the effect of biochar on soil nutrient and crop productivity

1. République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministre de l’Enseignement Supérieure
Et de la Recherche Scientifique
Université Hadj Lakhdar
Faculté des Sciences
Département D’AGRONOMIE
thème:
Effet du biochar prétraité par les engrais minéraux et le
compost sur l’évolution du C, N, P du sol
Présenté par: Chergui Djenette

2. Plan de travail
Introduction
Matériels et méthodes
Résultats et discussions
Conclusion

3. Introduction
 Le biochar est un matériau noir riche en carbone organique résultant
de la combustion de matières organiques en absence d’oxygène
 Il a été démontré que l'application du biochar est capable
d'augmenter les propriétés chimiques, ainsi que physiques du sol. À
long terme, l'application de biochar augmente la disponibilité des
nutriments des plantes.

4.  Il a été également rapporté que l'application du biochar avait pour
effet d'augmenter la population et l'activité biologiques des sols , et
d'accroître l'efficacité de la fertilisation azotée.
 En outre, si le biochar est incorporé pur et sans activation dans le sol,
sa haute capacité d'adsorption et sa grande CEC absorbent et fixent
les nutriments disponibles et l'eau dans le sol. Cela peut conduire à
l'inhibition de la croissance de la plante.

5. Problématique
La limitation des ressources en matières organiques et l'effet
négatif de l'agriculture intensive, la recherche de nouvelles
ressources de matières organiques plus résistantes est
indispensable

6. Objectifs du travail
Etudier l'effet du biochar appliqué seul ou activé par différents engrais
minéraux et organiques sur:
 La minéralisation de l’azote
 L'évolution du C-CO2
 La solubilisation du phosphore.
 Le rendement végétal et la nutrition phosphatée d’une graminée
 De plus, il est intéressant d'étudier l'efficacité de différentes
stratégies d'activation sur les biochars

7. Les hypothèses du travail
 Le biochar activé par les engrais minéraux et organiques :
 Améliore la minéralisation du carbone plus efficacement que le
biochar seul,
 Minéralise plus l’azote organique que le biochar seul ou le sol,
 solubilise plus le phosphore que le biochar seul,
 améliore la croissance du ray-grass et l'absorption des nutriments

8. Matériels et méthodes
Analyses physico-chimiques
 Granulométrie : méthode internationale « ROBINSON »
 Capacité de rétention : déterminée par la méthode Bouyoucos.
 pH : rapport sol/eau (1/2.5).
 La conductivité électrique: rapport sol/eau (1/5).
 Matière organique: Méthode Walkley Black (1934)
 Azote total : dosé par la méthode Kjeldahl
 Azote minéral : le NH4
+ échangeable et NO3
- sont extraits du sol
par le KCl

9.  Phosphore assimilable : Il est déterminé par la méthode Joret
Hebert
 Calcaire total : dosé par la méthode volumétrique utilisant le
calcimètre de BERNARD.
 Calcaire actif : la méthode utilisée est de DROUINEAU- GALET

10. Matériels utilisés
 Le sol: brun calcaire, provient des parcelles expérimentales de
l’institut d’agronomie de l’université de Batna. Les échantillons du
sol ont été prélevés à une profondeur de 20 cm, le sol a été ensuite
tamisé à l’aide d’un tamis de 2mm.
 Le biochar : fabriqué avec des résidus de bois du chêne vert
(Quercus ilex). Ce biochar provient de la région de Skikda et est
produit par une méthode traditionnelle (pyrolyse ancienne).
 Compost : issu d’un mélange de 5 différents composts, fabriqués
dans le centre d’enfouissement de Sétif. Le compost a été utilisé
dans le but d’activer le biochar

11.  Les engrais minéraux:
1. Urée 46 % N.
2. NPK (TSP 46% P2O5, Sulfate azote21 % N, K2SO4 50% K2O).
3. Sulfates d’azote 21%N.
 La plante test : La plante utilisée dans notre expérimentation est le
ray-grass d’Italie

12. Méthodes d’études
1- Activation du biochar
Le biochar a été activé par les engrais
minéraux solubilisés déjà dans l’eau et/ou par
le compost ratio (1:1). Le mélange a été
préparé 2 semaines avant son application dans
le sol et pendant ce temps on a maintenu le
mélange humide avec un retournement
régulier), la dose du biochar choisit a été de
1 % (10 g dans un pot de 1 kg)

13. 2- La réspirometrie :
 Elle étudie la minéralisation du carbone organique, elle consiste à
caractériser quantitativement le dioxyde de carbone provenant de la
biodégradation de tous les composés carbonés du sol .

14. 3- Incubation simple
 L'étude de la minéralisation de l’azote organique et du phosphore du
sol a été effectuée en une incubation prolongée dans des conditions
constantes et optimales de température et d'humidité soit 28 °C et
une humidité de 2/3 de la capacité de rétention du sol. La mesure
des formes ammoniacales et nitriques est effectuée au moyen de la
méthode de Drouineau et Gouny, tandis que la mesure du phosphore
assimilable est effectuée par la méthode de Joret-Hebert

15. 4- Essai cultural en serre
 Afin de suivre l’évolution de la réserve minérale du sol sous l’effet du biochar il est
nécessaire d’étudier son effet direct sur le développement des végétaux.
 Les mélanges utilisés dans cette étude sont les suivants:
 Sol seul (témoin).
 Sol+ biochar
 Sol+ compost
 Sol+biochar + urée
 Sol+ biochar +compost+urée
 Sol+biochar+ sulf N
 Sol+ biochar+ compost + sulf N
 Sol+biochar+ NPK (urée TSP K2SO4).

16. Résultats et discussions
1- Effet du biochar sur la minéralisation du carbone
0
500
1000
1500
2000
2500
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
quantédeC-CO2mg/1kgsolsec
durée d'incuba on
B
C
S
B-NPK
B-U
B-C-U

17. 2- Effet du biochar sur le taux de
minéralisation du carbone
0
2
4
6
8
10
12
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
CM%
durée d'incuba on
Coeffic
i
ent de mineralisa on du C
B
C
S
B-NPK
B-U
B-C-U

18. 3- Effet du biochar sur la minéralisation
d’azote
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Nminmg/100gsolsec
durée d'incuba on
B
C
S
0
100
200
300
400
500
600
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Nminmg/100g
Durée d'incuba on
B-NPK
B-C-SN

19. 4- Effet du biochar sur la solubilisation du
phosphore
0
20
40
60
80
100
120
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
P2O5enppm
Durée d'incuba on
B
C
S
B-C-U
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0 10 20 30 40 50
P2O5enppm
Durée d'incuba on
B-NPK

20. 5- Effet du biochar sur le rendement végétal

21. 6- Effet du biochar sur la biodisponibilité du
phosphore

22. Conclusion
 L’ajout du biochar a eu un impact négatif sur la minéralisation d’azote
qu’il soit activé ou pas, et a potentiellement altéré la disponibilité du N
dans le sol (immobilisation à court terme).
 Aussi, tous les mélanges du sol avec le biochar ont augmenté
l’immobilisation du phosphore assimilable de façon significative,
 le biochar non activé peut également servir de conditionneur de sol qui
a une puissante capacité à fournir une niche favorable pour les
microorganismes qui minéralisent et solubilisent à la fois le phosphore
organique et inorganique pour l'absorption des plantes.

23.  L'application du biochar seul a donné des réponses négatives et
nulles du rendement du ray-grass, même activé par les engrais.
 Par conséquent, les effets du biochar sur les propriétés du sol, la
nutrition et la croissance des plantes sont très complexes et diffèrent
considérablement en combinaison avec des engrais minéraux ou
organiques.
 Pour clore, il faut davantage de recherche axée sur les processus pour
comprendre les interactions dans le sol après l'application du biochar,
et aussi des essais sur le terrain à long terme.

24. Merci pour votre attention