I REPUBLIQUE DU SFNEGAI- ~PtMPL MINISTERE DU...
I
REPUBLIQUE DU SFNEGAI-
~PtMPL
MINISTERE DU DEVELOPPEMENT RURAL
FONDATION INTERNATIONALE
POUR LA SCIENCE
INSTITUT SENEGALAIS DE RECHERCHES AGRICOLES
BOURSE DE RECHERCHE no C/O133-C.
DEPARTEMENT DE RECHERCHES SUR LES SYSTEMES
_ ,,..
- - -
AGRAIRES ET L'ECONOMIE AGRICOLE
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VALORISATION DU FUMIER PAR CONPOSTAGE METHANOGENE
RÉALISATION : MME FATOU GUEYE
DIRECTEUR DE L'ÉTUDE : Fa GANRY
PROGRAEIME F,I,S DU l-04-1985 AU 1-04-1986
!
NOVEMBRE 1988
CENTRE NATIONAL DE RECHERCHES AGRONOMIQUES DE BAMBEY
SOMMA .RE
Pages
l- Bilan de la matière organique, du carbone et de l'azote à l'en-
1
trée et à la sortie du fermenteur
11 - Rappel des premiers résultats de bilan de mars à juin
1
1984 (1)
12 - Résultats du deuxikme bilan
2
121- La matière sèche
2
122- Le carbone
2
123- L'azote
5
13 - Conclusion
2 - Etude du compostage en fosse
21 - Dispositif
22 - Incorporation du phosphate naturel au compost
221 - Méthode d'étude
221-1 - Calcul de la quantité de phosphate de Taïba à
apporter par tonne de compost effluent mis en
compostière
221-2 - Echantillonnage
7
222 - Résultats et discussions
7
23 - Effet de l'asséchement de l'effluent avant compostage
8
231 - Méthode d'étude
8
232 - Résultats et discussions
8
24 - Conclusion
11
3 - Valorisation agronomique du compost biogaz enrichi en phosphate
14
essai en vase de végétation
31 - Rappel
14
32 - Etude agronomique
14
321 - Dispositif
1 4
322 - Résultats et discussions
1 5
322-l Rendement
1 5
322-2 L'azote
16
322-3 Le phosphore
17
/
. . . . . .
Pages
322-4 Le calcium
18
323 - Conclusion
18
BIBLIOGRAPHIQUE
19
- 2 -
12 - Résultats du deuxième bilan
Le bilan a été effectu@ à partir du mois de novembre 1984 jusqu’au
mois de février 1985 :
Méthode : Le fermenteur est chargé tous les deux jours sauf le
samedi et le dimanche. II est déchargé* une fois par semaine. Ues prélèvements
pour analyse sont effectués sur toutes les opérations.
121 - La matière sèche
----------------
Le fumier ou substrat pailleux introduit dans le fermenteur, y sé-
journe pendant 20 jours avant sa sortie au niveau de la fosse d'évacuation des
effluents, attenante au fermenteur.
Du 19-11-1984 au 24-01-1985, le chargement en substrat pailleux du
fermenteur s'élève à 6 Y29 kg avec un pourcentage en matière sèche qui varie
selon les chargements de 30 à 45 % soit 2 381 kg de M.S. (tableau no 1). A la
même période avec un décalage de 20 jours le fer-menteur produit en effluent
9 075 kg avec un pourcentage de matière sèche qui varie de 16 à 20 % soit
1 629 kg de matière sèche au total (tableau n? 2).
La perte de matière sèche s'é lève à 32 % au cours de la fermentat i orI
méthanique en continu (tableau no 3).
122 - Le carbone
----------
Les 2,4 t de M.S de fumier ont donné 881 kg de carbone (voir tableau
no 1).
Les effluents secs (phase solide dans la fosse) ont exportés 553 kg
de carbone (tableau no 2) et l'eau des effluents 12 kg de carbone (C %O de la
phase liquide dans la fosse = 1,65). Le carbone exporté par la matière organique
(l'effluent) représente environ les 2/3 du carbone total (64 %).
Le carbone exporté par le gaz :
La production totale de gaz durant cette période (du 19-11-84 au
15-2-85) est 394 652 1 (mesurée au compteur à gaz à la pression de 1040 mb).
La quantité de carbone est calcul& selon la formule :
1
2
7
3
1040
nombre de mole de gaz pour un litre de gaz =
-
22,4
x3oo
x
1013
déterminé de la façon suivante :
*L'opération consiste à évacuer périodiquement les effluents stagnants dans
le milieu liquide de la fosse. 1
VALORISATION DU FUMIER PAR COMPOSTAGE METHANOGENE
~-
La ferme "agriculture - élevage - biogaz - irrigation" dénommée
ferme expérimentale biogaz du CNRA, fonctionne depuis 1984. Un fermenteur
méthanogène continu type "[RAT-Transpailie" y produit entre 6 à 8 m3 de gaz
par jour et permet l'irrigation. Notre programme de travail se propose d'é-
tudier en 1984-1985 et 1986-1987:
- les bilans minéraux et matières sèche du compost de l'entrée à
la sortie du fermenteur d'une part et a'autre part entre la sortie
du fermenteur et son utilisation au champ ;
- l'effet de l'incorporation de phosphates naturels (phosphates de
Taîba) à l'effiuent* et l'effet de l'asséchement de l'effluent
avant compostage en fosse, sur l'évolution de la matière sèche
et de l'azote total ;
- l'effet du compost enrichi en phosphate naturel, sur les cultures,
1 - BILAN DE LA MATIERE ORGANIQUE> DU CARBONE ET DE L'AZOTE A L'ENTREE ET A LA
-
SORTIE DU FERMENTEUR
11 - Rappel des premiers résultats de bilan de mars à juin 1984 (1)
Les résultats obtenus durant la campagne 1984, montrent que les pertes
au cours du processus de fermentation sont de l'ordre de 30 % pour la matière
sèche et de 25 % pour l'azote. Environ
1/3 du carbone est transformé en biogaz,
les 2/3 restants étant évacués dans les effluents.
Les pertes d'azote seraient donc élevées ; ce résultat, s'il se con-
firmait, devrait nous amener à réfléchir sur les moyens de les réduire (en ré-
duisant vraisemblablement la volatilisation de NH3 au niveau de l'effluent
liquide à la sortie du fermenteur).
*Le produit à l'entrée du fermenteur est appelé fumier, à la sortie du
fermenteur, effluent, à la sortie de la fosse compostière, compost. L'effluent
comporte une phase liquide et une phase solide.
-3-
Tableau no 1 : Les chargements du fermenteur du 12-11-84 au 24-01-85
--
-.-
Matière
Matière
/Carbone !Azote
1
,Azote
!
humide
sèche en
total
en %
'total
en kg
I
Ikg
'en kg
en kg
l
I
I
- i
l
1.
I -a-_
1
212
1 80.35
1
37.9
j
34.8
i
28.0
1.30 1 1.05
210
/
86.94
1
41.4
1
40.3
/
35.0
1.46 i
1.27
249
,
88.39
,
35.5
,
36.5
,
32.3 /
1.30
( 1.15
I
217
1 54.68
1
25.2
1
37.5
1
20.5 1
1.50
1
0.82
l
233
1 83.65
1
35.9
33.4
1
/
38.3
36.0
j
32.0 1
1.28
1 1.07
I
274
j
91.52
/
,
1
33.0 ,
l.OY
/
1.00
222
j
73.48
1
33.1
1
32.5
1
23.9 1
1.00
1
0.73
220
1 79.64
36.2
/
40.3
/
32.1 1
1.40
1.11
268
/
93.53
/ ,
34.Y
,
37.1
1
34.7 (
1.33
j
, 1.24
229
1 106.71
1
46.6
1
34.8
1
37.1 1
1.56
) 1.66
233
/
72.23
/
31.0
!
43.0
!
31.1 j
1.51
1.09
I
286
, 90.66
,
31.7 /
31.7 ;
28.7 ,
1.49
/
,
1.35
I
1 225
1 110.70
1
49.2
1
37.1
1
41.2 1
1.59
1 1.76
228
1 89.83
1
39.4
/
36.8
1
33.1 /
1.44
/ 1.29
300
/
90.90
/
30.3
1
34.4
(
31.3 (
1.29
/ 1.17
1
301
/ 86.09
(
28.6 1
36.8 1
31.7 j
1.09
/
0.94
236
32.2 /
37.9 1
28.8 j
1.54
/
1.17
360
34.4 ,
37.9 1
46.9 ,
1.31
,
1.62
1 240
(
74.64
/
31.1 1
39.1 I
29.2 1
1.55
’
1.16
287
27.6 !
36.4 !
28.8 ;
1.55
1.23
231
32.5
i
37.1
I
27.8 ,
1.51
,/
1.13
1 241
1 62.66
1
26.0 1
36.8 i
23.0 1
1.58
1 0.99
269
i
87.15
1
32.4 /
36.0 j
31.4 /
1.58
1.38
233
l
68.50
/
29.4 ,
44.8 ,
30.7 ,
1.52
j
,
1.04
1
226
1 78.87
1
34.9 1
38.7 1
30.5 1
1.42
1 1.12
I
/
93.06
1
32.2 /
35.2 1
32.8 1
1.52
1 1.41
I
/
289 232
1 93.73
1
40.4 ]
37.9 1
35.5 1
1.13
1 1.06
1
238
I 89.49
I
37.6 t
33.6 ’
30.1 I
1.62
1 1.45
-4-
Tableau no 2 : Quantité d'effluent déchargé du 11-12-84 au 15-2-85
Matière
Matière
Matière !Carbone
Carbone
Azote
/Azote
humide
sèche en
sèche en en X
total
en %
total
en kg
Ikg
%
1
en kg
en kg
l
l
I
l
/ 437
/
75.16 /
17.2
1 34.4
1 25.8
i
1.58
/
1.19
j
i 420
68.04 1
16.2
/
33.2
1 22.6
1 1.39
1 0.95
1
I 530
I
95.93 I
18.1
1 38.3
1 36.7
1 1.53
l
1.47
I
/ 285
54.15 /
19.0
I
I
36.0
i 19.5
i
1.35
0.73
j 633
1 112.67 1
17.8
1 31.3
1 35.3
1 1.60
1.80
1 6 5 0
1 102.70 1
15.8
1 31.7
1 32.5
1 1.32
1.35
/
320
57.6
i
18.0
/
34.8
I 20.4
I
1.59
0.92
I
532
90.97 1
17.1
1 $6.0
[
I
32.7
1 1.00
0.91
I 415
I
76.36 i
18.4
1 32.1
1 24.5
1 1.22
0.93
/
510
98.43 I
19.3
/
32.5
/
32.0
/
1.15
1
1.13
1
1 4 2 0
85.26 1
20.3
1 30.1
1 25.7
1 1.53
(
1.30
1
1 465
79.51 I
17.1
I 35.2
1 28.0
I
1.51
I 1.20
I
i
513
100.55 /
19.6
I
I
33.2
1 33.4
/
1.34
1 1.35
1
1 440
i7.00 1
17.5
1 34.4
1 26.5
1 1.65
/
1.27
/
I
I 870
166.17 1
19.1
1 34.4
t
57.2
1 1.51
1 2.51
1
/
615
98.40 ’
16.0
/
35.6
/
35.0
’
1.37
I
1.35
l
l
I
1 495
93.06 /
18.8
1 32.1
)
29.9
1 1.48
1 1.38
1
1 525
96.60 I
18.4
1 86.0
1 34.8
1 1.61
1 1.55
I
I
I
I
-5-
Une mole de gaz SI 0°C a une pression de 1013 mb et.un volume de
22,4 1. L'expérience a été conduite sous une température moyenne de 27" et
une pression de 1040 mb. Dans ces conditions, après application de la rela-
tion E+L = poTovo
= constante, le nombre de mole par litre de gaz est 0,0417
mole, ce qui correspond à 0,500 g de carbone. Le carbone total exporté par le
gaz contrôlé est de 195 kg.
Le carbone exporté par les effluents phase solide représente 64 %
du départ et celui exporté par le gaz contrôlé représente 22 %. Les 14 SO res-
tants sont partagés entre le gaz perdu par les fuites au niveau d'e la trémie,
et le carbone qui reste sous forme organique dans l'eau au niveau du fermenteur.
Tableau no 3 : Bilan de matière sèche (M.S), du carbone et de l'azote du
fermenteur du 12-31-84 au 15-2-85
\\Matière sèche /Carbone total /
I
Azote kg 1
kg
kl
I
Ï-
I
-1
1 Entrée : fumier
I
2381
I
881
33.5
/
I
--
l
I Sortie : effluent solide
I
1 629
1
553
I
23.3
effluent liquide
1
-
12
/
4.5
gaz (CO21
I
-
195
I
-
I
-1
/ Perte %
3 2
-1 I
14
i
17
123 - L'azote
-------
L'ensemble des résultats obtenus est consigné dans les tableaux 1,
2 et 3.
Le substrat de départ a produit 33.5 kg d'azote. Les effluents solides
ont exporté 23,3 kg et les effluents liquides ont entraîné 4,5 kg d'azote.
Les pertes en azote total s'élève à 17 % (tableau 3).
13 - Conclusion
Ces résultats confirment ceux du premier bilan(l) bien que très peu
de données concernant ce dernier étaient disponibles. Les pertes d'azote parais-
sent moindre : elles passent de 25 % pour le premier bilan à 17 % pour le second ;
néanmoins, elles restent toujours élevées de l'ordre de 20 %. Une acidification
de la fosse de sortie ne réduirait-elle pas ces pertes d'azote qui se font prcl-
bablement par volatilisation ?
-6-
2 - ETUDE DU COMPOSTAGE-EN FOSSE
'
-
Nous avons réalisé deux études : une avec l'effet de l'incorporation
du phosphate naturel et une avec l'effet de l'asséchement de l'effluent avant
compostage.
21 - Dispositif
Deux fosses compostières de 2 m x 2 m sur 0,6 m de profondeur sont
confectionnées à côté du fermenteur.
L'effluent, à la sortie du fermenteur, avec une humidité de 80 % environ,
est mis en fosse ou il évolue en semi-anaérobiose.
Le système de grille pour délimiter les micro-parcelles à la surface
de la compostière avec un sac de toile moustiquaire par trou est adopté. Dans
la première étude, chaque sac contient 1000 g d'effluent humide à 80 %.
Dans la deuxième 'étude sur l'asséchement de l'effluent avant compostage,
200 g de produit sec est mis en sac.
Les effluents évoluent dans les fosses sur une période de 6 à 9 mois.
Des prélèvements sont effectués périodiquement dans le temps.
22 - Incorporation du phosphate naturel au compost
221 - Méthode d'étude
---_-----------
La fosse 1 qui représente la fosse témoin est remplie d'effluent, sans
apport de phosphate naturel.
La fosse 2 est remplie d'effluent, avec apport de phosphate naturel.
221-1 - Calcul de la quantité de phosphate de Taîba à apporter par
- - - - -c----------_------- - - - -
tonne de c$mgost
i. - - - -
effluent mis en comEoztière
_ _ - _ - - - - - - -
La quantité de phosphate naturel de Talba dosant 35 % de P205 à apporter
par tonne d'effluent est . 100 Q x s
.
P x s x 3 5
P = Production annuelle du fermenteur en kg en matière sèche.
S = Surface devant recevoir ce compost en ha (compost après la phase
de compostage en fosse).
Q = Dose de P205/ha qui devra être appliquée sur la surface S.
s = Taux de solubilisation du P205 du phosphate dans le compost.
estimée à 40 % (2).
Soit avec s = 40 %, 7y1* Q* ' kg phosphate/t effluent.
8
P
-7-
La dose de ‘compost apportée à l'ha sera, compte-tenu de la perte r
en cours du compostage en fosse :
P (100-r)
kg/ha
100 s
r: perte en % de matière sèche au cours du compostage en fosse.
221-2 - Echantillonnage
-----i---
On met en place 48 micro-parcelles.
Huit prélèvements dans le temps sont effectués à raison de six
répét iti ons.
Le contenu total du sac est pesé, séché et échantillonné en vue
des analyses.
222 - Résultats et discussions
_----------------e------
Pour des raisons de disponibilité en effluent, le démarrage des
2 compostières a été différé dans le temps ; la compostière témoin (sans
phosphate) a démarré en hivernage le 14-08-85 et la compostière avec phos-
phate a démarré en début de saison sèche le 5-10-85.
L'évolution de la matière sèche atteint la phase "plateau" (compost
stable) au bout de 3 mois pour le compost témoin avec 45 % de perte, et au
bout d'un mois pour le compost phosphaté avec 32 % de pertes.
La teneur en azote total du compost croît dans le temps de 1,4 % à
2,l % pour les 2 composts. Cette Qvolution quasi-similaire des teneurs est
différente en ce qui concerne les quantités d'azote à partir du Zème mois.
La quantité d'azote total décroît durant le premier mois (environ
-15 %) puis remonte sensiblement le mois sui vant sur le compost enrichi en
phosphate, alors qu'une nouvelle baisse est enregistrée sur le compost sans
phosphate (fig. Zb).
La fig. 2b montre bien une similarité dans l'allure des courbes
d'évolution de l'N-total durant les 2 premiers mois puis une divergence qui se
traduit par un gain d'azote dans le compost avec phosphate et une perte dans le
compost sans phosphate.
A l'issue de cette expérience ,, il est difficile de conclure quant à
l'effet du phosphate sur l'évolution de l'azote total en raison de la non simul-
tanéité des 2 compostières c'est ce facteur "saison des pluies et saison sèche"
que nous étudions dans la seconde /expérience.
- 8-
23 - Effet de l'asséchement de l'effluent avant compostage
Etude réalisée en 1986-1987
231 - Méthode d'étude
m--------------
Deux composts sont à comparer : un compostage démarré en saison
des pluies dont l'effluent (phase solide) est directement mis en fosse après
la sortie du fermenteur et un compostage démarré en saison sèche et dont
l'effluent est soumis à un asséchement après la sortie du fermenteur et avant
la mise en fosse.
L'établissement dans le temps des courbes d'évolution de la matière
sèche et de l'azote total permet de connaître la durée optimale de compostage
en fosse et la qualité de ce compost jugé sur la quantité d'azote.
232 - Résultats et discussions
----------------=-------
L'évolution de la matière sèche (fig. 3) atteint la phase "plateau"
(compost stable) au bout de 3 mois pour les 2 composts avec une perte d'environ
25 à 30 %. Ces pertes sont légérement inférieures à celles obtenues en 1985, de
30 et 45 %.
La quantité d'azote total évolue différemment selon les 2 types de
compost : pour le compost de saison des pluies , sans asséchement après fermen-
tation métanogène mais avec une humidité fluctuante seulement durant le premier
mois (tableau 5), elle augmente au cours du premier mois de 15 % pour diminuer
ensuite et se stabiliser au niveau du départ. En revanche, le compost de
saison sèche, soumis à un asséchement après fermentation méthanogène et à des
fluctuations d'humidité en cours de compostage (tableau 53, est le siège d'un
gain d'azote durant les 2 premiers mois de compostage en fosse (environ + 25 %) ;
la quantité d'azote se maintient jusqu'à 6 mois pour ensuite diminuer.
Les 2 courbes (fig. 3) présentent une évolution similaire, à partir
de 1 mois de compostage, à celle mise en évidence en 1985 : en saison sèche
la quantité d'azote dans le compost a tendance à croître ; inversement, en
saison des pluies, elle a tendance à diminuer. L'explication réside vraisem-
blablement dans l'existence de 2 régimes hydriques différents : eaux de pluie
et eaux d'arrosage. En effet, la comparaison des 2 composts fait ressortir 2
différences dans le taux d'humidité : inférieur et fluctuant en saison sèche
par rapport à la saison des pluies (tableau 5) ; ces 2 facteurs "humidité" ont
probablement induit un gain net d'azote dans le compost en saison sèche (fixa-
tion N2 accrue et/ou pertes réduites). Ce processus a déjà été mis en évidence
dans le cas du compostage de la paille de mil.
-9,
C O M P O S T N O N P H O S P H A T E
20(
2 16(
m
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FIG. le
E V O L U T I O N DE L A M A T I E R E S E C H E (a ) E T D E
LQ,ZOTE T O T A L ( b) D U C O M P O S T AU C O U R S D U
COMPOSTAGE EN !FOSSE ( 1985 )
C O M P O S T
P H O S P H A T E
200
2
; 120
a
x
5. 10. a4
100
0
1
2
3‘
b
5
6
7
TEMF$ i MOISI
(b)
5. (0. Bb
0
1
2
3
b
5
6
7
TEMPS f MOIS I
FIG. 2, EVOLUTION DE LA MATIERE SECHE ( a ) ET DE
L’AZOTE T O T A L ( b ) D U C O M P O S T AU C O U R S D U
COMPOSTAGE EN !FOSSE ( 1985 )
#
A*..^..-
- - . . . -
---
.
.._..
-
..-
--
/-
-----_-._..^
.
. . - -
.----..-
--
. . -
- 11 -
h
Les températures du compost (tableau 4) au cours du compostage
varient de 60°C à 30 jours à 30°C au bout de 8 mois. Cette élévation de
température au cours du premier mois (dépassant vraisemblab.Tement les 60°C
entre 0 et 30 jours) est un facteur favorable de destruction des graines
d'adventices et germes pathogènes, donc de valorisation du fumier.
L'humidité du compost (tableau 5) au cours du compostage se maintient
entre 75 et 76 % en saison des pluies (par rapport au poids frais) ; en saison
sèche, elle flutue entre 67 et 75 % ; il importe de noter que ce compostage
exige peu d'eau. En effet, hormis l'humidification en début de compostage, durant
les 7 mois suivants, pour le compost de saison des pluies, aucun apport d'eau n'a
été nécessaire ; pour le compost de saison sèche, 2 arrosages légers ont été
opérés. Cette économie de l'eau a déjà été soulignée lors d'expériences précé-
dentes.
24 - Conclusion
Dans la pratique, après 2 années d'essai, on retiendra que le
compostage en fosse peut être arrêté au bout de 3 mois donnant lieu à un
compost relativement stabilisé après une perte en matière sèche d'environ
à 30 %. Ce processus de compostage en fosse a tendance à induire une baisse
de la quantité d'azote en saison des pluies ; par contre, il semblerait que le
compost de saison sèche moins humide et soumis à des variations plus grandes
d'humidité, soit le siège d'un gaïn net d'azote (600 mg d'azote pour 200 g de
compost ont été mesurés).
Conclusion pratique sur, la fabrication d'un compost organo-phosphaté
D'après la terminologie adoptée en § 221-1, nous avons obtenu expéri-
mentalement à la ferme au CNRA de Bambey :
P = 8 t M.S
S = 2,5 ha
Q = 30 P205
r=25%
La quantité du phosphate de TaTba à apporter par tonne d'effluent
sera de 67 kg
La dose de compost apportée à l'ha sera de 2,4 t M.S/ha
C O M P O S T
B I O G A Z
=
COMPOST
DE
SAISON
DES
PLUIES
f 7. 08. 8 6
AU 7. 04. 8 7 )
VX-
COMPOST
DE
SAISON
SECWT:
1 1 2 . 12. 8 6
AU
12. 0 8 . 87 )
(a)
201
2
VI\\cn
ii!
ii
k!
Id
F
z
1oc
T
0
;
;
; 6 7
é
MOIS
Ib)
3ooc
4 270(
kn
\\OIE
;12101
c
z
1501
FIG. 3 _ EVOLUT ON
DE LA MATIERE SECHE ( a ) ET DE
YAZOTE T O T A L ( b) D U C O M P O S T A U C O U R S D U
C O M P O S T A G E E N [FOSSE ( 1 9 8 7 )
^.I. ^.__ --...- ~--
_ L _ __-~-- - .-
- 13 -
Tableau no 4 : Evolution de la température exprimée en "C au cours du compostage
(température prise à 40 cm de profondeur, le matin)
Prélèvements dans le temps
PI
P2
P3
P4
P5
Pb
P7
PU
i mois
2 mois
3 mois
4 mois
5 mois
6 mois
7 mois
b mois
Compost saison
des pluies
61
54
48
3b
35
30
29
(du 7.8.86 au
7.4.87)
Compost saison
sèche (du
58
43
41
41
43 42
33
12.12.86 au
12.08.87)
--
Tableau no 5 : Evolution de l'humidité exprimée en pour cent par rapport au
poids du compost humide au cours du compostage.
- -
Prélèvements dans le temps
--
P i
Pô
P3
P4
P5
P6
P7
Pb
1 mois
2 mois
3 mois
4 mois
5 mois
6 mois
7 mois
8 moi
-
-
- - .
Compost saison
des pluies
76
75
(du 7.8.86
73
au 7.4.87)
Compost saison
sèche (du
73
71
75
71
-
71
72 67
75
12.12.86 au
-
12.08.87)
(P;;ie)
Les valeurs soulignées indiquent qu'un arrosage du compost a précédé le prél&ement
Ces arrosages interviennent en cours de compostage : un pour le compost "saison des pluies" et
3 pour le compost "saison sèche".
- 14 -
Dans cet exemple, un apport de compost à raison de 2,4 t M.S/ha
(dose résultant de la production annuelle du fermenteur) ; autorise une
fumure phosphorée de 30 unités de P205 (30 kg P205/ha) sur une surface de 2,5 ha.
3 - VALORISATION AGRONOMIQUE DU COMPOST BIUGAZ ENRICHI EN PHOSPHATE
ESSAI EN VASE DE VEGETATION
31 - Rappel
Les premiers résultats obtenus (2) en 1986 ont montré :
- une absence d'effet d.irect du P-tricalcique sur le rendement ;
- une efficacité sur le rendement du composé organo-phosphaté
(P-tricalcique incorporé au compost) équivalent à celle du
P-supertriple.
32 - Etude agronomique
Le sol utilisé est le m&me type de sol que celui de la prem ière
expérience [sol ferrugineux tropical appelé localement SO? dior)
Le compost utilisé est celui issu de la premiêre expér ience de
compostage biogaz en fosse (compost biogaz 1985).
321 - Dispositif
-mm ---*mm
L'étude est menée en vases de végétation contenant 20 kg de sol,
disposés selon une randomisation simple. Elle comporte cinq traitements
répétés 8 fois.
Les traitements sont les suivants :
(1) Sol seul
(21 Sol f compost témoin
(3) Sol + compost enrichi en P-tricalcique avant compostage
(4) Sol f compost témoin + P-tricalcique
(5) Sol + compost témoin + P-supertriple
Le compost est apporté à raison de 140 g/vase(dose calculée sur la
base de 6 t/ha avec 42 000 pieds de mil à l'ha). Le compost a subi six mois
de compostage en fosse.
Le compost enrichi en phosphate a une teneur en P205 de 1,7 % et le
compost témoin, une teneur de 0,87 %.
- 15 -
Le phosphate supertriple (45 % P205) est apporté à raison de 2,55 g
par vase et le phosphate tricalcique naturel (35 % P205) 3,ll g/vase. L'appor+t
du P-tricalcique et du P-supertrlple à ajouter au compost témoin est calculé
en fonction de l'apport en P205 du compost enrichi en phosphate. Cet apport
est de 1,15 g.
En plus de la fumure organo-phosphaté, l'azote (urée), le potassium
(chlorure de potassium) et les oligo-éléments sont apportés en quantité suf-
fisante.
La plante test est le mil souna 3 dont le cycle est de 90 jours.
La culture est conduite en serre, en saison sèche. Deux cultures
de mil sont effectuées dans chaque vase.
La première culture est suivie de novembre 85 à février 86, la
récolte est effectuée à la maturité compléte ae la plante, deux échantilfons
sont constitués : les tiges et feuilles d'une part, et les graines d'autre
part.
La deuxième culture est suivie de mars 86 à juin 86 ; la récolte
est effectuée à l'épiaison, un seul échantillon de la plante est constitué.
Des mesures de rendement, d'azote, de phosphore et de calcium, sont
effectués sur les récoltes.
322 - Résultats et disçussions
---------------- -------
322- 1 - Rendement (tableau no 6)
- - - - -
Seul l'effet de l'apport de compost sur des 2 récoltes cumulées
est positif.
L'effet résiduel du phosphate que nous pensions mettre en évidence
sur la Zème culture, est nul ; par contre, l'addition des 2 rendements diminue
sensiblement le coefficient de variation, très élevée au niveau de chaque
culture.
- 16 -
Tableau no 6 : Rendements M.S. exprimés en g/vase
l
Récolte
llère récol-IZème récol-l lère -t Zèmel
iTraitement
I
te
I
te
lrécoltes I
I
1
I
--
I Sol seul
I
68 a
1
24*a
l
90a I
I
I
1
I
I
-1
1 Sol + compost témoin
I
9 0 a b
1
27a
1
116 b I
j
Sol t compost enrichi en phosphate
!
88 ab 1
29a
/
122 b /
1 Sol + compost témoin + phosphate tricalciquel
89 ab i
34a
/
118b /
I
ajouté
I
/ Sol -t compost témoin + supertriple
111 b /
35a
1
141 b j
-1
j C.V. %
26
/
3 3
I
18
;
1
-
1 Newman e t Keuls
5%
I
5%
1
5 %
1
1 Seuil
*Une valeur manquante est recalculée et estimée par l'ordinateur.
322-2 - L'azote (tableau no 7)
- - - -
L'apport de compost enrichi en phosphate n'améliore pas la nutrition
azotée de la plante. Les trois traitements avec phosphore ne diffèrent pas si-,
gnificativement.
Tableau no 7 : Azote exporté par les plantes exprimé en mg/vase
Récolte
lère récol- 2ème récol-'lère + 2ème
, Traitement
te
te
I
I
I
récoltes ,
1
l
l
I
I
1 Sol seul
! 1324 a !
721 a !
1955 a 1
l
1 Sol + compost témoin
1
1586 a b
1
796 a
/
2382 ab )
/ Sol + compost enrichi en phosphate
_/
1606 ab
/
1053 a
j
2499 ab i
1 Sol + compost témoin + phosphate tricalciquel 15g6 ab 1
I
ajouté
I
I
1110 a
1
2643 b
/
Sol + compost témoin + supertriple
I
1962 b j
1092 a
i
3054~;
i
/ C.V. %
1
I
I
-1
_l
24
l
2g
I
2o.-_j
l
l
l Newman et Keuls
1
5%
I 5%
I
5%
’
I
I
1 Seuil
- 17 -
322-3 - Le phosphore [tableau no 8)
Les quatre traitements contenant du compost ne diffèrent pas
significativement entre eux mais diffèrent significativement des traitements
témoin "sol seul". L'apport de compost améliore la nutrition phosphorée de la
plante. Bien que non significatif on notera l'effet positif du compostage sur
la solubilisation en P-tricalcique qui se traduit par une plus grande immobi-
lisation de P dans la plante. Le traitement avec compost enrichi en P-tricalcioue
accroît l'immobilisation en P de + 14 mg (+8 %) par rapport au traitement compost
avec P-tricalcique ajouté. Cela montre une certaine solubilisation du P-tricalcique
pendant le compostage.
Estimation de la solubflisation du phosphore dans le compost enrichi
en phosphate.
La quantité de phosphore exporté par la plante est la suivante :
- compost témoin : PI * 173 mg
- compost enrichi en P-tricalcique avant compostage : P2 = 186 mg
- compost témoin + P-supertriple : P3 = 194 mg
p2 - Pi = 13 mg
p3 - Pl = 21 mg
Si nous prenons comme référence le traitement avec apport de
P-supertriple,
la solubilisation de P-tricalcique dans le compost peut être
estimée à :
loo2; l3 = 62 %
Il convient de n'accorder à ces résultats non significatifs, qu'une
valeur relative et de ne retenir que les tendances.
Tableau no 8 : Phosphore exporté par les plantes exprimé en P mg/vase
FFécolte
1 lère récol-12èrne récol-llère t 2ème
1
Traitement
I
te
I
te
I récoltes
Sol seul
l
I
-
90 a
23 a
/ 110 a -
I
I
-1
ISol + compost témoin
1 135 b 1 38 b
1173b
t
I
I
-1
-4
/Sol f compost enrichi en phosphate
146
I
b ;
40 b
I
, 186 b ,
iSo1 + compost témoin + phosphate tricalciquel
-3
126 b /
46 b
/ 172b ,
I
ajouté
1I
I
l
-1
[Sol + compost témoin + supertriple
147b
i
48
l
b
1 194 b I
/C.V. %
I-------
-1
I
21
/ 27
j 18
l
INewman et Keuls
Seuil
- 18 -
322-4 - Le calcium (tableau n" 9)
--m-e
Nous observons le même résultat qu'avec l'azote. Les traitements
avec apport de phosphore ne diffèrent pas significativement.
A l'instar du calcul appliqué au phosphore, par rapport au phosphate
supertriple, nous estimons une solubilisation du calcium de 6 %.
Tableau no 9 : Calcium exporté pa'r les plantes en mg/vase
lère récolf 2ème
1 Ière f 2èmel
récol
te
te
récoltes l
I
-1
I Sol seul
1 356 a
/
120 a
I
461a
I
I
-1
I
l Sol + compost témoin
1 433 ab
/
136 a
/
569 ab
/
1 Sol + Compost enrichi en phosphate
/ 401 ab
/
178 a
/
579 ab 1
i Sol f compost témoin + phosphate tricalci-. -1 ,
423 ab
i
189 a
j
599 ab -1 ,
/
que ajouté
-1
/ Sol + compost témoin + supertriple
i
535 b
1
199 a
1
733 b 1
I
; C.V. %
-' 21
'
36
' 21
-'
i
I
l
i Newman et Keuls
5%
,
5%
,
5% -1I
j Seuil
I
l
1
323 - Conclusion
----------
Dans cette expérience, le compost a accru significativement le
rendement en matière sèche, N, P et Ca, ce qui était un résultat attendu. En
revanche, les différents traitements avec phosphate en présence du compost,
n'ont pas influencé significativement la culture, ceci en raison vraisemblablement
de l'effet du compost sur la culture qui a agi favorablement, globalement sur
la nutrition minérale de la plante satisfaisant en grande partie des besoins
en P de celle-ci. Cependant, on notera, une tendance à la solubilisation du
phosphate tricalcique naturel SOUS l'effet du compostage estimée par l'accrois-
sement de l'immobilisation du phosphore et du calcium dans la plante.
Dans ce genre d'expérience, le recours aux études isotopiques
aurait permis de confirmer ou d'infirmer ce résultat de solubilisation, comme
cela avait été fait dans une expérience précédente (3).
- 19 -
BIBLIOGRAPHIE
(1) BOCQUIEN, FARINET (J.L) - 1984 - Production continue de biogaz pour la
petite motorisation rurale. Vol. no III.
Résultats de saison s&he chaude - IRAT/DEVE - 33 p.
(2) GUEYE (Fatou),
GANRY (F.), BINH (TR) - 1986 - "Elaboration d'un compost
enrichi en phosphore par le phosphate naturel de Taïba - Etude Agro-
nomique" in Colloques et Séminaires : tés Arbres Fixateurs d'Azote,
1'Amélioration Biologique de la Fertilité du Sol.
Actes des Séminaires 17-25 Mars Dakar, Sénégal, 661 pages (473-485).
(3) TRUONG Binh - 1984 - "Etude de l'efficacité d'une fumure phospho-crganique
dans le sol dior de Bambey (Sénégal) en vases de végétation".
Compte-rendu d'essai.
Note IRAT, Ronéo - 5 pages.
REPUBLIQUE DU SFNEGAI-
~PtMPL
MINISTERE DU DEVELOPPEMENT RURAL
FONDATION INTERNATIONALE
POUR LA SCIENCE
INSTITUT SENEGALAIS DE RECHERCHES AGRICOLES
BOURSE DE RECHERCHE no C/O133-C.
DEPARTEMENT DE RECHERCHES SUR LES SYSTEMES
_ ,,..
- - -
AGRAIRES ET L'ECONOMIE AGRICOLE
;: ; ;; . ‘1: '\\
'6;:: *~ ri ,
,.g$ f*. y >
VALORISATION DU FUMIER PAR CONPOSTAGE METHANOGENE
RÉALISATION : MME FATOU GUEYE
DIRECTEUR DE L'ÉTUDE : Fa GANRY
PROGRAEIME F,I,S DU l-04-1985 AU 1-04-1986
!
NOVEMBRE 1988
CENTRE NATIONAL DE RECHERCHES AGRONOMIQUES DE BAMBEY
SOMMA .RE
Pages
l- Bilan de la matière organique, du carbone et de l'azote à l'en-
1
trée et à la sortie du fermenteur
11 - Rappel des premiers résultats de bilan de mars à juin
1
1984 (1)
12 - Résultats du deuxikme bilan
2
121- La matière sèche
2
122- Le carbone
2
123- L'azote
5
13 - Conclusion
2 - Etude du compostage en fosse
21 - Dispositif
22 - Incorporation du phosphate naturel au compost
221 - Méthode d'étude
221-1 - Calcul de la quantité de phosphate de Taïba à
apporter par tonne de compost effluent mis en
compostière
221-2 - Echantillonnage
7
222 - Résultats et discussions
7
23 - Effet de l'asséchement de l'effluent avant compostage
8
231 - Méthode d'étude
8
232 - Résultats et discussions
8
24 - Conclusion
11
3 - Valorisation agronomique du compost biogaz enrichi en phosphate
14
essai en vase de végétation
31 - Rappel
14
32 - Etude agronomique
14
321 - Dispositif
1 4
322 - Résultats et discussions
1 5
322-l Rendement
1 5
322-2 L'azote
16
322-3 Le phosphore
17
/
. . . . . .
Pages
322-4 Le calcium
18
323 - Conclusion
18
BIBLIOGRAPHIQUE
19
- 2 -
12 - Résultats du deuxième bilan
Le bilan a été effectu@ à partir du mois de novembre 1984 jusqu’au
mois de février 1985 :
Méthode : Le fermenteur est chargé tous les deux jours sauf le
samedi et le dimanche. II est déchargé* une fois par semaine. Ues prélèvements
pour analyse sont effectués sur toutes les opérations.
121 - La matière sèche
----------------
Le fumier ou substrat pailleux introduit dans le fermenteur, y sé-
journe pendant 20 jours avant sa sortie au niveau de la fosse d'évacuation des
effluents, attenante au fermenteur.
Du 19-11-1984 au 24-01-1985, le chargement en substrat pailleux du
fermenteur s'élève à 6 Y29 kg avec un pourcentage en matière sèche qui varie
selon les chargements de 30 à 45 % soit 2 381 kg de M.S. (tableau no 1). A la
même période avec un décalage de 20 jours le fer-menteur produit en effluent
9 075 kg avec un pourcentage de matière sèche qui varie de 16 à 20 % soit
1 629 kg de matière sèche au total (tableau n? 2).
La perte de matière sèche s'é lève à 32 % au cours de la fermentat i orI
méthanique en continu (tableau no 3).
122 - Le carbone
----------
Les 2,4 t de M.S de fumier ont donné 881 kg de carbone (voir tableau
no 1).
Les effluents secs (phase solide dans la fosse) ont exportés 553 kg
de carbone (tableau no 2) et l'eau des effluents 12 kg de carbone (C %O de la
phase liquide dans la fosse = 1,65). Le carbone exporté par la matière organique
(l'effluent) représente environ les 2/3 du carbone total (64 %).
Le carbone exporté par le gaz :
La production totale de gaz durant cette période (du 19-11-84 au
15-2-85) est 394 652 1 (mesurée au compteur à gaz à la pression de 1040 mb).
La quantité de carbone est calcul& selon la formule :
1
2
7
3
1040
nombre de mole de gaz pour un litre de gaz =
-
22,4
x3oo
x
1013
déterminé de la façon suivante :
*L'opération consiste à évacuer périodiquement les effluents stagnants dans
le milieu liquide de la fosse. 1
VALORISATION DU FUMIER PAR COMPOSTAGE METHANOGENE
~-
La ferme "agriculture - élevage - biogaz - irrigation" dénommée
ferme expérimentale biogaz du CNRA, fonctionne depuis 1984. Un fermenteur
méthanogène continu type "[RAT-Transpailie" y produit entre 6 à 8 m3 de gaz
par jour et permet l'irrigation. Notre programme de travail se propose d'é-
tudier en 1984-1985 et 1986-1987:
- les bilans minéraux et matières sèche du compost de l'entrée à
la sortie du fermenteur d'une part et a'autre part entre la sortie
du fermenteur et son utilisation au champ ;
- l'effet de l'incorporation de phosphates naturels (phosphates de
Taîba) à l'effiuent* et l'effet de l'asséchement de l'effluent
avant compostage en fosse, sur l'évolution de la matière sèche
et de l'azote total ;
- l'effet du compost enrichi en phosphate naturel, sur les cultures,
1 - BILAN DE LA MATIERE ORGANIQUE> DU CARBONE ET DE L'AZOTE A L'ENTREE ET A LA
-
SORTIE DU FERMENTEUR
11 - Rappel des premiers résultats de bilan de mars à juin 1984 (1)
Les résultats obtenus durant la campagne 1984, montrent que les pertes
au cours du processus de fermentation sont de l'ordre de 30 % pour la matière
sèche et de 25 % pour l'azote. Environ
1/3 du carbone est transformé en biogaz,
les 2/3 restants étant évacués dans les effluents.
Les pertes d'azote seraient donc élevées ; ce résultat, s'il se con-
firmait, devrait nous amener à réfléchir sur les moyens de les réduire (en ré-
duisant vraisemblablement la volatilisation de NH3 au niveau de l'effluent
liquide à la sortie du fermenteur).
*Le produit à l'entrée du fermenteur est appelé fumier, à la sortie du
fermenteur, effluent, à la sortie de la fosse compostière, compost. L'effluent
comporte une phase liquide et une phase solide.
-3-
Tableau no 1 : Les chargements du fermenteur du 12-11-84 au 24-01-85
--
-.-
Matière
Matière
/Carbone !Azote
1
,Azote
!
humide
sèche en
total
en %
'total
en kg
I
Ikg
'en kg
en kg
l
I
I
- i
l
1.
I -a-_
1
212
1 80.35
1
37.9
j
34.8
i
28.0
1.30 1 1.05
210
/
86.94
1
41.4
1
40.3
/
35.0
1.46 i
1.27
249
,
88.39
,
35.5
,
36.5
,
32.3 /
1.30
( 1.15
I
217
1 54.68
1
25.2
1
37.5
1
20.5 1
1.50
1
0.82
l
233
1 83.65
1
35.9
33.4
1
/
38.3
36.0
j
32.0 1
1.28
1 1.07
I
274
j
91.52
/
,
1
33.0 ,
l.OY
/
1.00
222
j
73.48
1
33.1
1
32.5
1
23.9 1
1.00
1
0.73
220
1 79.64
36.2
/
40.3
/
32.1 1
1.40
1.11
268
/
93.53
/ ,
34.Y
,
37.1
1
34.7 (
1.33
j
, 1.24
229
1 106.71
1
46.6
1
34.8
1
37.1 1
1.56
) 1.66
233
/
72.23
/
31.0
!
43.0
!
31.1 j
1.51
1.09
I
286
, 90.66
,
31.7 /
31.7 ;
28.7 ,
1.49
/
,
1.35
I
1 225
1 110.70
1
49.2
1
37.1
1
41.2 1
1.59
1 1.76
228
1 89.83
1
39.4
/
36.8
1
33.1 /
1.44
/ 1.29
300
/
90.90
/
30.3
1
34.4
(
31.3 (
1.29
/ 1.17
1
301
/ 86.09
(
28.6 1
36.8 1
31.7 j
1.09
/
0.94
236
32.2 /
37.9 1
28.8 j
1.54
/
1.17
360
34.4 ,
37.9 1
46.9 ,
1.31
,
1.62
1 240
(
74.64
/
31.1 1
39.1 I
29.2 1
1.55
’
1.16
287
27.6 !
36.4 !
28.8 ;
1.55
1.23
231
32.5
i
37.1
I
27.8 ,
1.51
,/
1.13
1 241
1 62.66
1
26.0 1
36.8 i
23.0 1
1.58
1 0.99
269
i
87.15
1
32.4 /
36.0 j
31.4 /
1.58
1.38
233
l
68.50
/
29.4 ,
44.8 ,
30.7 ,
1.52
j
,
1.04
1
226
1 78.87
1
34.9 1
38.7 1
30.5 1
1.42
1 1.12
I
/
93.06
1
32.2 /
35.2 1
32.8 1
1.52
1 1.41
I
/
289 232
1 93.73
1
40.4 ]
37.9 1
35.5 1
1.13
1 1.06
1
238
I 89.49
I
37.6 t
33.6 ’
30.1 I
1.62
1 1.45
-4-
Tableau no 2 : Quantité d'effluent déchargé du 11-12-84 au 15-2-85
Matière
Matière
Matière !Carbone
Carbone
Azote
/Azote
humide
sèche en
sèche en en X
total
en %
total
en kg
Ikg
%
1
en kg
en kg
l
l
I
l
/ 437
/
75.16 /
17.2
1 34.4
1 25.8
i
1.58
/
1.19
j
i 420
68.04 1
16.2
/
33.2
1 22.6
1 1.39
1 0.95
1
I 530
I
95.93 I
18.1
1 38.3
1 36.7
1 1.53
l
1.47
I
/ 285
54.15 /
19.0
I
I
36.0
i 19.5
i
1.35
0.73
j 633
1 112.67 1
17.8
1 31.3
1 35.3
1 1.60
1.80
1 6 5 0
1 102.70 1
15.8
1 31.7
1 32.5
1 1.32
1.35
/
320
57.6
i
18.0
/
34.8
I 20.4
I
1.59
0.92
I
532
90.97 1
17.1
1 $6.0
[
I
32.7
1 1.00
0.91
I 415
I
76.36 i
18.4
1 32.1
1 24.5
1 1.22
0.93
/
510
98.43 I
19.3
/
32.5
/
32.0
/
1.15
1
1.13
1
1 4 2 0
85.26 1
20.3
1 30.1
1 25.7
1 1.53
(
1.30
1
1 465
79.51 I
17.1
I 35.2
1 28.0
I
1.51
I 1.20
I
i
513
100.55 /
19.6
I
I
33.2
1 33.4
/
1.34
1 1.35
1
1 440
i7.00 1
17.5
1 34.4
1 26.5
1 1.65
/
1.27
/
I
I 870
166.17 1
19.1
1 34.4
t
57.2
1 1.51
1 2.51
1
/
615
98.40 ’
16.0
/
35.6
/
35.0
’
1.37
I
1.35
l
l
I
1 495
93.06 /
18.8
1 32.1
)
29.9
1 1.48
1 1.38
1
1 525
96.60 I
18.4
1 86.0
1 34.8
1 1.61
1 1.55
I
I
I
I
-5-
Une mole de gaz SI 0°C a une pression de 1013 mb et.un volume de
22,4 1. L'expérience a été conduite sous une température moyenne de 27" et
une pression de 1040 mb. Dans ces conditions, après application de la rela-
tion E+L = poTovo
= constante, le nombre de mole par litre de gaz est 0,0417
mole, ce qui correspond à 0,500 g de carbone. Le carbone total exporté par le
gaz contrôlé est de 195 kg.
Le carbone exporté par les effluents phase solide représente 64 %
du départ et celui exporté par le gaz contrôlé représente 22 %. Les 14 SO res-
tants sont partagés entre le gaz perdu par les fuites au niveau d'e la trémie,
et le carbone qui reste sous forme organique dans l'eau au niveau du fermenteur.
Tableau no 3 : Bilan de matière sèche (M.S), du carbone et de l'azote du
fermenteur du 12-31-84 au 15-2-85
\\Matière sèche /Carbone total /
I
Azote kg 1
kg
kl
I
Ï-
I
-1
1 Entrée : fumier
I
2381
I
881
33.5
/
I
--
l
I Sortie : effluent solide
I
1 629
1
553
I
23.3
effluent liquide
1
-
12
/
4.5
gaz (CO21
I
-
195
I
-
I
-1
/ Perte %
3 2
-1 I
14
i
17
123 - L'azote
-------
L'ensemble des résultats obtenus est consigné dans les tableaux 1,
2 et 3.
Le substrat de départ a produit 33.5 kg d'azote. Les effluents solides
ont exporté 23,3 kg et les effluents liquides ont entraîné 4,5 kg d'azote.
Les pertes en azote total s'élève à 17 % (tableau 3).
13 - Conclusion
Ces résultats confirment ceux du premier bilan(l) bien que très peu
de données concernant ce dernier étaient disponibles. Les pertes d'azote parais-
sent moindre : elles passent de 25 % pour le premier bilan à 17 % pour le second ;
néanmoins, elles restent toujours élevées de l'ordre de 20 %. Une acidification
de la fosse de sortie ne réduirait-elle pas ces pertes d'azote qui se font prcl-
bablement par volatilisation ?
-6-
2 - ETUDE DU COMPOSTAGE-EN FOSSE
'
-
Nous avons réalisé deux études : une avec l'effet de l'incorporation
du phosphate naturel et une avec l'effet de l'asséchement de l'effluent avant
compostage.
21 - Dispositif
Deux fosses compostières de 2 m x 2 m sur 0,6 m de profondeur sont
confectionnées à côté du fermenteur.
L'effluent, à la sortie du fermenteur, avec une humidité de 80 % environ,
est mis en fosse ou il évolue en semi-anaérobiose.
Le système de grille pour délimiter les micro-parcelles à la surface
de la compostière avec un sac de toile moustiquaire par trou est adopté. Dans
la première étude, chaque sac contient 1000 g d'effluent humide à 80 %.
Dans la deuxième 'étude sur l'asséchement de l'effluent avant compostage,
200 g de produit sec est mis en sac.
Les effluents évoluent dans les fosses sur une période de 6 à 9 mois.
Des prélèvements sont effectués périodiquement dans le temps.
22 - Incorporation du phosphate naturel au compost
221 - Méthode d'étude
---_-----------
La fosse 1 qui représente la fosse témoin est remplie d'effluent, sans
apport de phosphate naturel.
La fosse 2 est remplie d'effluent, avec apport de phosphate naturel.
221-1 - Calcul de la quantité de phosphate de Taîba à apporter par
- - - - -c----------_------- - - - -
tonne de c$mgost
i. - - - -
effluent mis en comEoztière
_ _ - _ - - - - - - -
La quantité de phosphate naturel de Talba dosant 35 % de P205 à apporter
par tonne d'effluent est . 100 Q x s
.
P x s x 3 5
P = Production annuelle du fermenteur en kg en matière sèche.
S = Surface devant recevoir ce compost en ha (compost après la phase
de compostage en fosse).
Q = Dose de P205/ha qui devra être appliquée sur la surface S.
s = Taux de solubilisation du P205 du phosphate dans le compost.
estimée à 40 % (2).
Soit avec s = 40 %, 7y1* Q* ' kg phosphate/t effluent.
8
P
-7-
La dose de ‘compost apportée à l'ha sera, compte-tenu de la perte r
en cours du compostage en fosse :
P (100-r)
kg/ha
100 s
r: perte en % de matière sèche au cours du compostage en fosse.
221-2 - Echantillonnage
-----i---
On met en place 48 micro-parcelles.
Huit prélèvements dans le temps sont effectués à raison de six
répét iti ons.
Le contenu total du sac est pesé, séché et échantillonné en vue
des analyses.
222 - Résultats et discussions
_----------------e------
Pour des raisons de disponibilité en effluent, le démarrage des
2 compostières a été différé dans le temps ; la compostière témoin (sans
phosphate) a démarré en hivernage le 14-08-85 et la compostière avec phos-
phate a démarré en début de saison sèche le 5-10-85.
L'évolution de la matière sèche atteint la phase "plateau" (compost
stable) au bout de 3 mois pour le compost témoin avec 45 % de perte, et au
bout d'un mois pour le compost phosphaté avec 32 % de pertes.
La teneur en azote total du compost croît dans le temps de 1,4 % à
2,l % pour les 2 composts. Cette Qvolution quasi-similaire des teneurs est
différente en ce qui concerne les quantités d'azote à partir du Zème mois.
La quantité d'azote total décroît durant le premier mois (environ
-15 %) puis remonte sensiblement le mois sui vant sur le compost enrichi en
phosphate, alors qu'une nouvelle baisse est enregistrée sur le compost sans
phosphate (fig. Zb).
La fig. 2b montre bien une similarité dans l'allure des courbes
d'évolution de l'N-total durant les 2 premiers mois puis une divergence qui se
traduit par un gain d'azote dans le compost avec phosphate et une perte dans le
compost sans phosphate.
A l'issue de cette expérience ,, il est difficile de conclure quant à
l'effet du phosphate sur l'évolution de l'azote total en raison de la non simul-
tanéité des 2 compostières c'est ce facteur "saison des pluies et saison sèche"
que nous étudions dans la seconde /expérience.
- 8-
23 - Effet de l'asséchement de l'effluent avant compostage
Etude réalisée en 1986-1987
231 - Méthode d'étude
m--------------
Deux composts sont à comparer : un compostage démarré en saison
des pluies dont l'effluent (phase solide) est directement mis en fosse après
la sortie du fermenteur et un compostage démarré en saison sèche et dont
l'effluent est soumis à un asséchement après la sortie du fermenteur et avant
la mise en fosse.
L'établissement dans le temps des courbes d'évolution de la matière
sèche et de l'azote total permet de connaître la durée optimale de compostage
en fosse et la qualité de ce compost jugé sur la quantité d'azote.
232 - Résultats et discussions
----------------=-------
L'évolution de la matière sèche (fig. 3) atteint la phase "plateau"
(compost stable) au bout de 3 mois pour les 2 composts avec une perte d'environ
25 à 30 %. Ces pertes sont légérement inférieures à celles obtenues en 1985, de
30 et 45 %.
La quantité d'azote total évolue différemment selon les 2 types de
compost : pour le compost de saison des pluies , sans asséchement après fermen-
tation métanogène mais avec une humidité fluctuante seulement durant le premier
mois (tableau 5), elle augmente au cours du premier mois de 15 % pour diminuer
ensuite et se stabiliser au niveau du départ. En revanche, le compost de
saison sèche, soumis à un asséchement après fermentation méthanogène et à des
fluctuations d'humidité en cours de compostage (tableau 53, est le siège d'un
gain d'azote durant les 2 premiers mois de compostage en fosse (environ + 25 %) ;
la quantité d'azote se maintient jusqu'à 6 mois pour ensuite diminuer.
Les 2 courbes (fig. 3) présentent une évolution similaire, à partir
de 1 mois de compostage, à celle mise en évidence en 1985 : en saison sèche
la quantité d'azote dans le compost a tendance à croître ; inversement, en
saison des pluies, elle a tendance à diminuer. L'explication réside vraisem-
blablement dans l'existence de 2 régimes hydriques différents : eaux de pluie
et eaux d'arrosage. En effet, la comparaison des 2 composts fait ressortir 2
différences dans le taux d'humidité : inférieur et fluctuant en saison sèche
par rapport à la saison des pluies (tableau 5) ; ces 2 facteurs "humidité" ont
probablement induit un gain net d'azote dans le compost en saison sèche (fixa-
tion N2 accrue et/ou pertes réduites). Ce processus a déjà été mis en évidence
dans le cas du compostage de la paille de mil.
-9,
C O M P O S T N O N P H O S P H A T E
20(
2 16(
m
\\
01160
I
i 1dC
g 120
W
F
: 1 0 0
lb. 08.8L
0
1
2
3
c
5
TEMPS (MOIS 1
lb)
;r 210
ç"
2
200
14.08. 0L
0
’
;
i
i
t
;
6
-
-
TEMi’S t MOIS 1
FIG. le
E V O L U T I O N DE L A M A T I E R E S E C H E (a ) E T D E
LQ,ZOTE T O T A L ( b) D U C O M P O S T AU C O U R S D U
COMPOSTAGE EN !FOSSE ( 1985 )
C O M P O S T
P H O S P H A T E
200
2
; 120
a
x
5. 10. a4
100
0
1
2
3‘
b
5
6
7
TEMF$ i MOISI
(b)
5. (0. Bb
0
1
2
3
b
5
6
7
TEMPS f MOIS I
FIG. 2, EVOLUTION DE LA MATIERE SECHE ( a ) ET DE
L’AZOTE T O T A L ( b ) D U C O M P O S T AU C O U R S D U
COMPOSTAGE EN !FOSSE ( 1985 )
#
A*..^..-
- - . . . -
---
.
.._..
-
..-
--
/-
-----_-._..^
.
. . - -
.----..-
--
. . -
- 11 -
h
Les températures du compost (tableau 4) au cours du compostage
varient de 60°C à 30 jours à 30°C au bout de 8 mois. Cette élévation de
température au cours du premier mois (dépassant vraisemblab.Tement les 60°C
entre 0 et 30 jours) est un facteur favorable de destruction des graines
d'adventices et germes pathogènes, donc de valorisation du fumier.
L'humidité du compost (tableau 5) au cours du compostage se maintient
entre 75 et 76 % en saison des pluies (par rapport au poids frais) ; en saison
sèche, elle flutue entre 67 et 75 % ; il importe de noter que ce compostage
exige peu d'eau. En effet, hormis l'humidification en début de compostage, durant
les 7 mois suivants, pour le compost de saison des pluies, aucun apport d'eau n'a
été nécessaire ; pour le compost de saison sèche, 2 arrosages légers ont été
opérés. Cette économie de l'eau a déjà été soulignée lors d'expériences précé-
dentes.
24 - Conclusion
Dans la pratique, après 2 années d'essai, on retiendra que le
compostage en fosse peut être arrêté au bout de 3 mois donnant lieu à un
compost relativement stabilisé après une perte en matière sèche d'environ
à 30 %. Ce processus de compostage en fosse a tendance à induire une baisse
de la quantité d'azote en saison des pluies ; par contre, il semblerait que le
compost de saison sèche moins humide et soumis à des variations plus grandes
d'humidité, soit le siège d'un gaïn net d'azote (600 mg d'azote pour 200 g de
compost ont été mesurés).
Conclusion pratique sur, la fabrication d'un compost organo-phosphaté
D'après la terminologie adoptée en § 221-1, nous avons obtenu expéri-
mentalement à la ferme au CNRA de Bambey :
P = 8 t M.S
S = 2,5 ha
Q = 30 P205
r=25%
La quantité du phosphate de TaTba à apporter par tonne d'effluent
sera de 67 kg
La dose de compost apportée à l'ha sera de 2,4 t M.S/ha
C O M P O S T
B I O G A Z
=
COMPOST
DE
SAISON
DES
PLUIES
f 7. 08. 8 6
AU 7. 04. 8 7 )
VX-
COMPOST
DE
SAISON
SECWT:
1 1 2 . 12. 8 6
AU
12. 0 8 . 87 )
(a)
201
2
VI\\cn
ii!
ii
k!
Id
F
z
1oc
T
0
;
;
; 6 7
é
MOIS
Ib)
3ooc
4 270(
kn
\\OIE
;12101
c
z
1501
FIG. 3 _ EVOLUT ON
DE LA MATIERE SECHE ( a ) ET DE
YAZOTE T O T A L ( b) D U C O M P O S T A U C O U R S D U
C O M P O S T A G E E N [FOSSE ( 1 9 8 7 )
^.I. ^.__ --...- ~--
_ L _ __-~-- - .-
- 13 -
Tableau no 4 : Evolution de la température exprimée en "C au cours du compostage
(température prise à 40 cm de profondeur, le matin)
Prélèvements dans le temps
PI
P2
P3
P4
P5
Pb
P7
PU
i mois
2 mois
3 mois
4 mois
5 mois
6 mois
7 mois
b mois
Compost saison
des pluies
61
54
48
3b
35
30
29
(du 7.8.86 au
7.4.87)
Compost saison
sèche (du
58
43
41
41
43 42
33
12.12.86 au
12.08.87)
--
Tableau no 5 : Evolution de l'humidité exprimée en pour cent par rapport au
poids du compost humide au cours du compostage.
- -
Prélèvements dans le temps
--
P i
Pô
P3
P4
P5
P6
P7
Pb
1 mois
2 mois
3 mois
4 mois
5 mois
6 mois
7 mois
8 moi
-
-
- - .
Compost saison
des pluies
76
75
(du 7.8.86
73
au 7.4.87)
Compost saison
sèche (du
73
71
75
71
-
71
72 67
75
12.12.86 au
-
12.08.87)
(P;;ie)
Les valeurs soulignées indiquent qu'un arrosage du compost a précédé le prél&ement
Ces arrosages interviennent en cours de compostage : un pour le compost "saison des pluies" et
3 pour le compost "saison sèche".
- 14 -
Dans cet exemple, un apport de compost à raison de 2,4 t M.S/ha
(dose résultant de la production annuelle du fermenteur) ; autorise une
fumure phosphorée de 30 unités de P205 (30 kg P205/ha) sur une surface de 2,5 ha.
3 - VALORISATION AGRONOMIQUE DU COMPOST BIUGAZ ENRICHI EN PHOSPHATE
ESSAI EN VASE DE VEGETATION
31 - Rappel
Les premiers résultats obtenus (2) en 1986 ont montré :
- une absence d'effet d.irect du P-tricalcique sur le rendement ;
- une efficacité sur le rendement du composé organo-phosphaté
(P-tricalcique incorporé au compost) équivalent à celle du
P-supertriple.
32 - Etude agronomique
Le sol utilisé est le m&me type de sol que celui de la prem ière
expérience [sol ferrugineux tropical appelé localement SO? dior)
Le compost utilisé est celui issu de la premiêre expér ience de
compostage biogaz en fosse (compost biogaz 1985).
321 - Dispositif
-mm ---*mm
L'étude est menée en vases de végétation contenant 20 kg de sol,
disposés selon une randomisation simple. Elle comporte cinq traitements
répétés 8 fois.
Les traitements sont les suivants :
(1) Sol seul
(21 Sol f compost témoin
(3) Sol + compost enrichi en P-tricalcique avant compostage
(4) Sol f compost témoin + P-tricalcique
(5) Sol + compost témoin + P-supertriple
Le compost est apporté à raison de 140 g/vase(dose calculée sur la
base de 6 t/ha avec 42 000 pieds de mil à l'ha). Le compost a subi six mois
de compostage en fosse.
Le compost enrichi en phosphate a une teneur en P205 de 1,7 % et le
compost témoin, une teneur de 0,87 %.
- 15 -
Le phosphate supertriple (45 % P205) est apporté à raison de 2,55 g
par vase et le phosphate tricalcique naturel (35 % P205) 3,ll g/vase. L'appor+t
du P-tricalcique et du P-supertrlple à ajouter au compost témoin est calculé
en fonction de l'apport en P205 du compost enrichi en phosphate. Cet apport
est de 1,15 g.
En plus de la fumure organo-phosphaté, l'azote (urée), le potassium
(chlorure de potassium) et les oligo-éléments sont apportés en quantité suf-
fisante.
La plante test est le mil souna 3 dont le cycle est de 90 jours.
La culture est conduite en serre, en saison sèche. Deux cultures
de mil sont effectuées dans chaque vase.
La première culture est suivie de novembre 85 à février 86, la
récolte est effectuée à la maturité compléte ae la plante, deux échantilfons
sont constitués : les tiges et feuilles d'une part, et les graines d'autre
part.
La deuxième culture est suivie de mars 86 à juin 86 ; la récolte
est effectuée à l'épiaison, un seul échantillon de la plante est constitué.
Des mesures de rendement, d'azote, de phosphore et de calcium, sont
effectués sur les récoltes.
322 - Résultats et disçussions
---------------- -------
322- 1 - Rendement (tableau no 6)
- - - - -
Seul l'effet de l'apport de compost sur des 2 récoltes cumulées
est positif.
L'effet résiduel du phosphate que nous pensions mettre en évidence
sur la Zème culture, est nul ; par contre, l'addition des 2 rendements diminue
sensiblement le coefficient de variation, très élevée au niveau de chaque
culture.
- 16 -
Tableau no 6 : Rendements M.S. exprimés en g/vase
l
Récolte
llère récol-IZème récol-l lère -t Zèmel
iTraitement
I
te
I
te
lrécoltes I
I
1
I
--
I Sol seul
I
68 a
1
24*a
l
90a I
I
I
1
I
I
-1
1 Sol + compost témoin
I
9 0 a b
1
27a
1
116 b I
j
Sol t compost enrichi en phosphate
!
88 ab 1
29a
/
122 b /
1 Sol + compost témoin + phosphate tricalciquel
89 ab i
34a
/
118b /
I
ajouté
I
/ Sol -t compost témoin + supertriple
111 b /
35a
1
141 b j
-1
j C.V. %
26
/
3 3
I
18
;
1
-
1 Newman e t Keuls
5%
I
5%
1
5 %
1
1 Seuil
*Une valeur manquante est recalculée et estimée par l'ordinateur.
322-2 - L'azote (tableau no 7)
- - - -
L'apport de compost enrichi en phosphate n'améliore pas la nutrition
azotée de la plante. Les trois traitements avec phosphore ne diffèrent pas si-,
gnificativement.
Tableau no 7 : Azote exporté par les plantes exprimé en mg/vase
Récolte
lère récol- 2ème récol-'lère + 2ème
, Traitement
te
te
I
I
I
récoltes ,
1
l
l
I
I
1 Sol seul
! 1324 a !
721 a !
1955 a 1
l
1 Sol + compost témoin
1
1586 a b
1
796 a
/
2382 ab )
/ Sol + compost enrichi en phosphate
_/
1606 ab
/
1053 a
j
2499 ab i
1 Sol + compost témoin + phosphate tricalciquel 15g6 ab 1
I
ajouté
I
I
1110 a
1
2643 b
/
Sol + compost témoin + supertriple
I
1962 b j
1092 a
i
3054~;
i
/ C.V. %
1
I
I
-1
_l
24
l
2g
I
2o.-_j
l
l
l Newman et Keuls
1
5%
I 5%
I
5%
’
I
I
1 Seuil
- 17 -
322-3 - Le phosphore [tableau no 8)
Les quatre traitements contenant du compost ne diffèrent pas
significativement entre eux mais diffèrent significativement des traitements
témoin "sol seul". L'apport de compost améliore la nutrition phosphorée de la
plante. Bien que non significatif on notera l'effet positif du compostage sur
la solubilisation en P-tricalcique qui se traduit par une plus grande immobi-
lisation de P dans la plante. Le traitement avec compost enrichi en P-tricalcioue
accroît l'immobilisation en P de + 14 mg (+8 %) par rapport au traitement compost
avec P-tricalcique ajouté. Cela montre une certaine solubilisation du P-tricalcique
pendant le compostage.
Estimation de la solubflisation du phosphore dans le compost enrichi
en phosphate.
La quantité de phosphore exporté par la plante est la suivante :
- compost témoin : PI * 173 mg
- compost enrichi en P-tricalcique avant compostage : P2 = 186 mg
- compost témoin + P-supertriple : P3 = 194 mg
p2 - Pi = 13 mg
p3 - Pl = 21 mg
Si nous prenons comme référence le traitement avec apport de
P-supertriple,
la solubilisation de P-tricalcique dans le compost peut être
estimée à :
loo2; l3 = 62 %
Il convient de n'accorder à ces résultats non significatifs, qu'une
valeur relative et de ne retenir que les tendances.
Tableau no 8 : Phosphore exporté par les plantes exprimé en P mg/vase
FFécolte
1 lère récol-12èrne récol-llère t 2ème
1
Traitement
I
te
I
te
I récoltes
Sol seul
l
I
-
90 a
23 a
/ 110 a -
I
I
-1
ISol + compost témoin
1 135 b 1 38 b
1173b
t
I
I
-1
-4
/Sol f compost enrichi en phosphate
146
I
b ;
40 b
I
, 186 b ,
iSo1 + compost témoin + phosphate tricalciquel
-3
126 b /
46 b
/ 172b ,
I
ajouté
1I
I
l
-1
[Sol + compost témoin + supertriple
147b
i
48
l
b
1 194 b I
/C.V. %
I-------
-1
I
21
/ 27
j 18
l
INewman et Keuls
Seuil
- 18 -
322-4 - Le calcium (tableau n" 9)
--m-e
Nous observons le même résultat qu'avec l'azote. Les traitements
avec apport de phosphore ne diffèrent pas significativement.
A l'instar du calcul appliqué au phosphore, par rapport au phosphate
supertriple, nous estimons une solubilisation du calcium de 6 %.
Tableau no 9 : Calcium exporté pa'r les plantes en mg/vase
lère récolf 2ème
1 Ière f 2èmel
récol
te
te
récoltes l
I
-1
I Sol seul
1 356 a
/
120 a
I
461a
I
I
-1
I
l Sol + compost témoin
1 433 ab
/
136 a
/
569 ab
/
1 Sol + Compost enrichi en phosphate
/ 401 ab
/
178 a
/
579 ab 1
i Sol f compost témoin + phosphate tricalci-. -1 ,
423 ab
i
189 a
j
599 ab -1 ,
/
que ajouté
-1
/ Sol + compost témoin + supertriple
i
535 b
1
199 a
1
733 b 1
I
; C.V. %
-' 21
'
36
' 21
-'
i
I
l
i Newman et Keuls
5%
,
5%
,
5% -1I
j Seuil
I
l
1
323 - Conclusion
----------
Dans cette expérience, le compost a accru significativement le
rendement en matière sèche, N, P et Ca, ce qui était un résultat attendu. En
revanche, les différents traitements avec phosphate en présence du compost,
n'ont pas influencé significativement la culture, ceci en raison vraisemblablement
de l'effet du compost sur la culture qui a agi favorablement, globalement sur
la nutrition minérale de la plante satisfaisant en grande partie des besoins
en P de celle-ci. Cependant, on notera, une tendance à la solubilisation du
phosphate tricalcique naturel SOUS l'effet du compostage estimée par l'accrois-
sement de l'immobilisation du phosphore et du calcium dans la plante.
Dans ce genre d'expérience, le recours aux études isotopiques
aurait permis de confirmer ou d'infirmer ce résultat de solubilisation, comme
cela avait été fait dans une expérience précédente (3).
- 19 -
BIBLIOGRAPHIE
(1) BOCQUIEN, FARINET (J.L) - 1984 - Production continue de biogaz pour la
petite motorisation rurale. Vol. no III.
Résultats de saison s&he chaude - IRAT/DEVE - 33 p.
(2) GUEYE (Fatou),
GANRY (F.), BINH (TR) - 1986 - "Elaboration d'un compost
enrichi en phosphore par le phosphate naturel de Taïba - Etude Agro-
nomique" in Colloques et Séminaires : tés Arbres Fixateurs d'Azote,
1'Amélioration Biologique de la Fertilité du Sol.
Actes des Séminaires 17-25 Mars Dakar, Sénégal, 661 pages (473-485).
(3) TRUONG Binh - 1984 - "Etude de l'efficacité d'une fumure phospho-crganique
dans le sol dior de Bambey (Sénégal) en vases de végétation".
Compte-rendu d'essai.
Note IRAT, Ronéo - 5 pages.