Rationalisation de l'utilisation du gypse minéral grâce à un compost de déchets solides municipaux enrichi en microbes pour l'amélioration et la récupération du potentiel de productivité des sols alcalins dégradés

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 11816 (2023) Citer cet article

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La réhabilitation des sols alcalins pour exploiter leur potentiel de productivité est plus complexe en raison de la présence d’ions sodium en excès, d’une mauvaise conductivité hydraulique et d’un faible taux d’infiltration, ce qui entraîne une mauvaise croissance des plantes et une mauvaise productivité des cultures. La réhabilitation sodique des sols à l'aide d'amendements inorganiques comme le gypse minéral ou le phosphogypse est hors de portée des petits agriculteurs marginaux possédant des sols alcalins en raison de leurs prix de marché plus élevés et de leur pénurie. L’utilisation conjointe d’amendements inorganiques et organiques peut constituer une solution pragmatique pour améliorer les propriétés physico-chimiques et biologiques des sols et maintenir la productivité des cultures. Le compost de déchets solides municipaux (MSWC), disponible en quantité abondante s'il est enrichi avec un consortium microbien halophile efficace et utilisé conjointement avec une dose réduite de gypse, peut constituer une approche rentable pour la récupération durable des sols alcalins et l'exploitation de leur potentiel de productivité. Par conséquent, une expérience sur le terrain a été menée sur un sol hautement alcalin (pH2 9,2 ± 0,10), conductivité électrique (EC) 1,14 ± 0,12 dS m−1, pourcentage de sodium échangeable 48 ± 2,50 et carbone organique (0,30 %) a été réalisée en 2018. –19 à 2020-2021 pour étudier l’effet combiné des amendements inorganiques et organiques (compost de déchets solides municipaux enrichis (EMSWC)) sur l’amélioration des sols alcalins et le maintien de la productivité du système de culture riz-blé. L'application de gypse à 25 % GR + compost MSW enrichi à 10 t ha−1 (T6) a montré une amélioration significative des propriétés physico-chimiques et biologiques du sol par rapport à la seule application de matières organiques (T3 et T4), inorganiques (T2) et de contrôle ( T1). Une amélioration significative de l'état de fertilité du sol en termes d'azote et de micronutriments disponibles ainsi que de teneur en CO3, HCO3, Cl, Ca et Mg a été enregistrée avec l'application combinée d'amendements organiques et inorganiques (T5 et T6) par rapport à la seule application d'amendements minéraux. gypse. Le carbone de la biomasse microbienne du sol (MBC), l'azote (MBN) et le phosphore (MBP) se sont améliorés de manière significative grâce à l'application de EMSWC avec du gypse par rapport à l'application de gypse uniquement. Le rendement en grains du riz et du blé a augmenté de manière significative (P < 0,05) grâce à l'application d'une dose réduite de gypse (25 % GR) et d'EMSWC à 10 t ha−1 (T6) avec des valeurs de 5,55 et 3,83 t ha−1, respectivement sur le reste des traitements. L'analyse économique de l'étude sur trois années a révélé que les traitements T6 et T5 donnaient le rendement net positif le plus élevé alors qu'il était le plus faible dans le traitement T1 et négatif dans le traitement T2. Le rapport bénéfice/coût (B:C) le plus élevé a été obtenu dans les traitements T6 et T5, qui étaient significativement plus élevés que le reste des traitements.

Dans les régions arides et semi-arides, l’accumulation de sel dans les sols est un facteur majeur de dégradation des terres et de réduction de la productivité des cultures1. Près de 1 000 millions d’hectares de sols présentent un certain degré de problème de salinisation ou de sodification dans le monde2. La plupart de ces sols ont une croissance des plantes et une disponibilité des nutriments médiocres en raison de la toxicité ionique et du déséquilibre ionique, du faible potentiel osmotique, de l'humidité de la rhizosphère, de la conductivité de l'eau extrêmement faible et de la faible plage d'humidité disponible pour les plantes3. La présence de sel dans ces sols diminue également les activités microbiennes ainsi que la biomasse microbienne4,5. En Inde, environ 6,73 millions d'hectares sont constitués de terres affectées par le sel, y compris la salinité [dominante en chlorures et sulfates de Na, Ca et Mg, pH < 8,5 ; conductivité électrique (EC) > 4 dS m−1 ; rapport d'adsorption de sodium (SAR) > 15], dont environ 3,77 millions d'hectares sont signalés comme sols alcalins [dominants en carbonate, bicarbonate et silicates de Na, pH > 8,5 ; pourcentage de sodium échangeable (ESP) > 15 et EC < 4 dS m−1]6. L’amélioration des terres alcalines et l’exploitation de leur potentiel de productivité revêtent une grande importance. Le gypse (CaSO4·2H2O) est généralement utilisé comme amendement chimique pour la réhabilitation de ces sols. Diverses études ont rapporté qu'il n'y avait aucune amélioration des propriétés physiques et biologiques du sol avec l'utilisation d'amendements chimiques uniquement en raison de leur faible conductivité hydraulique7 et également de leur disponibilité réduite dans le scénario actuel en raison de leurs utilisations non agricoles et de leur coût de remise en état élevé, ce qui limite les produits chimiques. réclamation. Certaines études ont été menées pour étudier l'efficacité des amendements organiques, comme le fumier de ferme (FYM) et la boue de pressage (un sous-produit des sucreries) seuls et en conjonction avec des amendements chimiques pour l'amélioration des sols alcalins et ont trouvé une amélioration significative. dans leurs propriétés physiques, chimiques et biologiques et dans la productivité des cultures8,9.