Minéralisation de l’azote

Le sol de Sangalkam

Le sol utilisé pour l’incubation en conditions contrôlée est celui de Sangalkam. Il s’agit d’une localité du Sénégal localisée entre 140 46’ 52’’ nord et 170 13’ 40’’ ouest et entre 15m et 25m d’altitude. Elle est située à une trentaine de kilomètre de Dakar (Figure 5). C’est une localité de la zone des Niayes dont l’activité principale est le maraichage. Son sol est reconnu pour sa faible teneur en en azote et en carbone. C’est ce qui justifie d’ailleurs son choix pour cette étude.

Caractérisation des PRO

Les caractéristiques des différents PRO utilisés pour ce travail sont consignées dans le Tableau 2. Ce tableau renseigne de la composition de chaque type de PRO en fonction du site de prélèvement.
Pour les PRO du Clos de la Pierre, le digestat brut est centrifugé, la fraction liquide est l’échantillon digestat liquide et la fraction solide est l’échantillon digestat solide (après centrif) qui a été composté.

La minéralisation des PRO

Analyses préalables

Les teneurs en azote total et en carbone total des PRO utilisées pour l’incubation ont été déterminées avec la méthode Dumas.
Le sol de Sangalkam utilisé pour l’incubation a été analysé au LAMA pour déterminer sa granulométrie, sa teneur en azote et en carbone.

Minéralisation du carbone

La minéralisation du carbone a été mesurée à travers le dégagement de CO2. Une masse de 25g de sol, humidifié à 80% de la capacité au champ (6,068%) du sol, a été introduite dans un flacon en verre de 120 ml. Une masse de PRO (Tableau 3) est ajoutée au sol ou pas (sol nu). Le flacon contenant le sol homogène est bien fermé avec un bouchon (septum) afin d’éviter les échappements de gaz au cours de l’incubation. Ce bouchon est ensuite scellé au parafilm pour prévenir son retrait au moment de la lecture au micro Chromatographe en Phase Gazeuse (μCPG) ou du flush. Au temps initial T0, le flacon a été barboté avec de l’air, en utilisant la pompe à air, pour mesurer son pourcentage de CO2 initial au μCPG.
L’ensemble des flacons correspondant aux différents traitements est incubé à l’étuve à 28°C suivant un dispositif aléatoire ( Figure 7) avec 3 répétitions. Les mesures de CO2 dégagé sont effectuées au dates T1, T3, T6, T8, T10, T13, T14, T15, T20, T24, T28,T29, T38, T42, T49, T51, T64. Lorsque les valeurs lues atteignent un pic donné, les échantillons sont flushés pour éliminer l’excès de CO2.

Minéralisation de l’azote

La minéralisation de l’azote a été évaluée à partir des concentrations en N-NH4+ et N-NO3-. Une masse de 25 g de sol humidifié à 80 % de la capacité au champ (6%) seul ou avec PRO (Tableau 3), est introduite dans un godet en polystyrène de 50 ml, avec trois répétitions. Pour un même traitement, 33 échantillons de sols sont préparés (3 échantillons par prélèvement). Les godets sont ensuite placés dans des bocaux de 2L contenant 5 ml d’eau pour maintient l’atmosphère humide. Un flacon ouvert contenant 20 ml de NaOH 1 M est inséré au centre des bocaux pour piéger le CO2 susceptible de saturer l’atmosphère.
Les bocaux sont incubés à l’étuve thermostatée à 28°C, suivant un dispositif aléatoire (Figure 8), durant la période d’incubation. La détermination de l’azote minéral a été faite en fonction du temps suivant les différentes dates de sorties (T0, T7, T14, T28, T42, T64, T98, T120, T148, et T238). Pour cette extraction, on pèse 10g de sol incubé auquel sont ajoutés 38mL de KCL 1N. L’ensemble est mis en agitation à 112tours/min pendant une heure (1H) sur l’agitateur. Après décantation, le liquide surnageant est extrait puis dosé le lendemain au LAMA par colorimétrie au Technicon. Une masse de 5g de sol incubé permet de faire les mesures d’humidité à l’étuve 105o C pendant 72 heures.
Durant l’incubation, les bocaux sont aérés toutes les semaines et la solution de NaOH est renouvelée toute les deux semaines. Les humidités sont vérifiées et ajustées.

Traitement des données

Les concentrations en N-NH4+ et N-NO3- ont été obtenues du LAMA après dosage des extractions. Les moyennes et les écart types des triplicats ont permis d’analyser l’évolution de l’azote dans le temps. Les productions en azote (N-NH4+ et N-NO3-) ont été calculées sur la base de pourcentage de N contenus dans les PRO apportés. La production nette d’ammonium (NH4+) de chaque PRO a été calculé en soustrayant la production du sol nu de la production du sol amendé ( Équation 1).
Équation 1 N-NH4+ net = N-NH4+sp – N-NH4+ s Où N-NH4 + net (mg de N-NH4 + /g de sol) est la quantité nette de N-NH4 + minéralisée pendant la période d’incubation.
N-NH4 + sp (mg de N-NH4 + /g de sol) est la quantité de N-NH4 + minéralisée par le sol+PRO (sol amendé) pendant la période d’incubation. N-NH4 + s (mg de N-NH4 + /g de sol) est la quantité de N-NH4 + minéralisée par le sol nu (sol sans PRO) pendant la période d’incubation.
NO3m (g de N-NO3
– par mésocosme) est la quantité de N-NO3
– produite par mésocosme à une date T Ps (g) est la masse de sol dans un mésocosme N (Tj) (g/g de sol) est la quantité de N-NO3
– produite à la date T concernée.
N-NO3
– net (mg de N-NO3
– /g de sol) est la quantité nette de N-NO3
– minéralisé pendant la période d’incubation.
N- NO3
– sp (mg de N-NO3
– /g de sol) est la quantité de N-NO3
– -minéralisée par le sol+PRO (sol amendé) pendant la période d’incubation. N- NO3
– s (mg de N-NO3
-/g de sol) est la quantité de N-NO3
– -minéralisée par le sol nu (sol sans PRO) pendant la période d’incubation.
Les valeurs de C-CO2 lues au chromatographe à phase gazeuse (μCPG) ont également permis
de voir l’évolution du carbone dans les différents échantillons (les triplicats). Les valeurs ont été cumulée, puis les moyennes et les écart-types ont calculés afin de mieux analyser pour voir les aberrations et/ou les corrélations entre les triplicats.
La proportion de C-CO2 produite par PRO a été calculé sur la base de quantité de carbone apportée. Elle a été déterminée avec l’Équation 12. Équation 12 𝐂 = 𝐂𝐦 𝐂𝐩 Où C est la proportion de C-CO2 minéralisée Cm (g de C-CO2 par mésocosme) est la quantité de C-CO2 dégagée par mésocosme Cp (g de C-CO2 par PRO) est la quantité de C-CO2 minéralisée par la masse de PRO apportée
Les données ont été traitées et analysées avec le tableur Excel, les logiciels R et XLSTAT. Le test de comparaison de Tukey a permis de comparer les moyennes.