui sont plus importantes, atteignont gresqua 80 $. Notons que l'im-
portanca das pertes est lidc à la finesse du broyage. En situation de paille
seulornant tronçonndo les frjortos no sont que do 15 $ pour una pBriode de 6 mois
(GANRY, Communication personnelle).
L:! biodogrsdation de la paille de sorgho est plus rapide dils 1s pre-
micr mois do compostage. :Cl semblerait que cette paille ccntionne plus de collu-
losa que 18s autres.
322 - L'azote total, l'excbs isotopiquu et la quantitd d'azote 15 do
--"-----.I---~--I---~r-----------------,-----r--"-C--u-L--~r---
la paille de maïs
. ..---"-m-*.-c-mm-"-
3221 - Azote total (tableau 4 ; fig. 3 st 4)
-:: . ..= -= -=-=Ma
Nous observons un accroissement du stock d'azote total de 170 $ pour
1.a paille de maïs et de 35 $ pour la paille do mil jusqu'au 2Bmo mois,
puis uno
diminution (partes d'azote) pour atteindre un niveau de stock d'azote encore
suporieur d e 1 5 $ a u s t o c k d”azote i n i t i a l . P a r contre les variations d' azote
total de la qaillti de surghc restent mud&rB@ dans le temps.
3222 - ExcEs isotopique (tableau 4)
--: -= . ..= -= S=e= -= -a
Du dbbut de compostage FU premier mois, 1'axcDs isotcpique do la
pailla de maïs a considérablemont diminu6 : il passe de 0,937 B 0,188, mais par
la suite, il rests presque ccnstant durant tout le compostage. On peut en ddduirc
d'une part, l'existence dVun ap>crt d'azote su compost des micro-compartiments
r!tudi0s, d’crigi no uxogono, a9por.t vraisomblablemont dû B la fixation libre do
N2 ; d’autre part, qua cet aypnrt de N exog&ne s ’ e s t arr&t8 d&s l a 45&ma j o u r ,
-7 -
3223 - Cluantit& totolc d e 15N (tableau.4 ; fig. 4)
m.= --en= -= -= -= -= -= -= -= -=
Ces pertes d'azc,ta 15 se produisent CI 2 poriodes : l'une significative,
la Plus imi:>ortante, durant le premier mois (le stock de 15N passa de 14,36 mg à
8,4 mg) ct 1’ autro, moins impcrtanto et non significative, à la fin du 28me rnc;is
(10 stock dc 15N pûssa je El,4 mg ;i 7,7 mg).
C e s v a r i a t i o n s d,: stuck 15N rappallont celles mislIs en dvidance dans
l'cxperiance de 1980 (cf. 5: 222),
6tant cependant plus accentuéos i;n première
yeriode ;it moins accentuées, en deuxiome pdriûde.
3224 - Varificaticn exporinentsle de 1
-=-=-,=---=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=
a vnlidite de l'hypothbsa
-=-=-=---=-=-=-=-=-=-=a~-=-
sur 2a fixatirjn de N2
-=..= -.=-=-=-=-=-=m.=-=-
Comme au 5 2223, nûus admettons que la baisse de :L'excès peut avoir
2 causes :
- l'une biclugique par fixation de N2 ;
- l’autre physique par lixiviation d'azote non marqui5 provenant de la
paille environnante non marquoe.
Nous rappelons que les pcrtus d’azote Par voie gazeuse ainsi que par
lixiviation nc peuvent pas modifier l'exces isotopique de la paille, du muins pas
en deça de la 38me dbcimalo (cn sait, en effet, que la dbnitrification augmente
lélgércment l a t e n e u r n a t u r e l l e e n 15N do la matière organique, mais que cette va-
riation n’est décelable qu'au niveau de la 33me d0cimalo). E:n revanche, ces pertes
entrainent une baisse du stock d'azote 75.
L'hypothèse
"lixiviation"
supposerait qu'un ap~sort d'azote d'environ
10’50 mg provenant de la paille onvironnanto ait pu se faire dans le micro-
compartiment ccnstitu0 par les 200 q de paille ; '3. l'uvidcnce, cette suppositicn
est invraisemblabla. En revanche, la liaison inverse qui oxisto entre l’azote tata;
et llcxc&s isotopiquo plaido en faveur de l’hypothése “fixation de N2". On notera
tout de même, I'intensite des processus à la fois de bio:jegradation (40 $ de pertes
d’azote 15) et de fixation de N2 (48 5 de l’azate total) durant le premier mois.
323 - Bilan pertes - gains d'azote
a---aaaa-aIaa--a~L--C---a-aaaa
ConsidOrant l’équivalence q u i e x i s t e e n t r e p e r t e s r e l a t i v e s d ’ a z o t e 1 5
et pertes relatives d’azotti originaire de la paille, nous pouvans, par deduction,
calculer les valeurs suivantes :
(1) La perte en N total originaire de la paille ;
(2) La quantite N total finahdu compost prcvenant exclusivement JC la
paille, dsduite des pertes calculGes on (1)
(3) L'input net d'azote durant lc compostage, donc la fixation nette du
N2' calcul6 par diffdronco entre le N total. final r5cl et le N total
f i n a l theorique ( c e s v a l e u r s s o n t c e l l e s q u i f i g u r e n t à l a colcnne 5
du tableau 4).
Ces valeurs sont 10s suivantes :
N total paille
P e r t e s NC-pailla
N total final
Fixation de N2
au ddpart
(2 6 mois)
dt origine paille
nette
(à 6 mois)
(à 6 mois)
1 507
45 y%
823 mg
931 mg
-8.
Ces valeurs ci-dessus mottcnt en ovidonce quL 10s pertes d’azote-paille
(azote originaire 'je la paille) sont importantes, do l'ordre de 45 $ ; elles n'afj-
paraissent pas dans 10 bilan N tata1 final, c a r cuntrebalancbas
Par u n e f i x a t i o n
cJ*aZote 3s l’ordre de 900 9 1000 mg par 200 g de paille soit de 4 à 5 kg d'azotie
fi.xQ par tonne de paille mis à compostor.
L'humicJité est exprimbo en gour cent par rapport au poids humide du
compost.
il\\Qf
Elle varie de 84 à 77 5 au cours du compostage, survpériode Ao 6 mois.
On notera la similitude de 12~9 valeurs avec colles obtenues dans 1~" cas du cum-
post fabriqué en 1980 (cf. rapport IFS de août 1981).
b'humiditfi du compost pondant la p6rioda des saisons des plUiaS (*lu, 2~:
ot 3~ prBP&vement) n'i3st guùra difforonto de ce110 de la saison sèche (43, 5, et
62 prtlèvement),
co qui confirma une fois encore la prcduction d'eau Mtabolique
et le pouvoir de rotention rie l’eau du compost.
33 - Conclusion
Cette exp6rienco rdvèlo l'axistenco simultands durant les 30 premiers
juurs, des Fertes dlazoto et d'une fixation :io N2. Par la suito on assiste $1 une
stabilite des processus de pertes et LJO fixation de N2 qui pourrait s’expliquer
i;ar une augmentation ..je l’a8ration duo à. la masse insuffisante de comijost au-~Jolb
.-Je 30 jours (ot notamment ~bue, à 1 ‘f5paissour
de compost insuffisante dans la compos-
tiàre).
Enfin, on notera que malgrb les pertes d'azote zle la paille de 45 12, la
stock d’azote total on fin de compostage n'est PaS róduit, COS perttis ayant ut&
camponsdos car uno fixation de N2.
- 9 -
4- ETUDE AGRONOMIQUE : Effet de l'apport du compost enrichi on phosphate
sur le ïandoment du miJ.,
41 - Flatérial ct m0thados
-x
L'essai cjlst mon0 en vasas de vdgbtat ion, an randomisat ion simijlo,
c~mposb c-e six traitements rd?Gtds 8 fois.
,
L:JS traitdmunts st;nt 12s suivants :
+ sel tbmcin
- sül + cam[iüst
- sol + cclmpost + P-tricalcique
- soi + CIJfllpZSt enrichi en P-tïicalciqua
- sol + compost + P-suiJortr.i.plo
- sol + compost enrichi en P-supertriple
Chaque vase de vdgatation cunl;icnt 15 kg ,;to sol. Lu compost ast
SiJ[JOrtb à raison dti 50 g/vasz, soit (Jnvircrn 10 t M.S/ha. Lo phcsphato ajüut6
est 3ppcrt6 3 la m6mo qciantitd quti celui contanu dans 1~3 compost enrichi au
prbafabl~ A 1 $: de P20gF soit 3,75 g p a r vascj.
Lc ct:fliytist utilis6 8 dtd constitub k jjartir do six +rGlÈvfJmonts du
cumpbst du maïs Jo 1980,,
En glus de 13 fumuro organe-Phosphatoa :
- l’azctn Sou3 forme :I'urb~ a tst.6 apport6 à raison -1~ 337 mg N/vass
soit cnwiron 250 kg 3’ur6e/ha, 3n 3 fois
: lu premier apport justo aFrbs 2-e
ddmariaga,
1~” ilouxi'me ùt 10 troisihrne En q u i n z e jours d’intervûllc ;
- 1~ potassium acus f'3rme il0 XC1,
à raissn de 500 g du K20/vase soit
anviron 100 kg lo K2O/ha,
en uno stiulc fois avant 10 semis sn même tom?s L/UE: 113
compost et .Le phcjsphatd ;
- das oligo-GlCmonts (Mn, Zn, CU et Mo) r?t .Ju f o r s o u 3 forme d'EDTA,
LU SO1 utilisd GSt <?u type ferrugineux trtiiJica]. ;pau ~OSS~~O, aPF:olG
lucalonent s0.l. clins. Cùs caract2ristiquos
sant 10s suivantes : argile 4 à 5 $ ;
;JHoau S,5 à 6,5 ; azote tot.31 0,015 9 0,020 p ; capacitb totalo d'dchange q,Ç
à 2 meq/lOO g.
Ls plants test est 10 mil 3/4 ox-bornu Ocnt 1~: cycle Gst (~2 90 jours,
La culture a ut6 demarrai e n serre p a r arrosag3 à 1'Jau ~zistill6c ; au stade
d6but tallage, la culturiz a utrl! cun!uitti dehors, a ciul (.Iuvcrt, efin do bdnd-
ficiiir tics cGnditi»ns climatiques de la saison Jes pluies.
. Analysos effuctuéos
- Sur 112 compost :,C 9; Par la mathode Anne modifiúe
.P205 total par la m6thode CII : min6ralisation
ilar v o i s sbche,
.pH~?au ot KCl
: raPPCirt eau-301 = 2,s
- S u r l a ;llûnte ontibro à la r0cultt; : N ;,: et P 1: totaux
- IO-
Tous 18s rieds
La r&colte s'est eCFectuée à 56 jours de rggatations.
laquelle nous avons constitué un
de 7iil n'étaient ,Jas encore d$iés, raison pour
seul échantillon moyen par plante.
42 - Résultats et discussion (tableau 6)
~lexp!$rience ayant &t6 conduite 3 ciel Ouve::t afin de bgnéficier des
conrJ~ti»nç iclinatiques do la saison des pluies, des phénoménes d'engorgsmsnt
cent a+)par US au star& début dallage SOUS 1’ acti.on de f o r t e s p l u i e s ( c e t t e “sortie”
des ~~SE!S de végetation hors jt3 la serre s'est av8rée btru une mauvaiso opération
pour cetta raison). Ces conditions temporaires d'angorgemont qui ont perturbd
le dumarragrr! do la plante, oxpliqwnt ~ZS forts coufficionts de variation .
Randdmunts
-
L[;s r6rultats du tableau 6 mottont on Buidcncc l'absence d'ûffot do
1’aFport d2 P-trlcplciqua
(1 13 culture ; les rondomonts du tgmoin, du traitemont
avec compost tit du traitcmont avez compost + trJcalciquc
nL diffèrent pas signi-
ficativi:munt
(rundowsnt moyc?n : 48 g M.S/vasa). En rovonche, on obsarvo que! l'ap-
p o r t de P arcroit significptivement Ics rcndcments, d'uno part dans la cas où la
P-tricalciquo
3 ét< incorpor6 initialcmsnt
?A 12 poil12 avent compostaga (rt!ndo-
mont de 61 g M.S/vr?sc) d’eutrc part, dans 10
cas où 13 P est epporb ~OIJS f-orme
dl>
supertriplti (rendemI:nt moyen di: 61; g M.S/v~s~).
Les rbsultats
du tablo?u mottcnt on Svidanco un effat d6prossif dt?
1’ apport do compost sur la toncur on M ut le N total do la plante. Ctit offot
d6prûssi f i!St do vr?iscmblablcment ;-u faible dtigr$ d'hu?Gfication du compost, dont
la biod&gradation SI! poursuivant dans le sel, a ontrai& uno "f-im" on azote ;
en effet,
nous 3vons mentionné au
6‘41 quo CO compas:: otait un mf3lDngc dos 6
pr&l&vements f a i t s cntro 1
o t 6 :noi;s, contenant do ce fait de le paille plus CIIJ
moins bien d6comporQa.
Phosphore
Lt:s COzfficiontS :du vôrietion concornant 10 p-total des plantes sont
t r è s élevSs ; l’impr6cision dz l’ossoi nc: porïnct pas, -lors, de tirer des con-
clusiuns. TOiit ;7U p l u s peut-on n o t e r la m o b i l i s a t i o n cn F plus $levd,z danç 1o c’S
d o s traitomcnts a v e c P-supcrtriplti.
43 - Conclusion
Cotte expéricncd, nous l'avons souligna, ns nous a pas permis d’atttiin-
drti dL' façon satisfaisante l'objectif fixd : constitution d'une fumuro org3no-
phusPhat&à partir du phosphate n&.urcpl \\R-tricalcique) incorpord au compost et
effet de cstte fur!:uru sur 10 rendement du mil, pour 2 raisons : la pronière est
10 dcgrt3 d'humification insuffisant du compost at la'deuxièrne raison, l’hutbro-
gonbité :.ians la croissance des plantas duo 2 das conditions d’cngorgcmont en dGbut
dû culture. Wanmoins , nous p o u v o n s tii,gager 1~s rosultets suivants ;
- l'abqenca dl-~uffet d i r e c t d u p-tricolcique s u r le rendom1:nt ;
- uni? ef FicacitO s u r l u roni:lament d u cGm&CXjG OrgaflO-~d7b5@3até
(P-tricalciqu~ inci;rporb au cOifl~05t) bquivalente à ci2112 du P-supertriple $lUS
compcst app0rtSs c3njointament à la culture. Ce dernier r&sultat n'est Fcndd
que sur le run:!emont de la planto 2ntiGro. Unu LleuxiCzme axp6rionc9 sera ~~COS-
sairr3 pour confirmer si ct3tt2
rfficacitd cJarnwro sur 12 renfjemsnt in grain,
oxpdri. Once dans laquelle 1s COmiICISt d~;vra avoir un dugrci d'humificgtiL;n suffi-
sant.
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Tableou 2 : POUrCüntaCJf3 -10 1'
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c7zclte tvtril .Ju cümpost provenant :;o 1s fixation
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4s N2 - Bambsy 1980 -
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