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  • COMMMUNAUTE FRANCAISE DE BELGIQUE

    ACADEMIE UNIVERSITAIRE WALLONIE-EUROPE

    UNIVERSITE DE LIEGE - GEMBLOUX AGRO-BIO TECH

    UTILISATION DES COMPOSTS DE BIODECHETS MENAGERS POUR

    LAMELIORATION DE LA FERTILITE DES SOLS ACIDES DE LA PROVINCE

    DE KINSHASA (Rpublique Dmocratique du Congo)

    Crispin MULAJI KYELA

    Dissertation originale prsente en vue de lobtention du grade de docteur en sciences

    agronomiques et ingnierie biologique

    Promoteur : Prof. G. MERGEAI

    Co-promoteur : Prof. Hon. M. CULOT

    2011

  • Copyrigth. Aux termes de la loi belge du 30 juin 1994, sur le droit dauteur et les droits voins, seul lauteur a le droit de reproduire partiellement ou compltement cet ouvrage de quelque faon et forme que ce soit ou den autoriser la reproduction partielle ou complte de quelque manire et sous forme que ce soit. Toute photocopie ou reproduction sous autre forme est donc faite en violation de la dite loi et de ses modifications ultrieures.

  • Rsum

    MULAJI KYELA Crispin (2011). Utilisation des composts de biodchets mnagers pour lamlioration de la fertilit des sols acides de la Province de Kinshasa (Rp. Dm. du Congo) (Thse de Doctorat). Gembloux, Belgique, Universit de Lige, Gembloux Agro-Bio Tech., 172 p., 32 tabl., 37 fig.

    Rsum

    Ce travail sinscrit dans le cadre de la recherche des mthodes de gestion durable des sols sableux de la Province de Kinshasa (Rpublique Dmocratique du Congo), afin de garantir une bonne scurit alimentaire. Il constitue une recherche sur lutilisation de composts produits partir de biodchets mnagers en vue de lamlioration de la qualit des sols sableux. Lobjectif gnral est dvaluer lincidence dapports rpts de matires organiques issues de composts de biodchets mnagers sur la dynamique des paramtres chimiques et biochimiques dans les sols acides sableux ainsi que sur leurs effets sur la productivit. Un essai pilote de compostage petite chelle a t install pour la production des composts partir des dchets solides mnagers et la caractrisation des composts obtenus a permis de dfinir le potentiel agronomique que prsente ce matriau. Le diagnostic de ltat agropdologique des sols des trois sites tudis a rvl que ces sols sont sableux [rubiques arenoferralsols (dystriques)], prsentent dexcellentes conditions physiques de drainage, de circulation dair et de pntration des racines, sont pourvus des collodes charge variable, prsentent une raction acide, et sont pauvres en matires organiques et en nutriments minraux. De plus, leurs capacits de rtention au champ et dlments nutritifs sont trs limites, et constituent leurs principales contraintes la productivit agricole. Au terme de quatre saisons culturales en trois milieux rels, ltude de la raction des amendements organiques [20, 40 et 60 t.ha-1 de matire brute (MB)] a donn des rsultats satisfaisants. Lapport continu de ces matires organiques (MO) constitues des composts de biodchets mnagers a, en quatre saisons culturales, significativement augment les valeurs de pH, carbone organique total, capacit dchange cationique (CEC), saturation en bases effectives (SB eff) et ont rduit le taux de saturation en aluminium changeable dans les trois sites. Avec la plus forte dose T3 (60 t.ha-1 MB), les valeurs de pH-eau ont augment dau moins 0,8 unit et les teneurs en carbone ont t multiplies par 2,5 3 sur les trois sites. Les valeurs de CEC ont augment de 3,3 5,02 cmol(+).kg-1 et la saturation en aluminium effective toxique a baiss de plus de 90%. Sagissant des paramtres biochimiques [carbone & azote microbien, respiration basale (RB), respiration induite par substrat (RIS), activit de phosphosmonoestrease acide (APA), activit de lurase non tamponne (AUnt) et tamponne (AUt)], les traitements au compost ont induit une amlioration sensible, en fonction des doses appliques sur lensemble de lexprimentation. Ces apports ont induit des activits microbiologiques qui auraient contribu laugmentation des nutriments dans les sols (N, P, etc.) par les activits microbiennes. La disponibilit des nutriments et la fourniture de carbone par les composts expliqueraient ces augmentations. De plus, les rendements des diffrentes plantes tests utilises (Glycine max L. Merr, Arachis hypogaea L. et Hibiscus sabbariffa L.) ont t positivement influencs par les apports de MO des composts de biodchets mnagers (CBDM). Compars aux engrais minraux, leur potentiel fertilisant nest pas ngligeable. Daprs les rsultats obtenus, les doses 40 t.ha-1 de matire brute (MB) conviendrait pour atteindre et maintenir un degr de fertilit acceptable et assurer des rendements satisfaisants de cultures. Mais les faibles doses se sont montres plus efficientes que les fortes doses du point de vue agronomique. Les doses 20 t.ha-1 de matire brute (MB) sont prconises en culture annuelle et rgulire. Le phosphore sest rvl tre llment le plus limitant pour la production agricole des sols des sites tudis quels que soient les types damendements et de cultures utiliss. Enfin, ltude indique que pour des raisons defficience et de disponibilit des moyens, une production accrue peut tre obtenue par synergie entre les composts utiliss en petite quantit et les engrais minraux en complments.

  • Abstract

    MULAJI KYELA Crispin (2011). Use of household biowaste composts to improve acid soils fertility of the Province of Kinshasa (Dem. Rep. of Congo) (Ph. D. Thesis). Gembloux, Belgium, University of Lige, Gembloux Agro-Bio Tech., 172 p., 32 tabl., 37 fig. Abstract

    This work is part of the research for appropriate methods for sustainable management of the sandy soils of the province of Kinshasa (Democratic Republic of Congo), in order to ensure and guarantee the adequate food security. It consists of a scientic research of the use of composts produced from household organic waste in improving the quality of sandy soils to the province of Kinshasa. The general objective pursued in this work is to evaluate the impact of four repeated applications of organic matter from bio-waste compost on chemical and biochemical parameters dynamics in acid sandy soils and their productivity. A pilot composting on a small scale has been installed for the production of composts from municipal solid waste and characterization of composts obtained has revealed the agronomic potential that presents this material. The diagnosis of the condition agropedological soils revealed that soils of the three study sites are sandy classified as rubics arenoferrasols (dystrics), have excellent physical conditions for drainage, air circulation and root penetration possess variables charges colloids, show an acid reaction, low organic matter and low nutrient minerals contents. In addition, their water and nutrients retentions capacity are very limited, and are the main soil constraints to agricultural productivity of these soils. After four growing seasons in real environments, the study of the reaction with the soil organic amendments (20, 40, 60 t.ha-1 MB) gave satisfactory results. The provision of continuous additions of organic composts significantly increased the values of pH, TOC, CEC, SB eff and reduced the rate of exchangeable Al saturation in the three sites. With the highest dose T3 (60 t.ha-1 MB), the pH increased at least 0.8 units and the carbon content multiplied by 2.5 to 3 on the three sites. CEC values increased from 3.3 to 5.02 cmol(+)mg.kg-1 and the toxic aluminum saturation decreased more effective than 90%. Regarding biochemical parameters (microbial carbon & nitrogen, RB, RIS, APA, Unt, Ut), compost treatments induced a significant improvement in function and doses applied throughout the experiment. These contributions have induced microbial activity which contributed to the increase in soil nutrients (N, P, ...) by microbiological activities. The availability of nutrients and fourniture of carbon by the composts explain these increases. In addition, yields on different test plants (Glycine max L. Merr, Arachis hypogaea L. and Hibiscus sabbariffa L.) were positively influenced by the treatments of organic composts household wastes. Compared with mineral fertilizers, their fertilizing potential is not negligible. According to the results observed, doses 40 t.ha MB-1 should be to keep and maintain an acceptable level of fertility and yields potentiel of crops. But low doses were more efficient than high doses of agronomic point of view. Doses 20 t.ha-1 MB are recommended in annual crop and regular. Phosphorus was found to be the most limiting element to agricultural production of soil sites studied whatever of the types of amendments and cultures used. Finally, the study indicates that for reasons of efficiency, availability and funds increased production may be obtained through synergy between the composts used in small quantities and fertilizer mineral supplements.

  • Remerciements

    Remerciements

    Je tiens remercier, en tout premier lieu le Professeur Guy MERGEAI, Professeur lUnit de

    Phytotechnie Tropicale et Horticulture pour avoir accept de succder au Professeur Marc

    CULOT parti en retraite comme promoteur. Malgr ces multiples occupations, il na mnag

    daucun effort pour assurer la direction de cette thse. Ses critiques, remarques et suggestions

    constructives mont permis damliorer la qualit de cette thse.

    Je suis infinement reconnaissant au Professeur Honoraire Marc CULOT, ancien responsable du

    Laboratoire dEcologie Microbienne et Epuration des Eaux (LEMEE), co-promoteur et initiateur

    de cette thse de mavoir a