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L'érosion hydrique affecte plus de 5 millions d'hectares de sols arables en France [1]. Dans les sols limoneux, qui sont largement représentés dans le nord de l'Europe, la formation de croûtes augmente le risque d'érosion et est liée à une faible stabilité des agrégats du sol [2]. Dans ces sols, la matière organique est le principal élément contribuant à la stabilité des agrégats [3]. Les composts résultant du traitement des déchets municipaux organiques représentent de précieuses sources de matières organiques exogènes qui pourraient être appliquées aux sols pour augmenter leur teneur en matières organiques [4] et restaurer leurs propriétés physiques, y compris la stabilité des agrégats [5]. L’objectif de cette étude était de comparer les effets d’applications répétées de trois composts urbain et d’un fumier de ferme sur une période de neuf ans sur la stabilité des agrégats dans un sol limoneux caractérisé au début par une faible teneur en argile et en matière organique ainsi qu’une faible stabilité des agrégats.

Résultats majeurs

Cette étude avait trois objectifs principaux de:

• Quantifier les effets d'applications répétées de trois composts urbains et d'un  fumier de ferme sur la stabilité des agrégats dans un sol limoneux pendant 9 ans dans un essai au champ 
• Comparer les mécanismes impliqués dans l'amélioration de la stabilité des agrégats en utilisant les trois tests de la méthode «Le Bissonnais»
• Relier les effets observés à l'évolution de la teneur en carbone organique dans les sols amendés.

Trois tests différents de stabilité des agrégats avec des intensités de perturbation croissantes (immersion rapide> dégradation mécanique> humectation lente) et différents mécanismes de désagrégation ont été utilisés. Tous les amendements, qui ont été appliqués à environ 4 Mg C ha-1 tous les deux ans, ont augmenté la teneur en carbone organique et amélioré la stabilité des agrégats contre l'action perturbatrice de l'eau, comme déterminé par chacun des tests de stabilité (figure 1).

Figure 1: Evolution temporelle de la stabilité des agrégats dans les différents traitements amendés de l’essai au champ QualiAgro, exprimé en relatif par rapport au traitement contrôle (rapport entre le diamètre moyen pondéré dans le traitement amendé et celui dans le traitement témoin). Les tests d’immersion rapide (a), de désagrégation mécanique (b), humectation lente (c) sont présentés. GWS : co-compost de déchets verts et boue, MSW : compost d’ordures ménagères résiduelles ; BW : compost de biodéchets ; FYM : fumier. Pour chacun des traitements, des lettres différentes indiquent des traitements significativement différents (p<0.05).

Toutefois, les variations annuelles de la stabilité des agrégats associées à des facteurs autres que les intrants organiques ont été supérieures à l’augmentation de la stabilité dans les traitements amendés par rapport au contrôle. Les effets positifs des amendements testés sur la stabilité des agrégats sont liés à leur contribution à la teneur en C organique du sol. L'ajout de composts urbains a eu un effet positif plus important sur la stabilité globale que le fumier de ferme à la plupart des dates d'échantillonnage. L'ajout de compost immature biodégradable, tel que le compost d’ordures ménagères résiduelles (MSW), a amélioré la stabilité des agrégats grâce à une résistance accrue à l’éclatement. L'ajout de composts matures, tels que le co-compost de boues d'épuration et de déchets verts (GWS) ou de compost de biodéchets (BW), a amélioré la stabilité des agrégats en augmentant la cohésion inter-particulaire. Le compost MSW a été le plus efficace pour améliorer la stabilité des agrégats au cours des six premières années de l’essai au champ. Ce résultat était probablement dû à la fraction importante de matière organique labile dans ce compost d’ordures ménagères résiduelles très efficace pour stimuler l'activité microbienne du sol. Après les six premières années, les deux autres composts, GWS et BW, deviennent les plus efficaces, ce qui est probablement lié à l’augmentation plus importante de la teneur en carbone organique du sol. Par conséquent, l’application de compost urbain sur des sols limoneux sensibles à l’érosion hydrique a permis d’améliorer la stabilité des agrégats et a donc pu être utilisée pour renforcer la résistance des sols à l’érosion hydrique.

Références

1. Le Bissonnais, Y., Montier, C., Jamagne, M., Daroussin, J., King, D.E., 2002. Mapping erosion risk for cultivated soil in France. Catena 46, 207–220.

2. Bresson, L.M., Le Bissonnais, Y., Andrieux, P., 2006. Soil surface crusting and structure slumping in Europe. In: Boardman, J., Posen, J. (Eds.), Soil Erosion in Europe. Wiley, England, pp. 289–500.

3. Tessier, D., Bruand, A., Le Bissonnais, Y., Dambrine, E., 1998. Chemical and physical properties of soils in France. Spatial context and evolution. Geologica Carpathica 6, 121–131.

4. Lashermes, G., Houot, S., Nicolardot, B., Parnaudeau, V., Thuriès, L., Morvan, T., Chaussod, R., Linères, M., Guillotin, M.L., Metzger, L., Tricaud, A., Villette, C., Mary, B., 2009. Indicator of potential carbon storage in soils via exogenous organic matter application. Eur. J. Soil. Sci. 60, 297–310.

5. Aggelides, S.M., Londra, P.A., 2000. Effects of compost produced from town wastes and sewage sludge on the physical properties of a loamy and a clay soil. Bioresour. Technol. 71, 253–259.

Affiliations

a INRA, UMR 1091 Environment and Arable Crops, 78850 Thiverval-Grignon, France
b Veolia Environment–Research and Development, - 78520 Limay, France
c INRA, UMR Laboratoire d Etude des Interactions Sol-Agrosystème-Hydrosystème, SupAgro-INRA-IRD, 34060 Montpellier, France