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La quantité de biosolides recyclés dans l'agriculture a régulièrement augmenté au cours des dernières décennies. Cependant, peu de modèles sont disponibles pour prédire les risques qui y sont associés, principalement en raison de la présence d'oligo-éléments et de contaminants organiques, et des avantages de leur application pour la fertilité du sol. Cet article traite de l'exploration de données pour évaluer les avantages et les risques de l'application de biosolides en agriculture.

Résultats majeurs

Les données analysées proviennent d'une expérience sur le terrain menée dans le nord-est de la France (ferme expérimentale de la Bouzule) pendant 10 ans et portant sur les effets de l'application de biosolides et de la fertilisation minérale sur la fertilité et la contamination des sols (figure 1).

Figure 1 : Caractéristiques des biosolides, oligo-éléments et teneur en polluants organiques. Moyenne de quatre valeurs pour chaque paramètre (une pour chaque épandage au cours de l'étude). Les valeurs en italique sont proches ou supérieures aux valeurs de seuil. † LSS, boues d'épuration liquides; LDSS, boues d'épuration légèrement déshydratées; LDCSS, boues d’épuration compostées légèrement déshydratées; LDCSSO, boue compostée légèrement déshydratée additionnée de polluants organiques; LDCSSM, boue compostée légèrement déshydratée additionnée de métaux; MPS, mélange de boues de papier; CA, cendres de charbon; HWA, cendres de déchets ménagers. ‡ Décision du Conseil français du 8 janvier 1998 (Voynet et al., 1998). § PCB, biphényle polychloré.

Les biosolides ont été appliqués aux taux recommandés en agriculture. Les biosolides ont eu un effet significatif sur la fertilité du sol, provoquant notamment une augmentation persistante du phosphore (P) disponible pour les plantes par rapport aux parcelles recevant de l'engrais minéral. Cependant, la fertilité du sol lors de l'ensemencement et la méthode de gestion des cultures ont eu des effets plus importants que l'application de biosolides sur la fertilité du sol au moment de la récolte, en particulier la teneur en azote (N) du sol. Les niveaux d'oligo-éléments et de contaminants organiques dans les sols sont restés sous les valeurs limites légales. Les niveaux de métaux extractibles étaient davantage corrélés que les niveaux de métaux totaux à d'autres facteurs. Les niveaux de contaminants organiques, en particulier d'hydrocarbures aromatiques polycycliques, étaient liés aux niveaux de métaux totaux dans les biosolides et les sols traités (figure 2).

Figure 2: Arbres de régression prédictifs des valeurs pour les hydrocarbures aromatiques polycycliques totaux (HAP) et le biphényle polychloré (PCB) (mg kg -1 de matière sèche [DM]) au moment de la récolte (scénario 4). MI = nombre minimum d'instances dans une feuille (c'est-à-dire nombre minimal d'échantillons à partir desquels la valeur prédite est calculée); MD = profondeur maximale de l’arbre (c’est-à-dire nombre de niveaux hiérarchiques de l’arbre); “(Before)” = teneur en sol au moment du semis; «W» = contenu dans les biosolides; «Tot» = teneur totale en métal (mg kg − 1 MS); “F” = teneur en engrais. Les arbres doivent être lus comme des questions «what-if» à la racine de chaque arbre. Plus l'attribut est proche de la racine de l'arbre, plus il influe statistiquement sur l'attribut prédit considéré.

Cette étude a confirmé que l'application de biosolides aux taux recommandés en agriculture est une option sûre pour augmenter la fertilité des sols. Cependant, la qualité des biosolides sélectionnés doit être prise en compte. Les résultats indiquent également la puissance de l'exploration de données dans l’analyse des liens entre les paramètres dans des ensembles de données complexes.

Affiliations

1. Nancy Université, UMR INPL/INRA 1120, Laboratoire Sols et Environnement, 2 av. de la Forêt de Haye, 54505 Vandoeuvre-lès- Nancy, France;

2. Jozef Stefan Institute, Dep. Of Knowledge Technologies, Jamova 39, 1000 Ljubljana, Slovenia. Assigned to Associate Editor César Plaza.