Impact de l'épandage de fumier de volaille, seul ou associé à du phosphate naturel, sur le cycle biogéochimique du C et du P dans les sols de prairies

Impact of poultry manure application, alone or combined with phosphate rock on biogeochemical cycling of C and P in grassland soils

• Auteur / Autrice : Patricia Victoria Poblete-Grant
• Direction : Cornélia Rumpel, Maria de la Luz Mora
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'environnement
• Date : Soutenance le 26/07/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne université en cotutelle avec Universidad de la Frontera (Temuco, Chili)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l'environnement d'Île-de-France (Paris ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d’écologie et des sciences de l’environnement de Paris (1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Abad Chabbi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Paula Cartes, Rolando Demanet, Pascal Jouquet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Nanthi Bolan, Petra Marschner
• DOI : 10.70675/3ead4c80z680dz4779zaaffzc9bd97924070

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plantes -- Effets du phosphore

Écologie des prairies

Sols -- Teneur en carbone

Sols -- Composition chimique

Cycles biogéochimiques

Utilisation

Déchets organiques (engrais)

Mots clés libres

Fumier de volaille

Roche phosphatée

Phosphore et carbone du sol

Biomasse des plantes

Absorption de phosphore

Carbone d'origine des plantes et du fumier

Poultry manure

Phosphate rock

Soil phosphorus and carbon

Résumé

Les fertilisants phosphatés sont issus de sources de phosphate minéral (RP) non renouvelables. Dans le futur, il a été mis en évidence une raréfaction de ces sources due à de forts besoins d’augmentation des rendements visant à l’alimentation de la population mondiale grandissante. Des alternatives avec l’utilisation de sources de phosphore (P) inorganique sont encouragées pour promouvoir la durabilité des systèmes agricoles. Cette thèse a été réalisée afin d’estimer l’impact de l’application de fumier de volaille (PM), seul ou combiné avec du PM, sur la qualité du sol, la séquestration du carbone (C), la disponibilité du P et la production de ray-grass. Des échantillonnages sur quatre fermes amendées sur le long terme avec du PM composté ont été effectués et une expérience en laboratoire à l’aide de marquage au 13C utilisant du compost de PM, du RP et une combinaison des deux (PMRP) sur la croissance de ray-grass sur deux types de sol a été réalisée. Ce travail de recherche a montré que les applications sur le long terme de composts de PM au champ augmentent significativement la teneur en C organique du sol. En favorisant les particules de grandes tailles via des applications de PM, on augmente la teneur en C organique du sol et le P disponible. Par ailleurs, l’expérience de laboratoire permet de montrer que la combinaison de PM et de RP a un effet positif sur la disponibilité du P dans les deux types de sol, alors que concernant les paramètres liés aux plantes, les effets synergétiques et antagonistes étaient, eux, dépendants du type de sol. Cette étude indique clairement que le compost de PM et sa combinaison avec le RP appliqué dans deux types de sols augmente la teneur en C organique du sol ainsi que le C organique labile. D’avantage d’expérimentations de terrain sont nécessaires pour rendre compte de manière réaliste et efficace de l’effet du PM seul et combiné avec des RP pour déterminer à long terme la stabilisation du C et la disponibilité du P, incluant les paramètres de productivité et de qualité des cultures.

Phosphate fertilizers are manufactured from the non-renewable phosphate rock (RP) sources. In the future, it has been prospected a scarcity of this sources due to its high demand to enhance crops yields for feeding the growing world population. Alternatives in the use of inorganic phosphorus (P) sources are encouraged to promote the sustainability in agricultural systems. This thesis project was performed to assess the impact of poultry manure (PM) application, alone or combined with RP, on soil quality, carbon (C) sequestration, P availability and ryegrass production. We sampled four different farms amended with long-term PM compost and, also, we performed a 13C labelled laboratory experiment using PM compost, RP, and their combination (PMRP) on ryegrass plants grown on two soil types. Our research showed that soils receiving long-term PM compost increased significantly SOC content. Promoting larger particle size by PM led to an increase on SOC and available P. On the other hand, from the laboratory experiment we reported that the combined use of PM and RP, showed a positive effect for soil available P in both soils, while for plant parameters, synergistic and antagonistic effects were soil type dependent. Our study clearly indicated that both PM compost and its mixture with RP applied in two different soil types increased total SOC and labile organic C. Moreover, the greatest contribution to stored SOC were observed as PM compost-derived C. Further field experiments are needed to account realistic and effective effect of PM alone and its mixture with RP to assess long-term soil C stabilization and P availability, including plant productive and quality parameters.