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Activation du compostage de la paille de riz par effet du calcium


par Konan Paul Kouakou
Université Félix Houphouet Boigny - Master 2018
  

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Université Félix Houphouët-Boigny de Cocody

Département des sciences du sol, de l'eau et des géomatériaux

N° d'ordre : 32 / 2O20

UFR des Sciences de la Terre et des Ressources Minières

Présenté par :

KOUAKOU KONAN PAUL

Contact: 08648235 / 76664505

Date de soutenance: 24 / 02 / 2020 Directeur de mémoire : Dr KONE Brahima (Maitre de conférences)

Composition du jury

Prof KASSI A.J.B Président

Dr KONE Brahima Directeur

Dr GUETY Thierry Philippe Examinateur

Dr/Prof Examinateur

MÉMOIRE

Pour l'obtention du Diplôme de MASTER

MEMOIiE

en Sciences de la Terre

Option : Pédologie

THÈME

p g

ACTIVATION DU COMPOSTAGE DE LA

PAILLE DE RIZ PAR EFFET DU CALCIUM

THÈME

Année Universitaire

20118-2019

République de Côte d'Ivoire

~~~~~~~~~~~~~

Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique

~~~~~~~~~~~~~

Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique

République de Côte d'Ivoire

Année Universitaire

20118-2019

MÉMOIRE

Pour l'obtention du Diplôme de MASTER
Laboratoire de Pédol

en Sciences de la Terre
Option : Pédologie

EMOIRE

THÈME

ACTIVATION DU COMPOSTAGE DE LA

Por l'obtention du Diplôe de Master en Scences de la Terre

PAILLE DE RIZ PAR EFFET DU CALCIUM

Présenté par :

KOUAKOU KONAN PAUL

Composition du jury

Prof KASSI A.J.B Président

Dr KONE Brahima Directeur

Dr GUETY Thierry Philippe Examinateur

Dr/Prof Examinateur

Contact: 08648235 / 76664505

Date de soutenance: 24 / 02 / 2020 Directeur de mémoire : Dr KONE Brahima

(Maitre de conférences)

UFR des Sciences de la Terre et des Ressources Minières

Université Félix Houphouët-Boigny de Cocody

Département des sciences du sol, de l'eau et des géomatériaux

N° d'ordre : 32 / 2020

iii

i

DEDICACE

À Mon père KOUAKOU Amani N'Goh Blaise, ma mère N'Guessan N'Dri, mes frères et soeurs, que ce travail soit le symbole de ma reconnaissance pour leur amour infini.

À mademoiselle N'Gbebou Élisabeth, que je remercie pour le soutien moral, le réconfort qu'elle m'a apporté et pour les merveilleux et bons moments passés ensemble.

À tous mes amis Traoré Moctar, Ankué Jonathan, Kouadio Emmanuel et Kouassi Eunice.

ii

REMERCIEMENTS

Au terme de cette étude, je tiens à remercier toutes les personnes qui, de près ou de loin, m'ont soutenues et encouragées tout au long de ce travail.

À cet effet, je voudrais exprimer toute ma gratitude au :

Professeur SORO Nagnin, Doyen de l'UFR-STRM, pour nous avoir acceptés dans cette UFR, Docteur KOUAKOU Kouadio Emmanuel Vice-Doyen en charge de la pédagogique toutes mes salutations à vous Monsieur, et toute l'administration de ladite UFR,

Professeur COULIBALY Aoua Sougo, Vice-Doyen en charge de la recherche de l'UFRSTRM, Spécialiste en Géochimie Environnementale. Je voudrais ici, adresser mes sincères remerciements et ma profonde gratitude pour la fierté que vous inspiré pour le genre, Professeur AKA Kouamé, Doyen Honoraire de l'UFR-STRM, pour avoir accepté mon inscription en Master;

Professeur DIGBEHI Bruno, responsable de la formation du 3ème cycle, pour avoir facilité mon inscription.

Je remercie et rends un grand hommage au Directeur du laboratoire le Professeur YAO-KOUAME Albert pour m'avoir accueilli au sein du laboratoire des Sciences du Sol, à tous les enseignants du département des sciences du sol, particulièrement, à Dr BRAHIMA Koné, mon directeur de mémoire, porteur de ce mémoire, sans qui, il n'aurait jamais abouti. Je voudrais lui adresser ici, mes plus vifs remerciements, pour sa disponibilité, ses critiques pertinentes, ses conseils avisés, son engagement à la formation des apprenants.

Je voudrais également remercier Docteur GUETY Thierry Philippe, examinateur de ce mémoire, sans qui, ce ne serait validé. Je voudrais lui adresser ici, mes vifs remerciements, pour sa disponibilité, ses critiques pointues.

Je voudrais remercier également la directrice du Centre National Floristique (CNF), de nous avoir accordés son espace pour la réalisation de notre expérience.

Je tiens à remercier les Doctorants KRAIDI et ALLA pour leur disponibilité et l'attention particulière qu'ils m'ont accordée lors de la rédaction de ce travail.

Mes remerciements vont à l'endroit de tous les camarades de la 16ème promotion, et en particulier TRAORE Moctar pour leur encouragement et leur soutien.

Je remercie mon père Professeur KOUAKOU Amani N'Goh Blaise et ma mère N'Guessan N'Dri pour leur encouragement et soutien moral.

Je ne saurai terminer, sans remercier tous mes frères et toutes mes soeurs ainés (es) pour leur soutien financier et qui ont toujours eu confiance en moi.

iii

TABLE DES MATIERES

DEDICACE i

REMERCIEMENTS ii

LISTE DES TABLEAUX ix

RÉSUMÉ x

ABSTRACT xi

INTRODUCTION GENERALE 1

CHAPITRE I 5

COMPOSTAGE ET DIFFERENTS TYPES DE COMPOSTS 5

Introduction 5

I.1-Définitions 5

I.1.1-Compost et son importance 5

I.1.2-Processus de compostage 6

I.1.3-Méthodes de compostage 6

I.1.4-Types de compostage 7

I.2-Les facteurs de réussite d'un compostage 9

I.3-Amendements du sol 10

I.2.1-Amendements organiques 11

1.2.2-Amendements minéraux 11

I.3-Rôles du calcium 12

I.3.1-Rôle physiologique pour les plantes 12

I.3.2- Influences sur les propriétés physiques du sol 12

1.3.3-Influences sur les propriétés chimiques (en relation avec le pH) 12

1.3.4-Influence sur les propriétés biologiques 13

I.4.5-Carbone et les végétaux 13

I.5-Paille du riz 13

I.6-Dolomite 15

I.7-Plante de riz 15

I.8-Matériel de traitement de données 15

Conclusion partielle 15

CHAPITRE II 17

CARBONE DANS LES SOLS 17

II.1-Role des sols dans le cycle du carbone 17

II.2-Dynamique du carbone organique dans les sols 18

iv

II.3-Role clé de la matière organique dans le sol 18

III.4-Gestion du carbone dans les sols et les zones tropicales 19

III.5-Humification et minéralisation 19

Conclusion partielle 19

CHAPITRE III 21

MATERIEL 21

III.1-DESCRIPTION DU SITE 21

III.1.1-Localisation 21

III.1.2-Climat 22

III.1.3-Sol et la faune 22

III.2-Matériel technique de terrain 23

III.2- Matériel de laboratoire 24

Conclusion partielle 25

CHAPITRE IV 26

METHODES 26

IV.1-Caractérisation chimique du sol de CNF (pH eau) 26

IV.2-Aménagement du dispositif expérimental 26

IV.3- Mise en place du dispositif de compostage 27

IV.4-Descriptif expérimental 27

IV.5-Données du compost 28

IV.5.1-La température 28

IV.5.2-Population macrofaune 28

IV.5.3-Arrosage des tas 29

IV.5.4-Suivi de la maturation 29

IV.5.5-Taux de décomposition du compost (Td) 29

IV.5.6-Masse du compost 30

IV.5.7-Mesure du rendement 30

IV.5.8-La population microbienne 30

IV.5.9-Composition chimique du compost 31

IV.5.10-Détermination de la matière organique 32

IV.5.11-Carbone organique 32

IV.5.12-Mesure du rapport C/N 32

IV.6-Test agronomique 33

IV.6.1-Mise en place 33

v

IV.6.2-Semis du riz 33

IV.6.3-Evaluation de la phytotoxicité du compost obtenu 34

IV.6.4-Taux de germination 34

IV.6.5-Taux de mortalité 34

IV.6.6-Démariage des plants 35

IV.6.7-Mesure des plants de riz 35

IV.8-Floraison et maturité physiologique du riz 36

IV.9-Récolte de riz 36

IV.10-Analyses statistiques des données 37

IV.10.1-Données du compost 37

IV.10.2-Données du test agronomique 38

Conclusion partielle 38

CHAPITRE V 40

RESULTATS 40

V.1-Caractérisation chimique du sol de CNF (pH eau) 40

V.2-Résultats du compost 40

V.2.1-Evaluation des macrofaunes en fonction du traitement et en fonction du temps 40

V.2.2-Résultats des températures mesurées 41

V.2.3-Masse et rendement obtenus 43

V.2.4-Rapport du pH avec le traitement 44

5.2.5-Caractéristiques chimiques du compost 45

V.3-Etude de la valorisation agronomique du compost produit 46

V.3.1-Maturité du compost 46

V.3.2-Effets du compost obtenu sur la croissance du riz 47

5.3.3-Résultats de récolte du riz 49

Conclusion partielle 51

CHAPITRE VI 52

DISCUSSIONS 52

VI.1-Impact des caractéristiques du compost sur la qualité du sol 52

VI.2-Impact des paramètres environnementaux sur le riz 54

VI.2.1-Effet de la température sur la germination et croissance des plantules 54

VI.2.2-Effet de la température sur le tallage des plants de riz 54

VI.2.3-Phase reproductive 54

VI.2.4-Importance du rayonnement solaire 54

vi

VI-2-Comparaison des effets des différents activateurs 55

Conclusion partielle 56

CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES 58

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 60

ANNEXES 67

Annexe 1 : Décomposition presque complète du composte 67

Annexe 2 : Tamisage du compost 67

Annexe 3 : Labour des microparcelles avant le semis 68

Annexe 4 : Arrosage et évolution des plants de riz après une semaine 68

Annexe 5 : Action des termites sur la croissance des plants de riz 69

vii

LITSTE DES FIGURES

Photo 1 : Retournement et aération durant le compostage 6

Photo 2 : Compostage en tas 7

Photo 3 : Compost de déchets végétaux 8

Photo 4: Compost d'ordures ménagères (A et B) 8

Figure 1 : Courbe thermique durant le compostage 10

Photo 5 : Amendement minéral (Feldspath) 11

Figure 2 : Les quatre voies de l'humification (Stevenson, 1994) 17

Figure 3 : Localisation de la zone d'étude à l'Université Félix Houphouet Boigny. (Source :

Traoré, 2019) 22

Photo 6 : Photos du matériel de terrain 24

Photo 7 : Photos du matériel de laboratoire 25

Conclusion partielle 25

Photo 8: Étapes de la détermination du pH eau (A=agitation manuelle ; B=mesure du pH) 26

Figure 4: Dispositifs blocs complets randomisés 28

Figure 9 : Macrofaunes (A : chenille et B : milles pattes) 28

Photo 10 : Technique de tamisage (A : tamis à 2 mm de diamètre ; B : tamisage) 29

Photo 11: Technique d'observation des microorganismes 31

Photo 12 : Microfaunes observés 31

Photo 13 : Mise en place l'essai agronomique (A : Dispositif ; B : Piquetage de 1m2) 33

Photo 14: Technique de semis de riz 34

Photo 15: Mort des plantes causées par les termites 35

Photo 16: Mesure de la hauteur des plants en fonction du temps 36

Photo 17 : Production du riz (A=Étape de la floraison ; B= étape de la maturité

physiologique) 36

IV.9-Récolte de riz 36

Photo 18 : 1er test agronomique (A= riz récolté ; B= paille obtenue après la récolte) 37

Photo 19 : 2ème test agronomique (A= riz récolté ; B= paille obtenue après la récolte) 37

Figure 5 : Diagramme de la moyenne des macrofaunes en fonction du temps 41

Figure 6: Diagramme de la moyenne des macrofaunes en fonction du temps et du traitement

41

Figure 7 : Diagramme de moyenne température en fonction du traitement 42

Figure 8: Évolution de la température en fonction du traitement et du temps 43

viii

Figure 9: Relation entre miro organismes et rendement par traitement 44

Figure 10 : Rapport entre le pH et le traitement 45

Figure 11 : Relation entre pH, traitement, rendement et microorganismes en fonction du

traitement 45

Figure 12 : Diagramme des taux de variation et de mortalité de la semence 1 46

Figure 13 : Diagramme montrant le taux de germination et taux de mortalité de la semence 2

47

Figure 14 : Croissance des plants de riz en fonction des microorganismes 48

Figure 15 : Maturité physiologique en fonction du temps et du traitement 49

Figure 16 : Maturité physiologique en fonction du temps et du traitement 49

Figure 17 : Relation entre le traitement et la production (test 1) 50

Figure 18 : Relation entre le traitement et la production (test 2) 51

Photo 20 : Fin de la décomposition du compost (A et B) 67

Photo 21 : Tamisage du compost (A : éléments grossiers ; B : matières fines) 67

Photo 22 : Labour des microparcelles (A et B) 68

Photo 23 : Arrosage des plants de riz (A : plants de riz une semaine après la germination ; B :

plants de riz deux semaines après la germination) 68
Photo 24 : Destruction des plants de riz par les termites (A : colonie de termites ; B : plants riz

restant après l'action des termites) 69

ix

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1: Composition de différentes parties de la balle de riz (%), (DELOT, 2015) 14

Tableau 2: Comparaison avec d'autres matériaux, (DELOT, 2015) 14

Tableau 3 : Analyses de laboratoires, (DELOT, 2015) 14

Tableau 4: Caractéristiques des apports de calcium 27

x

RÉSUMÉ

La faible quantité de la matière organique dans les sols africains constitue une contrainte majeure pour la production agricole, alors qu'une quantité importante de restes de récolte inexploitée existe à cette utilité. Pour résoudre ce problème, l'usage de la paille de riz s'avère nécessaire. Cependant compte tenu de sa décomposition qui est lente, un prétraitement a été fait plus précisément avec le Calcium (dolomite) à l'Université Félix Houphouët-Boigny dans le Centre Floristique National (CNF). Nous avons réalisé un compostage en aérobie en mettant en place un dispositif expérimental de bloc complet randomisé de quatre doses de Calcium en place (T: 0 kg de Cela, T1,: 0,108 kg de Cela, T2,: 0,217 kg de Cela, T3,: 0,325 kg de Cela) le riz paille pour 1,5 kg par traitement en trois (3) répétitions. Les paramètres étudiés sont: les paramètres de la science des raisons (la température, le pH, le taux de décomposition (Td), les micro-organismes, le carbone, azote et les métaux lourds (ETM)) et les paramètres agronomiques (le taux de germination des grains, le taux de la mort des plants de riz, l'augmentation et les composants de production). La décomposition est plus rapide (63 jours) où les traitements T1, T2 et T3 ont donné respectivement des productions de (78%, 83% et 90%), respectivement contenu dans l'azote de (0,11%; 0,13% et 0,15%), plusieurs faune de (5, 7 et 9) et plusieurs bactéries de (1,7206 X 10+12/g compost) mais avec une production faible de grain de riz. Une plus grande augmentation végétative a été observée pour T3 avec un effet significatif (P>0,05) quelque traitement a été observé sur les paramètres agro-morphologiques de riz. Malgré une immobilisation des nourritures par les populations fortes de microorganismes à la fin du processus (9ème semaine) implication par l'amendement avec le calcium au compostage de la paille du riz, nous sommes complètement arrivés une production faible à grain de riz loin des moyennes nationales observées. Cette production faible est due à l'influence de l'ombre de la végétation autour de notre parcelle de l'essai.

Mots clés : activation du compost, paille de riz, calcium, amendement du sol, microorganisme.

xi

ABSTRACT

The weak content in organic matter of the African soils constitutes a major constraint for the agricultural production, whereas a quantity important of residues of untapped harvest exists to this utility. For landing to this problem, the use of the straw of rice was necessary. However his/her/its decomposition being slow, a pretreatment has been considered more precisely with the Calcium from the dolomite in the university Felix Houphouët Boigny in the Center National Floristique (CNF). A dating aerobe has been achieved while putting an experimental device of complete block randomized of four doses of Calcium in place (T: 0 kg of That, T1: 0,108 kg of That, T2,: 0,217 kg of That, T3,: 0,325 kg of That) rice mulches for 1,5 kg by treatment in three (3) repetitions. The studied parameters are: the grounds science parameters (the temperature, the pH, the rate of decomposition (Td), the microorganisms, the carbon, nitrogen and the heavy metals (ETM)) and the agronomic parameters (the rate of germination of the grains, the death rate of the plantations, the growth and the components of output). The dating was faster (63 days) where the T1 treatments, T2 and T3 give respectively of the outputs of (78%, 83% and 90%), respectively in content in nitrogen of (0,11%; 0,13% and 0,15%), a number of fauna of (5, 7 and 9) and a number of bacteria of (1,7206 × 10+12/g compost) but with a weak output in grain of rice. A bigger vegetative growth has been observed relatively for T3 with a meaningful effect (P>0,05) some treatment has been observed on the agro-morphological parameters of rice. In spite of an immobilization of the nutriments by the strong populations of microoganisms at the end of the process (9th week) implication by the amendment with the calco-compost of the rice straw, we got a weak output in grain of rice completely far from the observed national averages. This weak output is of the the influence of the vegetation shadiness around our parcel of the test.

Key words: activation of compost, straw of rice, calcium, amendment of soil, microorganism.

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