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Les amendements de matière organique (MO) issus des déchets pourraient être utilisés pour améliorer le stockage du carbone organique dans le sol (COS) et la fertilité des sols de terres cultivées. Cependant, les effets à long terme des différents amendements de compost de déchets urbains sur les processus de formation de matière organique du sol (MOS) et leur impact sur le stockage de COS sont encore peu connus. Par conséquent, les effets à long terme de différents amendements de MO sur la quantité et la composition de MOS associée aux particules et aux minéraux ont été étudiés. Le but de notre étude était d’étudier les processus de formation de MOS après des apports en C équivalents avec des amendements de compost de déchets urbains contrastés en étudiant la nature de la MOS dans différentes fractions physiques du sol.

Les sols de surface ont été échantillonnés sur un Luvisol, qui recevait tous les deux ans 0,4 kg de carbone organique m-2 sous forme de trois composts urbains différents ou de fumier de bétail pendant 15 ans. En dépit d'un apport de carbone similaire, les différents amendements de compost de déchets urbains ont entraîné un stockage de carbone différent. Bien qu'il n'y ait pas eu de changement de stock de C pour les sols amendés avec des déchets solides municipaux compostés, les composts de déchets organiques et les déchets verts et les boues d'épuration ont augmenté les stocks de COS dans une gamme similaire à celle du fumier de ferme. Dans l’ensemble des sols, les stocks de COS ont augmenté d’environ 30%, ceux des particules de MO obstruées <20 mm, de 155% (compost de déchets organiques) et de 71% (compost de déchets verts et de boues d’épuration). Le stockage de carbone dans les fractions d'argile a montré des valeurs approximativement 20% plus élevées dans tous les traitements (figure 1a). Les amendements de matière organique entraînent un couplage C – N, car des augmentations de stock de N proportionnelles ont été enregistrées (figure 1b). La grande variabilité de la composition de différents types d'amendements a été reflétée dans les fractions de MO en particules mais pas dans la composition très uniforme du MO associé aux minéraux. Les amendements n'ont pas eu d'incidence sur la mouillabilité des sols, car seules les fractions de matière organique particulaire (MOP) présentaient un pouvoir hydrophobe accru, mais pas les fractions d'argile. Les fractions d'argile présentaient des rapports alkyle / O-alkyle élevés et de faibles rapports C / N, caractéristiques des matériaux microbiens. La composition en MO de la fraction d'argile est déterminée par les résidus microbiens dont la composition est indépendante de la matière en entrée. L'augmentation du stockage de C dans les fractions argileuses du sol, amendées par des déchets organiques et du compost de boues d'épuration et de déchets verts ainsi que du fumier de ferme pourrait être favorisée par une meilleure efficacité d'utilisation microbienne conduisant à la séquestration du C en tant que composés microbiens.

Figure 1: Stocks de carbone organique du sol (a) et stocks d’azote total (b) des sols et des fractions physiques (n = 4). Les barres groupées avec des lettres différentes sont significativement différentes (Tukey-HSD, p <0,05). CN = contrôle, BIO = ajout de compost de biodéchets, MSW = ajout de compost de déchets solides municipaux, GWS = ajout de compost de déchets verts et de boues d'épuration et FYM = ajout de fumier de ferme.

Affiliations

a Chair of Soil Science, Technical University of Munich, Emil-Ramann-Strasse 2, 85354 Freising, Germany

b CNRS, IEES (UMR 7618 UPMC-CNRS-UPEC-IRD) CentreAgroParisTech-INRA, bâtiment EGER, Thiverval-Grignon 78850, France

c INRA, UMR 1402 INRA-AgroParisTech ECOSYS, Thiverval-Grignon 78850, France

d Institute for Advanced Study, Technical University of Munich, 85748 Garching, Germany