Facteurs influençant le processus de compostage

Dégradation des sols

La dégradation des sols est définie comme un changement dans l’état de santé du sol qui entraîne une diminution de la capacité de l’écosystème à fournir des biens et services (perte des fonctions du sol) pour ses bénéficiaires (Louppe, 2015). La dégradation affecte presque 1/3 des terres de la planète et, diffère en fonction de la diversité des milieux (LADA, 2008).
Ses causes peuvent être d’ordres naturels et/ou anthropiques (Ozer et Ozer, 2005). Parmi les facteurs anthropiques on peut citer : la surexploitation des ressources, les mauvaises pratiques agricoles, le surpâturage, la croissance démographique avec comme corollaire l’urbanisation et l’intensification agricole, la déforestation, l’extraction des matériaux, etc. A cela s’ajoute les facteurs naturels tels que la sécheresse, les variations pluviométriques (Ozer et Ozer, 2005). Son ampleur est tributaire de ses causes et de leurs natures, mais aussi des activités d’exploitation des terres ainsi que des conditions écologiques du milieu (LADA, 2008).
Ainsi les conséquences sont ressenties le plus fortement par les populations pauvres des pays en voie de développement. En Afrique le phénomène touche quelques 180 millions de personnes, 65% des terres arables, 30% des pâturages et 20% des forêts . Elle réduit les capacités productives des terres agricoles en les appauvrissant en nutriments, avec pour conséquences un coût environnemental, social et économique considérable. Selon ce dernier, les pertes économiques dues à la dégradation des terres sont estimées à 68 milliards de dollars par an.

La fertilité du sol

La fertilité d’un sol agricole est définie comme sa capacité à fournir aux plantes une nourriture équilibrée, d’une façon durable, pour des rendements satisfaisants (Sanchez, 2011). Elle dépend de ses propriétés physiques, chimiques et biologiques, et des interactions entre ses propriétés donnant au sol sa capacité à nourrir les plantes.
Outre sa fonction nutritive, un sol fertile assure d’autres rôles tels qu’une meilleure protection du sol contre la dégradation physique, la toxicité, la préservation de la qualité de l’eau (Hubert et Schaub, 2011). Ces fonctions clés du sol sont principalement influencées par sa teneur en matière organique. Celle-ci assure à la fois un rôle physique, énergétique et nutritif dans le sol. En effet elle favorise la structuration, régule les activités biologiques et contribue à la diversité et à la complexité des sols. Elle représente, en outre, une réserve importante en éléments nutritifs qui sera mise à la disposition de la plante après minéralisation (Genot et al., 2009). Hormis la matière organique, la fertilité dépend aussi de l’origine, de la texture, de la structure et de la gestion des sols (Wopereis et al, 2008). Cette définition est en accord avec celle donnée par M’seffar (2009), selon qui la fertilité du sol est fonction de la nature de son matériau d’origine et des exportations des éléments dues à la végétation. Le climat constitue également un facteur agissant sur la fertilité des sols notamment à travers la pluviométrie et la température.
La gestion de la fertilité constitue ainsi un enjeu pour la productivité des sols. Elle est basée sur des techniques qui permettent d’améliorer le bilan du cycle des nutriments et de la matière organique du sol. Parmi ces techniques on distingue : la régénération naturelle assistée (RNA), la fertilisation minérale, la rotation, culturale, le paillage ou mulching, l’épandage d’engrais organique (fumier et compost) etc.

Facteurs influençant le processus de compostage

Il s’agit essentiellement des facteurs pouvant influer sur les conditions d’une dégradation optimale : La température favorise l’activité de biodégradation. Elle varie non seulement en fonction de l’activité microbienne, mais aussi en fonction de la nature de la matière en décomposition (Boutin, 2009). Elle permet de distinguer deux phases durant le processus de compostage : une phase de fermentation active caractérisée par une variation de température (40-70°C) permettant l’hygiènisation du compost et une phase de maturation ou la température devient stable, voisine de la température ambiante et n’excédant pas 35°C (Harada et al., 1981).
L’apport d’oxygène : est indispensable aux microorganismes aérobies et à l’activité d’oxydation. Elle détermine la vitesse de dégradation, influence l’humidité et la température des substrats. La teneur en eau : l’eau sert de lien entre les microorganismes et la matière organique à dégrader. La teneur optimale est comprise entre 40-60% (Yacouba et al, 2001). L’humidité idéale est liée à la densité du milieu, qui est fonction des déchets compostés et qui augmente au cours du compostage (Francou, 2003). Lorsque la teneur en eau est inférieure à 50%, cela ralentirait le processus de compostage et au-delà de 65-70% des conditions d’anaérobioses s’installe (Soudi, 2001).
Le rapport C/N : le carbone et l’azote sont des éléments essentiels pour la croissance et l’activité microbienne. Il détermine fortement la vitesse de dégradation de la matière organique et varie selon l’origine et le volume des déchets compostés (Kerkeni, 2008 in M’sadak et al., 2015). Pour la paille, il varie entre 80-150 (Sérémé et al, 2008) alors qu’il se situe entre 25 et 45 pour la paille de riz et 5-8 pour le fumier (Guo et Zhou, 2007). Sa valeur optimale oscille entre 25-35 (Godden, 1995). Ce rapport ne doit pas être trop faible, car cela provoque une perte excessive en azote ammoniacal par volatilisation tandis que le contraire provoque une dégradation lente (Soudi, 2001).A la maturité sa valeur doit être comprise entre 10-15 (Charnay, 2005 ; Yacouba et al, 2001). Le pH est un indicateur de décomposition biologique et biochimique. Son optimum initial se trouve entre 6,5 et 7,5 pour la plupart des microorganismes (Yacouba et al., 2001). Les valeurs de pH proche de la neutralité (7 et 9) sont caractéristiques des composts matures (Avnimelech et al., 1996). Cependant la valeur exacte du pH dépend de la composition des intrants, mais également de la teneur en azote des intrants et de l’intensité de la nitrification pendant la phase de maturation. Les facteurs qui influencent sa valeur font qu’il ne soit pas adapté pour l’utilisation comme indicateur de maturation (Larbi, 2006).
Mais il reste toujours que sa valeur est extrêmement importante pour l’utilisation spéciale de compost, comme pour la production de substrats car jouant un rôle dans la disponibilité de certains éléments nutritifs tel que le fer (Larbi, 2006).

Effet du compost sur la fertilité des sols et sur le rendement des cultures maraichères

Effet du compost sur la fertilité des sols

Le compost permet le maintien ou l’amélioration du statut organique du sol. Il améliore la fertilité de ce derniers en agissant sur ces différentes propriétés (Larbi, 2006 ; Charnay, 2005). A travers la hausse de la teneur en MO suite à son application, le compost contribue à améliorer la structure et la stabilité structurale du sol (Larbi, 2006), la porosité avec diminution de la densité apparente (Larbi, 2006 ; Zraibi et al, 2015) et la capacité de rétention en eau du sol (Ndayegamiye et al, 2005). Mais selon Francou (2003), l’effet positif des composts sur les propriétés physiques des sols nécessite de fortes doses d’apport pas toujours compatibles avec les pratiques agricoles habituelles.
Les apports de composts favorisent également l’abondance et la diversité biologique du milieu et stimule l’activité des microorganismes (Ndayegamiye et al., 2005; Larbi, 2006) et ceux proportionnellement aux doses de compost apportées au sol (Ndayegamiye et al., 2005).
En effet le compost représente une importante source nutritionnelle pour les microorganismes du sol (Larbi, 2006). Il permet une augmentation de la biomasse microbienne (Ndayegamiye et al., 2005; Larbi, 2006), qui constitue une importante source d’approvisionnement nutritionnelle pour la plante. Le compost stimule également l’activité enzymatique des microorganismes (Larbi, 2006) et favorise l’inhibition voire la suppression des organismes pathogènes.
L’enrichissement du sol en MO et éléments minéraux par le compost améliore sa fertilité chimique. Il contribue à améliorer la teneur en carbone organique du sol (Zraibi, 2015), la teneur en azote total et la CEC (Hubert et Schaub, 2011). L’utilisation du compost au sol entraine également une variation de son pH. Il augmente le pH du sol à des valeurs très élevé (8-9) de son pH (Toundou et al., 2014) réduisant l’acidité du sol, et les exportations de métaux vers les plantes (Francou, 2003). Par contre d’après Stamatiadis et al., (1999), l’application de composts conduit à une stabilisation du pH du sol. Il est aussi noté avec l’apport de compost une élévation du taux de saturation basique (Mg, Ca, K) du sol en rapport avec l’élévation du pH et de la CEC d’après Fuchs et al (2004).
Par conséquent le compost confère au sol, une meilleure capacité de rétention des nutriments, une meilleure disponibilité pour l’absorption des végétaux, et une moindre exposition au détachement par lessivage. Malgré tous ces avantages, l’utilisation régulière ou en grande quantité de compost provoque un accroissement de la conductivité électrique (Zraibi et al, 2015).

Influence du compost sur les rendements des cultures maraichères

L’incorporation de compost comme déjà démontré améliore les propriétés du sol et donc sa fertilité. Ceci traduit l’existence de conditions favorables à la croissance et au développement des plantes liée à une meilleure disponibilité de la nutrition hydrominérale (Kitabala et al., 2016). Plusieurs études ont démontré l’effet positif du compost sur le rendement des cultures maraichères (Zraibi et al., 2015 ; Mrabet et al., 2011 ; Koulibaly et al., 2010 ; Sérémé et Mey, 2008 ). Cet effet du compost est principalement attribué à son influence sur le statut organique du sol d’où l’importance de l’apport de fumure organique dans les systèmes agricoles.
D’après Koulibaly et al. (2010), l’amélioration des propriétés du sol suite à l’apport de compost ou de fumier, permet une augmentation des rendements culturaux. Ces propos ont été confirmés par Sérémé et Mey (2008). Ces derniers ont démontré dans leur étude de valorisation agricole que le compost des ordures ménagères permet une nette amélioration des rendements des cultures maraichères et céréalières grâce à l’amélioration des propriétés physico-chimique et biologique des sols à moyen et long terme. Ceci est en accord avec les résultats de différents travaux effectués dans ce sens sur différentes spéculations à savoir: la laitue (Dieng, 2014 ; Mrabet et al., 2011), la tomate (Kitabala et al., 2016 ; Mouria, 2010), le navet (Dieng, 2014), l’oignon (Dieng, 2014;Warman, 2012), le poireau (Zraibi et al.,2015).
Cependant d’après Larbi (2006) l’effet du compost sur le rendement est influencé par sa qualité et la dose appliquée. Ainsi des baisses de rendement peuvent s’observer avec des composts immatures et à C/N élevé ou avec des doses d’application trop fortes. Par contre Zraibi et al. (2015) stipulent que ces effets sur le rendement varient selon les types de culture et du substrat utilisés.

Table des matières

Introduction
Chapitre 1. Etat des connaissances
1.1. Dégradation des sols
1.2. La fertilité du sol
1.3. Le compost
1.3.1. Facteurs influençant le processus de compostage
1.3.2. Indicateurs de maturité du compost
1.4. Effet du compost sur la fertilité des sols et sur le rendement des cultures maraichères
1.4.1. Effet du compost sur la fertilité des sols
1.4.2. Influence du compost sur les rendements des cultures maraichères
Chapitre 2 : MATERIEL ET METHODE
2.1. Présentation de la zone d’étude
2.1.1. Localisation et ressources de la zone
2.1.2. Milieu Biophysique
2.2. Etude de la perception paysanne sur le compostage et l’utilité du compost
2.3. Etude du compostage JACADUR
2.3.1. Description de la méthode de Compostage JACADUR
2.3.2. Test de maturité
2.4. Analyses du sol
2.5. Essai agronomique
2.6. Traitement des données
Chapitre 3 : Résultats
3.1. Perception paysanne sur la production et l’utilisation du compost
3.2. Test de maturité
3.3. Effet du compost sur la fertilité chimique du sol
3.4. Performance agronomique du compost
3.4.1. Effet du compost sur les paramètres de croissance
3.4.2. Effet du compost sur les paramètres de rendement
4.1. Perception paysanne sur la production et l’utilisation du compost
4.2. Tests de maturité
4.3. Effet du compost sur la fertilité chimique du sol
4.4. Performance agronomique du compost
4.4.1. Effet du compost sur les paramètres de croissance
4.4.2. Effet du compost sur les paramètres de rendement
Conclusion et Perspectives
Bibliographie
Annexe