Influence des amendements organiques issus de résidus de palmier dattier sur les propriétés et la fertilité de sols de régions arides et semi-arides

Influence of organic amendments derived from date palm residues on the properties and fertility of soils in arid and semi-arid regions

• Auteur / Autrice : Elie Le Guyader
• Direction : Béatrice Marin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du sol
• Date : Soutenance le 09/12/2024
• Etablissement(s) : Reims
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, alimentation, biologie, environnement, santé (Paris ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Groupe d'Etude sur les Géomatériaux et ENvironnements Anthropisés (GEGENA) - UR 3795 (Reims, Marne)
• Jury : Président / Présidente : Mohamed Hafidi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Béatrice Marin, Tiphaine Chevallier, Gwenaëlle Lashermes, Samuel Abiven, Xavier Morvan, Maxime Gommeaux
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Tiphaine Chevallier, Gwenaëlle Lashermes
• DOI : 10.70675/914e9003z1ae5z440az8dc1z397c8ed80961

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dattier

Compost

Charbon à usage agricole

Agriculture des régions arides

Plantes des régions arides

Engrais organiques

Déchets organiques (amendements)

Humidité du sol -- Conservation

Orge

Agriculture

Mots clés libres

Palmier dattier

Fertilité du sol

Compost

Biochar

Régions arides

Date palm

Soil fertility

Compost

Biochar

Arid regions

Résumé

Ce doctorat s’inscrit dans le cadre du projet ISFERALDA (Improving Soil FERtility in Arid and semi-arid regions using Local DAte palm residues), qui vise à développer la valorisation des résidus de palmier dattier pour la production d’amendements organiques en Tunisie et en Algérie et améliorer la résilience des agroécosystèmes des régions sèches. Les objectifs étaient d’étudier l’influence des apports de compost et de biochar sur les propriétés des sols et leur capacité de production végétale. Des expérimentations conduites en laboratoire ont permis d’évaluer l’effet du compost, du biochar et du mélange compost-biochar sur la capacité de rétention en eau de sols avec des textures contrastées. Les résultats ont montré une augmentation de la réserve utile de 80 % dans un sol sableux avec l’apport de biochar, tandis que le compost avait un effet plus modéré (+12 %). Des incubations en conditions contrôlées avec un sol sableux d’oasis ont permis d’estimer la part de carbone minéralisée du compost produit en Tunisie (≈17 % après 112 jours). En parallèle, des analyses Rock-Eval® ont révélé une stabilité thermique contrastée selon les composts étudiés, mettant en évidence des difficultés dans le processus de compostage du palmier dattier. Enfin, une culture d’orge a été conduite en cellule Écolab sous climat aride simulé pour étudier l’effet des amendements organiques sur la production végétale et la dynamique de lixiviation des macronutriments. Les résultats n’ont pas montré de potentiel améliorant à court terme du biochar, seul ou enrichi avec une source organique riche en azote. Le compost a amélioré les rendements en grains de l’orge, bien que la fourniture en azote ait été limitée dans la durée. En conclusion, le compost améliore la fertilité des sols sableux à court terme, mais sa composition riche en sels nécessite une attention particulière afin de réduire le risque de salinisation des milieux cultivés en régions sèches. Le biochar de palmier dattier est stable dans le sol mais l’intérêt de son application est limité sur le plan de la nutrition minérale des végétaux.

This PhD is part of the ISFERALDA project (Improving Soil FERtility in Arid and semi-arid regions using Local DAte palm residues), which aims to develop the transformation of date palm residues in organic amendments to improve the resilience of agroecosystems in dry regions. The objectives were to study the influence of compost and biochar inputs on soil properties and plant productivity. First, laboratory experiments were carried out to assess the effect of compost, biochar and compost-biochar mixtures on the water retention capacity of soils with contrasting textures. Results showed an increase in available water capacity (+80%) in a sandy soil with the addition of biochar, while compost had little effect (+12%). Incubations under controlled conditions with an oasis sandy soil enabled us to estimate the proportion of mineralized carbon in the compost produced in Tunisia (≈17% after 117 days). In parallel, Rock-Eval® analyses revealed contrasting thermal stability depending on the composts studied, highlighting difficulties in the date palm composting process. Finally, a barley crop was grown in an Ecolab cell under a simulated arid climate to study the effect of organic amendments on plant productivity and leaching losses of macronutrients. The results showed no improvement potential with biochar addition at the short-term, either alone or enriched with a nitrogen-rich organic source. Compost improved barley grain yields, although nitrogen supply was limited over time. In conclusion, compost improves the fertility of sandy soils in the short term, but its salt-rich composition requires specific attention to reduce the risk of salinization in cultivated environments in drylands. Date palm biochar is stable in the soil, but its use is limited in terms of plant mineral nutrition.