Valorisation des biodéchets urbains par vermicompostage sur des sols de grandes cultures conduits en AB : une pratique agroécologique pour préserver la biodiversité des sols ?
Auteur / Autrice : | Vincent Ducasse |
Direction : | Joséphine Peigne, Yvan Capowiez |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Agro-écologie |
Date : | Soutenance le 19/06/2023 |
Etablissement(s) : | Paris, AgroParisTech |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Agriculture, alimentation, biologie, environnement, santé (Paris ; 2015-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Agroécologie et environnement (AGE) - AgroParisTech (France ; 2007-....) |
Jury : | Président / Présidente : Sabine Houot |
Examinateurs / Examinatrices : Eric Blanchart, Safya Menasseri, Marie-France Dignac, Claire Marsden | |
Rapporteur / Rapporteuse : Eric Blanchart, Safya Menasseri |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
Le vermicompostage des biodéchets est une filière peu étudiée mais potentiellement intéressante car elle repose sur l'utilisation de vers de terre pour transformer ces déchets en vermicompost. Les objectifs de ce travail de recherche sont d'évaluer (1) de manière qualitative et quantitative la qualité du vermicompost issus des biodéchets urbains, (2) ses effets sur la fertilité physico-chimique et la qualité biologique du sol, et (3) son intérêt agronomique sur des systèmes conduits en Agriculture Biologique (AB). Dans ce but, le vermicompost est comparé à deux autres produits organiques (PRO) issus de filières de traitement des biodéchets urbains, un compost ''classique'' et un digestat de méthaniseur.La caractérisation des PRO a été réalisée en laboratoire avec une nouvelle approche associant deux analyses classiques (chimie élémentaire et ISMO) à deux analyses innovantes (Rock-Eval® et microscopie électronique à transmission : MET). En parallèle, un essai au champ a été conduit dans une ferme en transition vers l'AB afin d'observer les effets des apports répétés des différents PRO (compost, digestat et vermicompost) sur un cycle de grande culture de 2 ans (orge, blé). Des apports à faible dose d'azote par rapport aux besoins des cultures (60 et 80 kg.N.ha-1) ont été réalisés pour tous les PRO et à forte dose pour le compost et le vermicompost (120 et 160 kg.N.ha-1). La qualité biologique du sol a fait l'objet d'une étude approfondie avec le suivi des communautés de lombriciens, de la mésofaune du sol (totale et collemboles) et des activités enzymatiques du sol. Une expérimentation de laboratoire a également été réalisée pour caractériser l'effet des différents PRO sur le comportement de deux lombriciens (L. terrestris et A. caliginosa).Le vermicompost issu des biodéchets est un produit qui possède à la fois des propriétés amendantes (ISMO : 88% et R-index du Rock-Eval® : 0,54) et fertilisantes (MET : MO colloïdale disponible). Il a atteint le stade de décomposition le plus évolué parmi les PRO étudiés (MET : résidus organiques très décomposés où l'activité lignolytique des microorganismes a dégradé la majorité des fragments ligneux). Notre étude méthodologique a permis de mettre en évidence une corrélation entre le R-index du Rock-eval® et l'ISMO (R : 0,97). L'apport à forte dose de vermicompost a permis d'augmenter les rendements de l'orge dès la première année par rapport au témoin (16,5%) mais pas la seconde année où les conditions climatiques ont été défavorables (sécheresse). Le vermicompost à forte dose a également permis d'augmenter significativement l'abondances et la biomasse des lombriciens adultes avec la plus forte augmentation (+100% pour l'abondance et + 260 % pour la biomasse des adultes). Le vermicompost a permis d'augmenter significativement le Caech et Mgech du sol par rapport au témoin. Le compost n'a eu que peu d'effets sur le rendement quelle que soit la dose. La forte dose a permis d'augmenter significativement le Ptot et Kech du sol et la faible dose a permis d'augmenter significativement l'activité phosphatase et la biomasse des lombriciens adultes. En laboratoire, le compost stimule le plus l'activité de bioturbation des 2 lombriciens testés avec un effet plus important à forte dose. Le digestat quant à lui a eu essentiellement des impacts positifs sur les rendements des cultures par rapport au témoin les deux années d'expérimentations (+13 et 36 % respectivement). In fine, le vermicompost issu des biodéchets urbains est le PRO qui réalise le meilleur compromis en termes de services écosystémiques en grande culture en AB. Le vermicompostage est une filière sous-estimée pour le recyclage des biodéchets, il est ainsi nécessaire de lever des freins réglementaires pour permettre son développement et un retour au sol d'une MO de qualité.