Étude des propriétés physico-chimiques et microbiologiques d'un biofertilisant élaboré à partir d’un mélange de résidus de récolte, d'un consortium bactérien et de roche phosphatée
Abstract
En Afrique subsaharienne, la croissance démographique rapide et la dégradation des sols ont entraîné une forte utilisation d'engrais chimiques pour soutenir l'agriculture. Cependant, cette dépendance aggrave la dégradation des sols et génère des problèmes environnementaux. Pour contrer cela, l'utilisation de biofertilisants émerge comme une solution durable pour maintenir la fertilité des sols tout en réduisant l'impact environnemental. Ainsi, différentes formulations de bio-phospho-composts ont été développées, combinant du phosphate naturel du Maroc (RPM), des résidus de récolte de riz et de maïs, et des bactéries solubilisatrices de phosphate (BSP). L'objectif était d'évaluer leurs propriétés pour estimer leur valeur fertilisante.
L'analyse des bio-phospho-composts finaux produits (C1, C2, C3) a montré qu'ils avaient un pH légèrement alcalin, des rapports C/N entre 10,20 et 11,81, et étaient riches en éléments fertilisants tels que le phosphore, l'azote, le potassium et le carbone. Cependant, aucune différence significative n'a été observée entre les paramètres chimiques des différents composts, suggérant que la dose de RPM n'a pas eu d'effet discernable. De plus, nos résultats ont révélé que les composts ont atteint un état de maturité avec plus de 80% de taux de décomposition en seulement cinq semaines de compostage, indépendamment de la dose de RPM, probablement en raison de la présence d'un consortium bactérien.
Cette étude montre que l'ajout de bactéries solubilisatrices de phosphate a considérablement réduit la durée de compostage à 5 à 6 semaines, au lieu de 4 à 7 mois. Les bio-phospho-composts obtenus présentent des propriétés amendantes et fertilisantes, qui doivent être vérifiées par des cultures en conditions de champ.
In sub-Saharan Africa, rapid population growth and soil degradation have led to heavy use of chemical fertilizers to support agriculture. However, this dependency exacerbates soil degradation and generates environmental problems. To counter this, the use of biofertilizers is emerging as a sustainable solution to maintain soil fertility while reducing environmental impact. Thus, various formulations of bio-phospho-composts have been developed, combining natural phosphate from Morocco (RPM), rice and maize crop residues, and phosphate-solubilizing bacteria (BSP). The objective was to evaluate their properties to assess their fertilizing value.
The analysis of the final bio-phospho-composts produced (C1, C2, C3) showed that they had a slightly alkaline pH, C/N ratios between 10.20 and 11.81, and was rich in fertilizing elements such as phosphorus, nitrogen, potassium, and carbon. However, no significant difference was observed in the chemical parameters of the different composts, suggesting that the RPM dose had no discernible effect. Furthermore, our results revealed that the composts reached a mature state with an over 80% decomposition rate in just five weeks, regardless of the RPM dose, likely due to the presence of a bacterial consortium. This study shows that the addition of phosphate-solubilizing bacteria significantly reduced the composting duration to 5 to 6 weeks, instead of 4 to 7 months. The resulting bio-phospho-composts exhibit amending and fertilizing properties, which need to be verified through field crop trials.
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References
2. Ablede K. A., Koudjega K., Ganyo K. K., Kpemoua E. K., Lombo Y., (2020). Amélioration de la solubilisation des phosphates naturels de faible réactivité par phospho compostage à base de fumier. Bul. Rech. Agro. Ben., 175-181. DOI: http://www.slire.net/download/2583/article_22_pg_brab_n_sp_cial_itra_oct_2019_ablede_et_al_am_lioration_solubilisation.pdf
3. AFNOR (2006). Norme internationale ISO 22198 : 2006. Norme française NF U 44-051. Amendements organiques Dénominations, specifications et marquage. 17p
4. Agegnehu, G., Amede, T., Erkossa, T., Yirga, C., Henry, C., Tyler, R., Sileshi, G. W. (2021). Extent and management of acid soils for sustainable crop production system in the tropical agroecosystems: a review. Acta Agriculturae Scandinavica, Section B—Soil & Plant Science, 71(9): 852-869. https://doi.org/10.1080/09064710.2021.1954239
5. Annabi, M. (2005). Stabilisation de la structure d'un sol limoneux par des apports de composts d'origine urbaine: relation avec les caracteristiques de leur matiere organique. Thèse de Doctorat Institut National Agronomique, Paris-Grignon, Paris, France. 281p
6. Asuming-Brempong S. et Anipa B., (2014). The Use of Rock Phosphate and Phosphate SolubilisingFungi (Aspergillus niger) to Improve the Growth and the Yield of Upland Rice on TypicKandiudal. West African Journal of Applied Ecology, 22(1). 27-39.
7. Atieno M, Herrmann L, Nguyen HT, Phan HT, Nguyen NK, Srean P, Than MM, Zhiyong R, Tittabutr P, Shutsrirung A, Bräu L, Lesueur D. (2020). Assessment of biofertilizer use for sustainable agriculture in the Great Mekong Region. J Environ Manage, 275(1): 111300. doi: 10.1016/j.jenvman.2020.111300.
8. Attrassi B., Mrabet L., Douira A., Ouine K., El Haloui N., (2005). Etude de la valorisation agronomique des composts des déchets ménagers. Université Ibn Tofail. Kenitra (Maroc) 6p.
9. Bekayo D. N., (2003). L’utilisation du compost est-elle une solution pour une production agricole durable des savanes africaines? In : Jamin J. Y., Boukar L. S., Floret C. . Savanes africaines : des espaces en mutation, des acteurs face à de nouveaux défis. Actes du colloque, mai 2002, Garoua, Cameroun. Prasac, N’Djamena, Tchad - Cirad, Montpellier, France, 3p.
10. Biaou, O. D. B., Saidou, A., Bachabi, F. X., Padonou, G. E., et Balogoun, I. (2017). Effet de l’apport de différents types d’engrais organiques sur la fertilité du sol et la production de la carotte (Daucus carota L.) sur sol ferralitique au sud Bénin. International Journal of Biological and Chemical Sciences, 11(5) : 2315-2326. 10.4314/ijbcs.v11i5.29
11. Biekre A.H. T, TIE Bi Tra et DOGBO D. O (2018). Caractéristiques physico-chimiques des composts à base de sous-produits de ferme de Songon en Côte d’Ivoire. Int. J. Biol. Chem. Sci. 12(1): 596-609, DOI: https://dx.doi.org/10.4314/ijbcs.v12i1.45
12. Boueunan W. B. (2019). Caractérisation des bactéries solubilisatrices des phosphates isolées des sols de rizière : cas de la parcelle rizicole de man (ouest de la côte d’ivoire). Mémoire de Master Diplôme de Master en Sciences de la Terre Spécialité Pédologie, Université Felix Houphouët Boigny, 67p.
13. Chennaoui M, Salama Y., Makan A., Mountadar M. (2016). Compostage en cuve des déchets ménagers et valorisation agricole du compost obtenu. Algerian journal of arid environment, 6(2) : 53-66
14. Dabre A., Hien E., Der Some et Drevonjj (2017). Effets d’amendements organiques et phosphatés sous Zaï sur les propriétés chimiques et biologiques du sol et la qualité de la matière organique en zone soudano-sahélienne du Burkina Faso. International Journal of Biological and Chemical Sciences, 11(1), 473-487.
15. Dagbenonbakin G., Djenontin A. J., Ahoyo Adjovi N., Igue M. A., Mensah G. A., (2013). Production et utilisation de compost et gestion des résidus de récolte. Fiche technique. Dépôt légal N°6529 du 18/01/2013, 1er trimestre 2013, Bibliothèque Nationale du Bénin, 12 p.
16. Essui A.R. (2020). Effets des durées de compostage de la fiente de poulet sur les paramètres agronomiques de la laitue (Lactuca sativa L.). Mémoire de Master en Bioressources-Agronomie, option Amélioration des ressources agricoles. Université Jean Lorougnon Guédé de Daloa, 45 p.
17. FAO (2002). Biofertilizer production plant, Myanmar (FAO/UNDP Project), by H. Hiraoka. Back to Office Report. Bangkok, FAO–RAP.
18. Giles C.D., Richardson A.E., Druschel G.K., Hill J.A., (2012). Organic anion-driven solubilization of precipitated and sorbed phytate improves hydrolysis by phytases and bioavailability to Nicotiana tabacum. Soil Science, 177(10): 591-598.
19. Gnahoua, J. B. G., Ouattara, M. L. M. S., Coulibali, Z., Diomandé, L. B., Soro, Y. R. (2023). Integrated Soil Fertility Management: A Promising Pathway for Sustainable Intensification of Smallholder Cotton Farming Systems in Côte d’Ivoire. Asian Journal of Research in Crop Science, 8(1): 51-58. DOI: 10.9734/ajrcs/2023/v8i1157
20. Guety T. P., Bongoua-Devisme A. J., Kpan W. H., Kouadio K.-K. H., Bahan F. M. L. (2024). Rice straw effect on phosphate rock from Morocco (PRM) – phosphate solubilizing bacterium (PSB) combination on acid soil in Man (Ivory Coast, West Africa). Journal of Animal and Plant Sciences, 59 (2): 10843 -10855. https://doi.org/10.35759/JAnmPlSci.v59-2.1
21. Petit, J. and Jobin, P. (2005) La fertilisation organique des cultures. Fédération d’Agriculture Biologique du Québec, 48p.
22. Kitabala, M.A., Tshala, U.J., Kalenda, M.A., Tshijika, I.M. and Mufind, K.M. (2016) Effets de différentes doses de compost sur la production et la rentabilité de la tomate (Lycopersicon esculentum Mill) dans la ville de Kolwezi. Province du Lualaba (RD Congo). Journal of Applied Biosciences, 102, 9669-9679
23. Konate Z., N’ganzoua K. R., Bi Zro F. G., Bakayoko S., Camara M. (2022). Effet de différentes doses de compost de fiente de poulet sur la fertilité des sols et les paramètres agronomiques de la laitue (Lactuca sativa l.). Agronomie Africaine, 34(1) : 34 (1) : 117 – 131
24. Kone B., Saidou, A., Et Camara M., (2010). Effet de différentes sources de phosphate ur le rendement du riz sur sols acides. Agronomie Africaines, 22(1), 55–63.
25. Kouadio, E. N., Koffi, E. K., Julien, K. B., Messsoum, G. F., Brou, K., & N’guessan, D. B. (2018). Diagnostic de l’état de fertilité des ols sous culture Cotonnière dans les Principaux Bassins de Production de Côte d’Ivoire. European Scientific Journal, ESJ, 14(33), 221. https://doi.org/10.19044/esj.2018.v14n33p221
26. Kpan W. H., Bongoua-D. A.J., Kouadio K.-K.H., Kone B., Bahan F. M. L (2023). Response of lowland rice to phosphate amendments in three acidics agroecological zones of Côte d'Ivoire: Man-Gagnoa-Bouaké. International Journal of Environment, Agriculture and Biotechnology, (2023), 8(5): 135-144. DOI: 10.22161/ijeab.85.18
27. Kutu, F.R., Mokase, T.J., Dada, O.A. et al. (2019). Assessing microbial population dynamics, enzyme activities and phosphorus availability indices during phospho-compost production. Int J Recycl Org Waste Agricult 8, 87–97. https://doi.org/10.1007/s40093-018-0231-9
28. Larbi M., (2006). Influence de la qualité des composts et de leurs extraits sur la protection des plantes contre les maladies fongiques. Thèse de doctorant. Université de Neuchâtel, Faculté des Sciences.161 p
29. Leclerc B., (2001). Guide des matières organiques Tome 1 (2ème édition). Institut technique de l’agriculture biologique (ITAB), 238 p.
30. Mahmood, I., Imadi, S.R., Shazadi, K., Gul, A. and Hakeem, K.R. (2016). Effects of Pesticides on Environment. In: Hakeem, K., Akhtar, M. and Abdullah, S., Eds., Plant, Soil and Microbes, Springer, Cham, 253-269. https://doi.org/10.1007/978-3-319-27455-3_13
31. Mashori, N. M., Memon, M., Memon, K. S., Kakar, H. (2013). Maize dry matter yield and P uptake as influenced by rock phosphate and single super phosphate treated with farm manure. Soil Environment, (2013), 32(2): 130-134
32. Mehlich, A. (1984). Mehlich 3 Soil Test Extractant. A Modification of the Mehlich 2 Extractant. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 15, 1409-1416. http://dx.doi.org/10.1080/00103628409367568
33. Ousmane G., Mamane T. M., Saidou A. K., M. Hamissou I. GREMA., Adamou Z., (2020). Valorisation de glume de mil et balle de riz par compostage : caractérisations physico-chimiques des composts, Université Abdou Moumouni, Faculté des Sciences et Techniques, Département de Chimie, p 31-36
34. Sharma. S., Vijay, k and Ram, B.T. (2011). Isolation of Phosphate Solubilizing Microorganism (PSMs) From Soil. Journal of Microbiology and Biotechnology Research (2): 90-95.
35. Saleem M. M., Arshad M., and Yaseen M. (2013). Effectiveness of various approaches to use rock phosphate as a potential source of plant available P for sustainable wheat production, Int. J. Agric. Biol., 15, 223–230.
36. Sawadogo J., Coulibaly P. J. D’A., Traore B., Ouedraogo J. P., Diarra A., Legma J. B., (2022). Caractérisations physico-chimiques d'un sol hydromorphe amendé par un biofertilisant dans un système de culture à base de cucurbitacées au Burkina Faso, Int. J. Biol. Chem. Sci. 16(5): 2457-2469. http://ajol.info/index.php/ijbcs
37. Sawadogo J., Coulibaly P. J. D’A., Traore B., Bassole M. S. D., Kabore A. et Legma J. B., (2021). Amélioration des propriétés physico-chimiques et microbiologiques des sols par des fertilisants biologiques sous cultures de la tomate en zone Soudano-sahélienne. Afrique SCIENCE 19(4) : 189 – 202
38. Sow M. (2018). Effets de deux types de compost et de la fertilisation minérale azotée sur les propriétés du sol et le rendement du riz (Oriza sativa L.) de Nappe en station au CRA de Djibélor. Mémoire de Master en Aménagement et Gestion des écosystèmes forestiers et agroforestiers, Université Assane Seck de Ziguinchor, 34p.
39. Taktek S., (2015). Dissolution biologique des phosphates : Interaction bactéries – mycorhizes. Thèse Université Laval, Québec, Canada. 128p.
40. Vessey J.K. (2003). Plant growth promoting rhizobacteria as biofertilizers. Plant Soil, 255: 571–586.
41. Yu X, Liu X, Zhu TH, Liu G.H, Mao C., (2011). Isolation and characterization of phosphate-solubilizing bacteria from walnut and their effect on growth and phosphorus mobilization. Biol Fertil Soils 47: pp. 437–446
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