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Capacité d'adsorption du phosphore et distribution des éléments C, N et P dans un sol agricole traité avec du lisier de porc pendant 14 ans.

Hountin, Julien A. (1996). Capacité d'adsorption du phosphore et distribution des éléments C, N et P dans un sol agricole traité avec du lisier de porc pendant 14 ans. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 166 p.

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Résumé

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Les fortes concentrations des industries de production de porcs sur une aire de plus en plus réduite ont entraîné au Québec, des problèmes de surplus de lisier de porc (LP) à résoudre. Depuis plusieurs années, des producteurs disposent le LP à de fortes doses sur des sols cultivés, sans se préoccuper de la qualité de l'environnement. La double fertilisation organique et minérale est devenue pratique courante. De plus, les épandages de lisiers se pratiquent avant le semis et tard en automne sur la seule base de leur contenu en N ignorant ainsi leur concentration en phosphore. Au fil des ans, ces pratiques agricoles ont eu pour conséquences : 1) la perte d'éléments nutritifs pour la plante tels que l'azote, le phosphore et le carbone organique soluble dans les eaux de surface et souterraines, 2) la saturation des sites d'adsorption du phosphore dans les sols, d'où la diminution de leur capacité à recevoir des quantités additionnelles de LP sans risque de polluer davantage le milieu aquatique. Les objectifs de cette thèse sont (i) de mesurer la distribution de trois éléments nutritifs soit le carbone (C), l'azote (N et le phosphore (P) dans un profil de sol agricole ayant reçu du LP pendant 14 ans, (ii) d'évaluer les formes du phosphore dans le sol, (iii) de déterminer les doses optimales du lisier en fonction des rendements en matière sèche du maïs-ensilage (Zea mays L.) et estimer les rendements en fonction du contenu du sol en différentes fractions labiles de phosphore et (iv) d'évaluer la capacité totale d'adsorption du P dans le sol. Des échantillons de sol provenant des parcelles de maïs-ensilage et fertilisées avec du LP en post-levée depuis 1979 ont été prélevés au printemps 1992 jusqu'à lm de profondeur. Le sol était un loam limoneux de la série Le Bras, un gleysol humique situé à St-Lambert de Lauzon (Québec). Les parcelles étaient constituées d'unités de quatre blocs complètement aléatoires et fertilisées avec des doses croissantes de LP (0, 30, 60, 90 et 120 m3 ha- 1). Les résultats obtenus ont montré que les contenus en C, N et P totaux dans la couche de labour (0-20 cm) ont augmenté (p≤ 0.01) avec l'augmentation de la dose de LP. Toutefois, le taux d'accroissement de ces éléments a diminué avec la profondeur. Comparée au témoin, l'application de la dose de 120 m3 ha-1 a résulté en une accumulation dans la couche de 80-100 cm de 2.37 t N total (Nt) ha-1 et de 169 kg P total (Pt) ha-1 respectivement. Le contenu en P-Mehlich3 (P-M3) représentait 27 à 69 % de la quantité du Pt accumulée dans la couche 0-20 cm. De plus, la courbe des concentrations de Pt en fonction des doses de LP a évolué à un stade donné de façon quadratique pour atteindre un plateau (990 mg kg- l) avec la dose de 90 m3 ha- l. Les valeurs des rapports C:N et C:P ont augmenté avec la dose de LP mais ont diminué avec la profondeur. Une tendance à une forte accumulation du P dans la couche 0-20 cm et un déplacement des formes extrêmement labiles (Pi-résine, Pi-NaHC03' Po-NaHC03, Po-NaOH) vers les couches profondes du sol ont été observés avec les fortes doses de LP (90 et 120 m3 ha- 1). L'utilisation du test du PPDS (P≤ 0.05) a permis d'approximer la dose 60 m3 ha- l pour un rendement moyen annuel de 7.68 t ha- l. À partir de la dose 60 m3 ha- l aucune augmentation significative du rendement en maïs-ensilage n'a été notée. Un optimum de de production (7.95 t ha- l) a été obtenu en 1992. Un plateau de 7.98 t ha- l représentant le rendement moyen annuel a été atteint avec la dose de 90 m3 ha- l. De plus, l'utilisation du modèle quadratique a permis d'optimiser les rendements de maïs-ensilage en fonction des quantités de fractions labiles de P (Pi-résine, Pi-NaHC03' Po-NaHC03, Po-NaOH et Pi- NaOH) ainsi que du P-M3. Les indices d'adsorption du P (Psiw) tels qu'évalués par la méthode de Bache et Williams (1971), les indices de capacité totale d'adsorption du P (Ptsiw) calculés à partir des formes labiles de P, les valeurs du degré de saturation en P (DPs) de chaque horizon, les valeurs de la concentration d'équilibre du P (CEP) ainsi que les isothermes d'adsorption du P (Freundlich et Langmuir) dans la couche 0-20 cm indiquaient que le nombre de sites libres avaient diminué au fil du temps à cause des applications répétées de LP. L'établissement du bilan de charge de P dans les parcelles expérimentales a montré que les pertes potentielles moyennes annuelles du P ont été relativement faibles. Toutefois les fortes accumulations de P observées dans les parcelles traitées avec du LP, peuvent constituer à long terme un risque potentiel de pollution de l'eau. Dans une perspective de suivi environnemental des sols fertilisés avec du lisier et autres engrais de ferme, l'estimation de la capacité d'adsorption totale de P, tenant compte du niveau de P initialement présent ou adsorbé, revêt une grande importance dans une nouvelle approche de gestion du P par bilan de charge dans les exploitations agricoles.

Type de document: Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Couillard, Denis
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: adsorption; carbone; élément; azote; fertilisation; industrie; lisier de porc; nutritif; phosphore; production; Québec; sol agricole; surplus; traitement
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 16 oct. 2013 20:18
Dernière modification: 20 nov. 2015 16:46
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1637

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