qualité agronomique des produits résiduaires · educational institute of crete. .029...
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Qualité agronomique des produits résiduaires
PRO: comment l’évaluer et comment l’inclure
dans les outils de gestion de la fertilisation?
Sabine Houot*, Directrice de Recherche
Julie Jimenez**, Chargée de Recherche
*UMR INRA-AgroParisTech Ecologie, Ecotoxicologie and Agroécosystèmes, Thiverval-Grignon, France
**LBE, Univ Montpellier, INRA, Narbonne, France
.02
Caractérisation PRO : Enjeux
agronomiques
Objectifs
Disponibilité éléments fertilisants Fourniture éléments minéraux (N, P, K, etc…)
plantes/cultures
Activité biologique Stimulation activité biologique (dégradation, minéralisation,
humification, réorganisation, aération, croissance racinaire) Rôle physique amendant Structure, porosité : limitation ruissellement, érosion, compactage/tassement, rétention eau
Effet au Champ
.03
Caractérisation PRO : Enjeux
agronomiques
Objectifs
Disponibilité éléments fertilisants Fourniture éléments minéraux (N, P, K, etc…)
plantes/cultures
Activité biologique Stimulation activité biologique (dégradation, minéralisation,
humification, réorganisation, aération, croissance racinaire) Rôle physique amendant Structure, porosité : limitation ruissellement, érosion, compactage/tassement, rétention eau
Effet au Champ
Court-moyen terme
Moyen-long terme
.04
Caractérisation PRO : Enjeux
agronomiques
Objectifs
Disponibilité éléments fertilisants Fourniture éléments minéraux (N, P, K, etc…)
plantes/cultures
Activité biologique Stimulation activité biologique (dégradation, minéralisation,
humification, réorganisation, aération, croissance racinaire) Rôle physique amendant Structure, porosité : limitation ruissellement, érosion, compactage/tassement, rétention eau
Court-moyen terme
Moyen-long terme
Effet au Champ
Caractérisation PRO
.05
Des données de référence: essais au champ
Estimation de la disponibilité du N de digestats dans des essais au champ annuels
• CAU céréales et C/N total (R2 = 0.43) • NH4/Ntotal (R2= 0.23) • Ntotal, N orga, C/N orga : non
significatif
CAU = 0,137 + 0,007xN-NH4/N total – 0,017xC/Norg (R² = 0,56) (Decoopmann et al., 2017)
.06
Caractérisation PRO : Outils
laboratoire Connaissance de la qualité des PRO
Teneurs totales C, N, P, K: - Variables en fonction des PRO; - « Constance » dans le temps
Exemple des analyses des PRO appliqués tous les 2 ans
.07
Caractérisation PRO : Outils
laboratoire Incubations sur sol en conditions contrôlées
Minéralisation C
Minéralisation N
Caractéristiques différentes efficacités différentes
.08
Caractérisation PRO : Outils
laboratoire Incubations sur sol en conditions contrôlées
Minéralisation C
Minéralisation N
Caractéristiques différentes efficacités différentes
.09
Caractérisation PRO : Indicateurs et
prédiction
X Y
C résiduel
Van Soest + CT3j
Minéralisation
.010
Caractérisation PRO : Indicateurs et
prédiction
ISMO (% C organique)
0 20 40 60 80 100
Autres
Digestats
Matières animales
Engrais
Matières végétales
Mulchs
Effluents d'élevage avec litière
Effluents d'élevage sans litière
Composts d'effluents d'élevage
Composts urbains
Boues
440 MOE
Indice de Stabilité de la MO (XPU 44-162) ISMO = 44,5 + 0,5*SOL-0.2*CEL+0,7*LIC-2,3*Ct3
X Y
C résiduel
Van Soest + CT3j
Minéralisation
Modélisation
(Peltre et al., 2012)
(Lashermes et al., 2009)
.011
Caractérisation PRO : Indicateurs et
prédiction
ISMO (% C organique)
0 20 40 60 80 100
Autres
Digestats
Matières animales
Engrais
Matières végétales
Mulchs
Effluents d'élevage avec litière
Effluents d'élevage sans litière
Composts d'effluents d'élevage
Composts urbains
Boues
440 MOE
Indice de Stabilité de la MO (XPU 44-162) ISMO = 44,5 + 0,5*SOL-0.2*CEL+0,7*LIC-2,3*Ct3
X Y
C résiduel
Van Soest + CT3j
Minéralisation
Modélisation
(Peltre et al., 2012)
(Lashermes et al., 2009) Atteint ses limites pour certains substrats riches en protéines: boues, digestats, lisiers, …
.012
Caractérisation PRO : Indicateurs et
prédiction Fractionnement fibres
Van Soest Van Soest et al., 1963
Fractionnement « Boues-EPS » Jimenez et al. 2014
.013
Caractérisation PRO : Indicateurs et
prédiction Fractionnement fibres
Van Soest Van Soest et al., 1963
Fractionnement « Boues-EPS » Jimenez et al. 2014 Jimenez et al., 2015
.014
Caractérisation PRO : Indicateurs et
prédiction Fractionnement fibres
Van Soest Van Soest et al., 1963
Fractionnement « Boues-EPS » Jimenez et al. 2014 Jimenez et al., 2015
X
Y
Jimenez et al., 2017
Accessibilité Complexité
.015
Caractérisation PRO : Indicateurs et
prédiction Fractionnement fibres
Van Soest Van Soest et al., 1963
Fractionnement « Boues-EPS » Jimenez et al. 2014 Jimenez et al., 2015
X
Y
Modèles PLS
Jimenez et al., 2017
Accessibilité Complexité
Evolution de l’ISMO: base de données en cours -> validation
.016
Caractérisation PRO : Indicateurs et
prédiction
ISMO
.017
Caractérisation PRO : Indicateurs et
prédiction
X
Y
NIRS
ISMO
.018
Caractérisation PRO : Indicateurs et
prédiction
X
Y
NIRS
FlashBMP (Ondalys), Lesteur et al., 2011
Peltre et al., 2012
Biodégradabilité/minéralisation -> pas d’info sur accessibilité
ISMO
.019
Caractérisation PRO : Typologies
Guilayn, F., Jimenez, J., Rouez, M., Patureau, D. (2017). Typologie des digestats de méthanisation à partir de paramètres usuels de valeur amendement/fertilisante. In: JRI 2017 - recueil des résumés. Presented at Journées Recherche et Industrie biogaz méthanisation - JRI 2017, Beauvais, FRA (2017-04-11 - 2017-04-13).
Riche en MV et C/N
Exemple: digestats Données globales agronomiques
.020
Caractérisation PRO : Typologies
Riche en K
> 40 – 70 g/kg MS
Guilayn, F., Jimenez, J., Rouez, M., Patureau, D. (2017). Typologie des digestats de méthanisation à partir de paramètres usuels de valeur amendement/fertilisante. In: JRI 2017 - recueil des résumés. Presented at Journées Recherche et Industrie biogaz méthanisation - JRI 2017, Beauvais, FRA (2017-04-11 - 2017-04-13).
Riche en MV et C/N
Exemple: digestats Données globales agronomiques
Riche en K
.021
Caractérisation PRO : Typologies
Guilayn, F., Jimenez, J., Rouez, M., Patureau, D. (2017). Typologie des digestats de méthanisation à partir de paramètres usuels de valeur amendement/fertilisante. In: JRI 2017 - recueil des résumés. Presented at Journées Recherche et Industrie biogaz méthanisation - JRI 2017, Beauvais, FRA (2017-04-11 - 2017-04-13).
Riche en MV et C/N
Exemple: digestats Données globales agronomiques
Riche en P > 25 g/kg MS
.022
Caractérisation PRO : Typologies
Guilayn, F., Jimenez, J., Rouez, M., Patureau, D. (2017). Typologie des digestats de méthanisation à partir de paramètres usuels de valeur amendement/fertilisante. In: JRI 2017 - recueil des résumés. Presented at Journées Recherche et Industrie biogaz méthanisation - JRI 2017, Beauvais, FRA (2017-04-11 - 2017-04-13).
Riche en MV et C/N
Exemple: digestats Données globales agronomiques
NH4/NTK élevé
> 60%
.023
Caractérisation PRO : Typologies
Guilayn, F., Jimenez, J., Rouez, M., Patureau, D. (2017). Typologie des digestats de méthanisation à partir de paramètres usuels de valeur amendement/fertilisante. In: JRI 2017 - recueil des résumés. Presented at Journées Recherche et Industrie biogaz méthanisation - JRI 2017, Beauvais, FRA (2017-04-11 - 2017-04-13).
Riche en MV et C/N
Exemple: digestats Données globales agronomiques
Riche en MS et C/N
Riche en MV et C/N
.024
Caractérisation PRO : Typologies
Guilayn, F., Jimenez, J., Rouez, M., Patureau, D. (2017). Typologie des digestats de méthanisation à partir de paramètres usuels de valeur amendement/fertilisante. In: JRI 2017 - recueil des résumés. Presented at Journées Recherche et Industrie biogaz méthanisation - JRI 2017, Beauvais, FRA (2017-04-11 - 2017-04-13).
Riche en MV et C/N
Exemple: digestats Données globales agronomiques
.025
Caractérisation PRO : Typologies
Exemple: Classes de disponibilité de N
Typologies de comportement en lien avec caractéristiques classes de PRO prédire leur devenir après apport
.026
Caractérisation PRO : Caractérisation
Bilan Outils de caractérisation de plus en plus fins selon objectifs
Typologies: outil d’aide à la décision
Minéralisation/potentiel méthane -> méthodes spectrales: Réponse rapide
Fractionnement+complexité: accessibilité ET minéralisation (5jours) -> état de la
disponibilité de l’élément à plus ou moins long terme
Entrées de modèles plus globaux: gestion de la fertilisation
.027
Caractérisation PRO : Caractérisation
Bilan Outils de caractérisation de plus en plus fins selon objectifs
Typologies: outil d’aide à la décision
Minéralisation/potentiel méthane -> méthodes spectrales: Réponse rapide
Fractionnement+complexité: accessibilité ET minéralisation (5jours) -> état de la
disponibilité de l’élément à plus ou moins long terme
Entrées de modèles plus globaux: gestion de la fertilisation
Manques
Fractionnement/disponibilité N et P sur la même démarche que MO
Méthodes spectrales pour autres paramètres globaux: C, N, P sur échantillon sec puis frais -> gain en rapidité de méthodologié/aide à la décision
.028
Caractérisation PRO : Outils
modélisation
Prédire les caractéristiques des PRO en fonction de
matrice x traitement:
• Couplage entrée/sortie
• Représentation des fractions organiques
• Insertion dans modèle de culture
Jimenez, J., Aemig, Q., Steyer, J.-P., Patureau, D., Houot, S. (2016). Modelling anaerobic digestion and compost of organic residues: towards organic matter fate prediction in soils. Presented at ORBIT 2016 Organic Resources and Biological Treatment - 10. International Conference on Circular Economy and Organic Waste, Heraklion, GRC (2016-05-25 - 2016-05-28). GRC : Technological Educational Institute of Crete. http://prodinra.inra.fr/record/362131
.029
Caractérisation PRO : Outils
modélisation
Prédire les caractéristiques des PRO en fonction de
matrice x traitement:
• Couplage entrée/sortie
• Représentation des fractions organiques
• Insertion dans modèle de culture
Jimenez, J., Aemig, Q., Steyer, J.-P., Patureau, D., Houot, S. (2016). Modelling anaerobic digestion and compost of organic residues: towards organic matter fate prediction in soils. Presented at ORBIT 2016 Organic Resources and Biological Treatment - 10. International Conference on Circular Economy and Organic Waste, Heraklion, GRC (2016-05-25 - 2016-05-28). GRC : Technological Educational Institute of Crete. http://prodinra.inra.fr/record/362131
.030
Caractérisation PRO : Outils
modélisation
Prédire les caractéristiques des PRO en fonction de
matrice x traitement:
• Couplage entrée/sortie
• Représentation des fractions organiques
• Insertion dans modèle de culture
Mêmes variables
Jimenez, J., Aemig, Q., Steyer, J.-P., Patureau, D., Houot, S. (2016). Modelling anaerobic digestion and compost of organic residues: towards organic matter fate prediction in soils. Presented at ORBIT 2016 Organic Resources and Biological Treatment - 10. International Conference on Circular Economy and Organic Waste, Heraklion, GRC (2016-05-25 - 2016-05-28). GRC : Technological Educational Institute of Crete. http://prodinra.inra.fr/record/362131
Qualité agronomique des produits résiduaires
PRO: comment l’évaluer et comment l’inclure
dans les outils de gestion de la fertilisation?
Sabine Houot*, Directrice de Recherche
Julie Jimenez**, Chargée de Recherche
*UMR INRA-AgroParisTech Ecologie, Ecotoxicologie and Agroécosystèmes, Thiverval-Grignon, France
**LBE, Univ Montpellier, INRA, Narbonne, France