Cette étude porte sur l'identification et la dispersion des bioaérosols générés sur les plates-formes de compostage et plus précisément lors du retournement des andains en cours de fermentation. L'analyse des bioaérosols émis sur cinq plates-formes par des inventaires moléculaires (ADNr 16S et ADNr 18S) a permis de montrer la dominance de deux phyla bactériens Firmicutes et Actinobacteria et du phylum fongique Ascomycota. En comparant la structure de la population microbienne des cinq bioaérosols, une signature a été identifiée. Dix phylotypes microbiens sont communs à au moins quatre bioaérosols. Deux sont présents dans les cinq bioaérosols : NA07 appartenant à l'espèce Saccharopolyspora rectivirgula et représentant 7% des séquences bactériennes totales et EQ07 affiliée à Thermomyces (49% des séquences fongiques). Un second phylotype bactérien, NC38, affilié à la famille des Thermoactinomycetaceae a été sélectionné du fait q u'il n'ait été identifié que dans le compost. Des systèmes de PCRq ont été développés pour quantifier ces trois indicateurs potentiels. Ces derniers ont été validés expérimentalement par des mesures sur sites industriels. La dispersion des bioaérosols a ensuite été caractérisée en utilisant plusieurs méthodologies, dont les trois indicateurs conçus et une technique d'empreinte moléculaire, la SSCP. Lors d'une activité de retournement, la concentration des indicateurs est supérieure à leur niveau basal dans l'air (bruit de fond). Les indicateurs présentent des profils de dispersion différents d'où l'intérêt de les coupler afin d'obtenir une meilleure vision de la dispersion des bioaérosols de compostage. / The aim of this work was to analyze the diversity and the dispersal of composting bioaerosol emitted during the turning of compost windrows in thermophilic phase on composting platforms. The study of the microbial diversity of aerosols emitted on five composting plants was realized by 16S and 18S rDNA molecular inventories. Two bacterial phyla Firmicutes and Actinobacteria and one fungal phylum Ascomycota dominated. A common microbial signature emerged from the five composting bioaerosols: ten microbial phylotypes (seven bacterial and three fungal) were common to at least four bioaerosols. Two have been identified in five bioaerosols: NA07 belonging to the species Saccharopolyspora rectivirgula, and representing 7% of total number of bacterial sequences, and EQ05,affiliated to Thermomyces (49% of total number of fungal sequences). A second bacterial phylotype, NC38, affiliated to the Thermoactinomycetaceae family, was selected because it was id entified only in the environmental source compost'. qPCR systems were then designed for each phylotype. Measurements performed on industrial composting sites validated the use of these microorganisms as indicators of composting bioaerosols. The dispersal of composting bioaerosols was then characterized using the three indicators developed and a fingerprint technique, the SSCP.

L’effet des pratiques agroécologiques traditionnelles et innovantes sur les paramètres de fertilité des sols agricoles cultivés en grande culture a été étudié. L’étude a été réalisée en milieu paysan dans la zone agricole de Sampieri à l’Est du Burkina Faso en milieu soudano-sahélien sur des lixisols. La perception des agriculteurs sur la dégradation des sols et la pratique de l’agroécologie, les déterminants de l’adoption des pratiques agroécologiques et l'effet de ces pratiques sur les paramètres physiques, chimiques et microbiologiques ont été déterminés pour des parcelles sous pratiques agroécologiques, versus traditionnelles, comparés aux sols témoins. L’effet de ces pratiques sur le rendement (grains et pailles) du sorgho a également été évalué. L’étude a montré que les pratiques traditionnelles dans la zone sont progressivement remplacées par des pratiques de culture agroécologiques qui ont été enseignées aux producteurs par les partenaires intervenants dans la zone.Les déterminants de l'adoption de ces pratiques sont entre autres l'augmentation des rendements des cultures, l'amélioration du revenu des producteurs, la fourniture ou non de ressources matérielles et humaines et la formation des acteurs. On note également que les agriculteurs ont des indicateurs qui leur sont spécifiques pour apprécier et décrire la fertilité de leurs sols. L’effet des pratiques a été plus significatif pour la plupart des paramètres chimiques (C, N, CE,…) surtout pour la couche 0-10 cm.Les pratiques agroécologiques ont un effet significativement positif sur l'activité minéralisatrice des microorganismes du sol. En outre, il existait une corrélation entre la superficie des parcelles aménagées en cordon pierreux et la plupart des paramètres de fertilité du sol. Par contre aucun gradient de fertilité des sols n’apparait en fonction de la pente lorsqu’on s’éloigne de la première ligne de cordon pierreux. / The effect of traditional and innovative agroecological practices on the fertility parameters of agricultural soils grown in the field was studied. The study was carried out in a peasant environment in the agricultural area of Sampieri in eastern Burkina Faso in the Sudano-Sahelian environment onlixisols. Farmers' perception of soil degradation and the practice of agroecology, the determinants of the adoption of agroecological practices and the effect of these practices on physical, chemical and microbiological parameters were determined for plots under agroecological practices, versus traditional, compared to control soils. The effect of these practices on the yield (grains and straws) of sorghum was also evaluated. The study showed that traditional practices are being gradually replaced by agroecological cultivation practices that have been taught to producers by the partners involved in the area. The determinants of the adoption of these practices are among others the increase in crop yields, the improvement of producers' income, the supply or not of material and human resources and the training of actors. It is also noted that farmers have indicators specific to them to appreciate and describe the fertility of their soils. The effect of the practices was more significant for most chemical parameters (C, N, CE,...) especially for the 0-10 cm layer. Agroecological practices have a significantly positive effect on the mineralizing activity of soil microorganisms. In addition, there was a correlation between the area of stony cord parcels and most soil fertility parameters. On the otherhand, no gradient of soil fertility appears as a function of the slope when one moves away from the first line of stony cord.

Der Einsatz von organischen Reststoffen zum Anheben oder Stabilisieren des Humusgehaltes als auch um langfristig die Bodenfruchtbarkeit zu verbessern, hat zunehmend an Bedeutung zur Verbesserung der Gesundheit des Bodens und der Bodenproduktivität gewonnen. Die Umwandlung von Ernterückständen, um Bodeneigenschaften zu verbessern, hängt von der Qualität und dem Zustand der Stoffe ab, diese hängen wiederum von der Zusammensetzung des Ausgangsmaterials ab. In Entwicklungsländern werden die meisten Ernterückstände als Tierfutter oder auch als Baumaterial genutzt, viele werden auch als Ersatzbrennstoff für Holz genutzt; zur Vorbereitung des Bodens zur nächsten Ernte oder zur Bekämpfung von Pflanzenkrankheiten und Schadinsekten werden die Reststoffe oftmals verbrannt. Vom Brennen muss abgeraten werden, da die organische Substanz verloren geht und gleichzeitig ein Verlust der flüchtigen Elemente wie Stickstoff und Schwefel erfolgt, nur bei einer absoluten Notwendigkeit zur Schädlingsbekämpfung sollten die Reststoffe verbrannt werden. Im Sudan werden jährlich am Ende eines jeden Vegetationsperiode landwirtschaftliche Reststoffe vernichtet; insbesondere Baumwollrückstände werden jährlich verbrannt, um die Ausbreitung von Bakterien und der Knollenfäule, die 35% Verluste in der nachfolgenden Saison verursacht, zu verhindern.Diese Studie wurde in zwei Teilen durchgeführt, ein Labor- und Gewächshaus- Experiment am Department für Nutzpflanzenwissenschaften der Universität Göttingen, Deutschland, ein zweites Experiment an der Fakultät für Landwirtschaft der Universität Khartoum, Sudan. Verschiedene Versuche wurden durchgeführt: Auswertung von Kompostierungsversuchen der Baumwollrückstände, als reguläre, normale Kompostierung und als Vermikompostierung (Zusatz von Regenwürmer) und ein Phytoxizitäts-Bioassay-Test des fertigen Komposts und Vermikomposts, um ihre Eignung für landwirtschaftliche Anwendungen zu prüfen. Die Ergebnisse dieser Experimente führten zu einem Gefäßversuch, in mit Weidelgras die Nährstoffaufnahme untersucht wurde. Gleichzeitig wurde ein Stickstoff-Inkubationsexperiment durchgeführt, um die Rate des mineralisierten Stickstoffs aus Kompost und Vermikompost zu bewerten. Bei dem Versuch, eine Alternative zur Verbrennung von Baumwollstroh zu finden, wurde auch ein Experiment (Anzahl der Kolonie bildenden Einheiten von Mikroorgansimen) durchgeführt, welches die Wirksamkeit der Kompostierung und Vermikompostierung auf die bakterielle Braunfäule der Baumwolle überprüften sollte.Für diese Arbeit wurde Baumwollstroh aus den landwirtschaftlichen Betrieben der El-Gazira Bewässerungslandwirtschaft (El-Gazira State, Sudan) genommen, Bodenproben wurden aus dem Oberboden (0-30 cm) des Shambat Boden gezogen. Für die experimentellen Arbeiten im Sudan wurde Stallmist (FYM) aus einer Farm in der Nähe der Fakultät für Landwirtschaft, Universität Khartoum, Shambat, genutzt; aus dem Institut für Tierzucht, Universität Göttingen, Deutschland, wurde FYM für die Experimente in Göttingen genutzt.Eine regelmäßige Analyse der Kompostierungsvorgänge erfolgte durch Gesamt-C und Gesamt-N (trockene Verbrennung mittels einem Elementaranalysator) Bestimmungen; Ammonium- und Nitrat-Gehalte der feldfeucht gezogenen Proben erfolgte mittels Mikro-Kjeldahl Destillationsverfahren, die Summe bildete den mineralischen Stickstoff. Phosphor wurde nach der Molybdat-Blau-Komplex-Methode bestimmt und spektrophotometrisch gemessen. In einem Extrakt im Wasser-Kompost-Verhältnis 10:1 wurde die elektrische Leitfähigkeit und der pH-Wert bestimmt. Einige Makro- und Mikronährstoffe wurden in einem Verfahren unter Verwendung eines Druckaufschlusses gemessen.Verschiedene Studien wurden an der Universität Göttingen durchgeführt. Die erste Studie charakterisiert das kompostierte und vermikompostierte Baumwollstroh auf seine chemische Zusammensetzung und seinen agronomischen Wert und zielte darauf ab, (1) die chemischen Veränderungen während der Kompostierung und Vermikompostierung aus Baumwollstroh zu bestimmen; und (2) die Ergebnisse der chemischen Veränderungen mit den Daten des Bioassays-Tests zu korrelieren und (3) um die Qualität Parameter, die am besten einen fertigen Kompost und Vermikompost beschreiben, zu bestimmen.Die Ergebnisse dieses Teils zeigten, dass die Analysen des Komposts und des Vermikomposts eine breite Variation im pH-Wert, Gesamt-N, Gesamt-C, C/N-Verhältnis, elketrische Leitfähigkeit (EC) und Mineralstoffgehalt aufweisen. Der fertige Kompost und Vermikompost zeigte folgende Werte des C/N-Verhältnis: 15,4 und 15,2 für Kompost und Vermikompost; pH 6,6 für Kompost und 7,9 für Vermikompost und eine elektrische Leitfähigkeit (EC) von 2,96 dS m-1 und 1,62 dS m-1 für Kompost und Vermikompost, welches übliche Bereiche für reife Komposte sind (C/N: 15-20; pH: 5,5-8,0; EC: 4 dS m-1) mit Ausnahme der Werte NH4-N/NO3-N (1,57) der fertigen Komposte, die weit über den empfohlenen Wert (0,16) liegen, während der Wert des fertigen Vermikompost (0,1) unter dem Grenzwert liegt.Eine Korrelation zwischen NH4-N, NO3-N, EC, C:N, und pH wurde durchgeführt. Für den Vermikompost lagen die Korrelationskoeffizienten zwischen C/N-Verhältnis und      NH4-N, NO3-N, pH und EC mit r = 0,86 bei (P <0,01), -0,79 (P <0,01), 0,91 (P <0,01) und -0,77 (P <0,01). Die NH4-N-Konzentration war eng zum NO3-N korreliert (r =- 0,95, P <0,01). Die negative Korrelation zwischen NH4-N und NO3-N deutet darauf hin, dass das Material einer aktiven biologischen Zersetzung unterlag; dieses Ergebnis wurde mit dem NH4-N/NO3-N-Verhältnis bestätigt. Die signifikante negative Korrelation zwischen dem C/N-Verhältnis und dem NO3-N Wert (r =- 0,79, P <0,01), dem C/N-Verhältnis und dem NH4-N Wert gibt die Tendenz der Vermikompostierung wieder. Für den Kompost lagen die Korrelationskoeffizienten zwischen C/N-Verhältnis und NH4-N, NO3-N, pH und EC mit r = 0,88 bei (P <0,01), 0,94 (P <0,01), 0,59 (P = 0,02) und -0,72 (P <0,01). Die NH4-N-Konzentration war gut mit dem NO3-N Wert korreliert (r = 0,80, P <0,01). Diese Ergebnisse zeigen, daß die Reduktion im C/N-Verhältnis in der Zeit als ein zuverlässiger Parameter genommen werden kann, um den Fortschritt der Zersetzung darzustellen, wenn sie mit den Daten für NH4-N, NO3-N, pH und EC für den Vermikompost und mit den Daten NH4-N, pH und EC für den Kompost kombiniert werden.Organische Materialien können schädliche Auswirkungen auf Pflanzen oder keimenden Samen ausüben, daher wurde ein Phytotoxizitäts-Bioassay-Test als ein wichtiger Indikator für die Qualität durchgeführt, Ziel war es, eine Bewertung der Toxizität und eine Eignung des fertigen Komposts und Vermikomposts aus Baumwollstroh auf die Keimung von Kressesamen zu erhalten. Die Auswirkungen von Wasser-Extrakten verschiedener Substrate wurden untersucht, wobei die gekeimten Samen ausgezählt und die Länge der Hauptwurzel der Kresse (Lepidium sativum L.) gemessen wurde. Die Indizes der Keimung für Vermikompost (> 80%) sind größer als empfohlene Werte für reife Komposte (> 70%), während der Kompost (> 50%) diese Werte nicht erzielte. Die Ergebnisse dieser Arbeiten zeigten, dass fertige Vermikomposte am besten in diesem Kresse Bioassay Test abschnitten und als „reife Komposte“ betrachtet werden können, während der Kompost negative Auswirkungen auf die Keimung der Samen zeigte, also noch nicht „reif“ war.Die Bewertung der fertigen Komposte und Vermikomposte erfolgte in einem Gefäßversuch mit Weidelgras. Ein gleichzeitiges Inkubations-Experiment zur Stickstoffmineralisierung erfolgte unter Laborbedingungen, um Kompost und Vermikompost in ihrer N-Freisetzung zu bewerten und auch die langfristigen Auswirkungen ihrer Anwendung vorherzusagen. Beide Experimente dienten zur Bestimmung der Leistung von Kompost und Vermikompost auf das Pflanzenwachstum nach einmaliger Anwendung, die Prüfung der Zuverlässigkeit des N-Schicksals erfolgte durch das Inkubations-Experiment zur Beurteilung des potenziell mineralisierbaren Stickstoffs. Der Gefäßversuch erfolgte unter natürlichen Lichtbedingungen und der Umgebungstemperatur. Um dieses zu erreichen, wurde der Gefäßversuch im Gewächshaus des Departments für Nutzpflanzenwissenschaften durchgeführt. Kompost und Vermikompost entsprachen einer 4 g und 8 g N-Gabe pro Topf. Der Kompost und Vermikompost des Gefäßversuches wurde auch zur Inkubation genutzt.Daten aus dem Gefäßversuch zeigten, dass sowohl in den Kompost als auch Vermikompost gedüngten Gefässen die Biomasseerträge nach der zweiten Ernte stark zurückgingen, signifikante Unterschiede (P <0,05) wurde nur für die erste, zweite und letzte Ernte bestimmt. Die Biomasse der ersten und der letzten Ernten der Töpfe mit Vermikompost in der 4 g N/Topf Variante (VER1) entsprachen 1,4 und 0,1 g kg-1, während die Weidelgraserträge im Vermikompostversuch 8 g N/Topf (VER2) 0,8 g kg-1 für die erste Ernte und 0,2 g kg-1 ergaben., jeweils Weidelgras Biomasse auf Töpfen ausgesät mit Kompost entsprach geändert 8 g N pot-1 (CPF2) waren 1,4 g kg-1 bei der ersten Ernte und 0,3 g kg-1 für die letzte. Der beobachtete Rückgang der Biomasse in allen Töpfen mit Kompost oder Vermikompost nach 30 Tagen scheint das Ergebnis einer extremen Verknappung des verfügbaren N zum Weidelgraswuchs sein, besonders in den Gefäßen, die mit dem Vermikompost gedüngt wurden. Dieses wurde durch die sichtbaren Zeichen des N-Mangels (Chlorose) unterstützt.Die Ergebnisse zeigten auch, dass sowohl für Kompost und Vermikompost Varianten die Gesamt-N Gehalte des Weidelgrases dem Trend in der Biomasse folgten, wo die höheren N-Gehalte in ersten Ernte beobachtet wurden und die niedrigsten in der letzten. Die N-Gehalte waren je nach Kompostgaben 6,1-6,4% für die Ernte nach 10 Tagen und 2,4-2,9% für die Ernte nach 70 Tagen. Die N-Gehalte in den Vermikompost gedüngten Varianten lagen bei 3,7-4,0% für die Ernte nach 10 Tagen und 1,9-2,1% für die Ernte nach 70 Tagen. Die N-Gehalte des Weidelgrases der Kompost-Variante lag innerhalb der ausreichenden Versorgung (3-4,2%) N für ein normales Wachstum, während die Werte der Vermikompost gedüngten Varianten diesem Bereich nur zur Ernte nach 10, 60 und 70 Tagen erfüllten. Die Effizienz der N-Aufnahme war gering (>80% der N wurde nicht durch die Ernte genutzt).Die Ergebnisse des N-Inkubations-Experiment zeigte, dass die Höchst-und Mindestwerte des mineralischen N zwischen den Kompost- und Vermikompost-Aufwandmengen variierten. Dementsprechend betrugen die Werte für die 4 g N Variante VER1 9,41 bis 44 mg N kg-1; 13,2 bis 51,0 mg N kg-1 für die Vermikompost-Variante 8 g N Topf-1 (VER2), 7,2 bis 27,4 mg N kg-1 für die Kompost-Variante, entsprechend 4 g N Topf-1 (CPF1) und 4,2 bis 46,0 mg N kg-1 für die Kompost-Variante entsprechend 8 g N Topf-1 (CPF2).Die Netto-N-Mineralisierung am Ende der Inkubationszeit war signifikant (P <0,001) zwischen den Kompost- und Vermikompost – Varianten und deren Aufwandmengen. Die Böden, die mit Vermikompost entsprechend 4 g N Topf-1 (VER1), Vermikompost entsprechend 8 g N Topf-1 (VER2) und Kompost entsprechend 8 g N Topf-1 (CPF2) behandelt wurden, erfuhren eine Netto-N-Mineralisierung, die etwa doppelt so hoch war als bei Böden mit Kompost entsprechend 4 g N Topf-1 (CPF1). Allerdings gab Ergebnisse der N Inkubationsexperiment allgemeine Hinweise auf N-Verfügbarkeit für Nutzpflanzen und schlug vor, dass Anwendung von Kompost und vermicomposted Baumwolle Rückstände für einen Zeitraum von mehr als drei Wochen vor der Aussaat die nachfolgenden Kulturen unterwerfen N, um Verluste können.Um eine Alternative zum Verbrennen des Baumwollstrohs zu finden, befasste sich ein Teil dieser Arbeit mit der Wirksamkeit von Kompost und Vermikompost zur Unterdrückung der bakteriellen Braunfäule. Infizierte Baumwolle-Rückstände wurden gesammelt und einer Kompostierung und Vermikompostierung unterzogen. Proben aus den Kompostierungen wurden monatlich gesammelt und in einem semi-selektiven Medium nach der Verdünnungsreihe Methode kultiviert. Die Pathogenität wurde als „Kolonie-bildende-Einheit“ pro Gewicht der frischen Probe nach 3-4 Tagen Inkubation unter optimalen Bedingungen ausgezählt und gewertet.Die Ergebnisse zeigten, dass die Reduzierung der Erreger (berechnet als Differenz zwischen der Pathogenität in den Komposten und der Kontrolle) erheblich variierte. Für den Kompost betrugen die Werte <2% nach 30 Tagen, > 40% nach 60 Tagen und rund 38% nach 150 Tagen der Zersetzung. Während für den Vermikompost die Reduzierungen > 10% nach 30 Tagen, > 22% nach 60 und > 88% für Proben bei 150 Tagen betrugen. Die Ergebnisse zeigten auch, dass die höchste Zahl Erreger während der ersten Probenahme gefunden wurde und mit der Zeit abnahmen (r = 0,71; P ≤ 0,0001). Diese Studie ergab, dass es sowohl der Kompostierung und der Vermikompostierung gelungen ist, die Kolonie-bildenden Einheiten (CFU g frisches Material-1) der Erreger zu vermindern. Ein möglicher Prozess, um die infizierten Baumwolle-Rückstände anstelle durch Verbrennung zu behandeln.Insgesamt ergibt die Arbeit: (1) die Kompostierung und Vermikompostierung sind ein möglicher Prozess, um die infizierten Baumwoll-Rückstände zu behandeln, anstatt sie zu verbrennen, (2) die Reduktion des C/N-Verhältnisses im Laufe einer Kompostierung als einen zuverlässigen Parameter zum Fortschritt in Zersetzung zu nehmen, besonders, wenn sie mit den Daten NH4-N, NO3-N, pH und EC der Vermikompostierung kombiniert und mit den Daten NH4-N, pH und EC für die Kompostierung kombiniert wird, (3) dass 240 Tonnen ha-1 des fertigen Kompost und Vermikompost als Richtschnur für die Landwirtschaft angenommen werden können. Darüber hinaus schlug diese Arbeit einfache und praktische Verfahren für die Kompostierung und Vermikompostierung der organischen Abfälle, die aus lokalen Ernterückständen stammen, vor und Verfahren zur Regenwurmzucht für die Vermikompostierung und verschiedene andere Zwecke.

En Guadeloupe, l'utilisation de composts se heurte à de nombreux freins, aussi bien en termes de leur qualité qu’en termes d’un manque de plateformes de compostage à grande échelle et de proximité. Des études récentes ont montré que la qualité des composts locaux était plus faible qu’en milieu tempéré, ce qui constituerait un verrou majeur à l’adoption de la pratique et l’utilisation des composts industriels locaux. Pourtant, les objectifs de valorisation des déchets organiques fixés par les instances publiques sont ambitieux et le gisement local, bien que diffus et actuellement mal géré ou négligé, présenterait un réel intérêt pour la profession agricole à être orienté vers la valorisation biologique telle que le compostage. Dans ce contexte, l’objectif de ce travail était d'évaluer la qualité des composts élaborés en milieu tropical et d'apporter des éléments factuels pour son amélioration et, plus spécifiquement, d’apporter de l’information sur les potentialités agronomiques du compostage des effluents d’élevage en Guadeloupe, présentant ainsi le compostage comme une alternative durable pour le recyclage des déchets d’origine animale.Une méta-analyse de 442 composts d'origine diverse, la première réalisée sur le sujet, nous a permis de démontrer que les composts produits en milieu tropical présentent des teneurs en carbone, azote, potassium et fraction soluble de la matière organique plus faibles que celles des composts produits en milieu tempéré, et que cela pourrait notamment être dû à l’influence des conditions climatiques lors du compostage. En revanche, nous avons pu mettre en évidence que certaines matières premières permettaient l’obtention de composts de meilleure qualité quelque soit le climat considéré, il s’agissait entre autres des effluents d’élevage.Les résultats issus d'une série d’expérimentations menée sur la production de composts d’effluents d’élevage avec co-compostage et vermicompostage ont été traités avec une approche méthodologique innovante dans ce domaine, les Réseaux Bayésiens. L’évaluation réalisée sur le co-compostage effluents/déchets verts nous a permis d’identifier l’"effet de concentration" du carbone et de la lignine, comme celui qui définit la qualité des composts en termes de quantité et de stabilité de la matière organique. En revanche, dans le cas des nutriments, seule la qualité des matières premières a été identifiée comme le facteur déterminant de la qualité des produits finaux. Ces résultats nous ont amené à considérer les effluents d’élevage de bovin comme la matière première la plus efficace pour produire des co-composts de qualité satisfaisante, répondant à la problématique d’usure de la matière organique des sols guadeloupéens et permettant de satisfaire les attentes de la profession agricole.De plus des expérimentations réalisées sur les composts domestiques ont montré que la gamme analysée présentait une variabilité trop importante pour être considérée comme acceptable par la profession agricole. Le compostage domestique peut permettre de produire des composts de bonne qualité agronomique à utiliser à la petite échelle des jardins particuliers et des jardins créoles. / In Guadeloupe, the practice of composting faces many obstacles and preconceptions both in terms of quality and in terms of lack of large-scale composting plants as well as local composting facilities. Recent studies have shown that the quality of local composts was lower compared to those from temperate regions. This constitutes an important constraint for the adoption of the former by farmers. However, organic waste recovery targets set by the government are ambitious and local resources, although diffused and currently poorly managed or neglected would be of real interest for the farming profession by being directed towards organic recycling such as composting. In this context, the aim of this thesis was to evaluate the quality of compost produced in the tropics, provide factual elements for improvement and, more specifically, to provide information on the agronomic potential of composting livestock manure in Guadeloupe, presenting composting as a sustainable alternative for the recycling of animal waste.A meta-analysis of 442 composts from various sources, the first one to be conducted on the subject enabled us to demonstrate that composts produced in the tropics present lower contents of carbon, nitrogen, potassium and soluble fraction of organic matter than those produced in temperate environments. This could especially be due to the influence of climatic conditions during composting. However, we were able to show that some raw materials allow better quality composts whatever the considered climate, especially the case of livestock manure.A series of experiments conducted on the production of livestock manure composts with co-composting and vermicomposting were treated with an innovative methodological approach in this field, the Bayesian Networks. The evaluation carried out on co-composting has allowed us to identify that the "concentration effect" was the main factor affecting compost quality in terms of amount and stability of organic matter. While in the case of nutrients, only the quality of raw materials has been identified as the determining factor affecting the quality of the end products. These results led us to consider manure, mainly cattle manure, as the most efficient feedstock for producing satisfactory quality composts, meeting the needs of loss of soil organic matter in Guadeloupe and the needs of the farming profession.Further experiments performed on household composts showed that their quality exhibited a too important variability to be considered acceptable by farmers. Our results indicate that household composts could be suitable for use in small-scale private gardens and Creole gardens.

Un dispositif en sol nu comprenant trois parcelles (90 m²) et six cases lysimétriques (4 m²) instrumentées a permis d’étudier l’influence d’apports répétés d’une boue de station d’épuration (BOUE) et de la même boue compostée avec des déchets verts (DVB) sur (i) les modifications des propriétés physico-chimiques et hydriques du sol ; (ii) le transport des ions bromures ; (iii) la dynamique de minéralisation du carbone et de l’azote organiques dans le sol. Finalement, le calage des paramètres hydrodynamiques et de décomposition de la matière organique dans le sol, propres à chaque horizon des profils de sols instrumentés, a permis une description satisfaisante de la dynamique hydrique et du transport des ions bromures et nitrates observés expérimentalement. Ces résultats aideront à l’adaptation de scénarios agronomiques sur le long terme pour répondre plus efficacement aux problématiques liées aux nouvelles exigences de recyclage des déchets et de protection de l’environnement. / An instrumented experimental bare soil site including three plots (90 m²) and six lysimeters (4 m²) has enabled to study the influence of repeated sewage sludge (SS) applications, as well as the same sewage sludge composted with green waste (SGW), on (i) the soil physicochemical and hydric properties ; (ii) the transport of bromide ions ; (iii) the organic carbon and nitrogen mineralization dynamics in soil. Finally, fitting the governing hydraulic parameters and the organic matter decomposition parameters in each soil horizon allowed a satisfying description of the experimentally observed water and bromide and nitrate ions transport in soil. These results will help conceive long-term agronomical scenarios aimed at providing more efficient answers to the new requirements of environmental protection and waste recycling policies.

Thesis (M.Sc. (Soil Science)) -- University of Limpopo, 2019 / Phosphorus (P) deficiency has been reported in 30- 40% of global arable land, which poses a huge threat in potato production because of its critical role in the early vegetative development and tuber formation. The use of low cost ground phosphate rock (GPR) as an alternative P fertilizer source has gained recognition. Although GPR contains high P percentage, its direct application is less beneficial immediately due to its low reactivity which makes P unavailable for plant uptake. In this experiment, GPR was co-composted with cattle and poultry manure in order to enhance P acquisition by the potato crop. The aim of this study was to evaluate the potential of phosphocompost application as a cheaper alternative P-source for potato production. The experiment was conducted on Mondial and Valor… potato cultivars at the University of Limpopo Syferkuil Experimental farm in 2015 and 2016. Poultry (PM) and cattle manure (CM)-based phospho-compost mix ratios of 8:2 and 7:3 were applied at 0, 20, 40, 80 and 120 kg P/ha. The trial was laid out in a split plot arrangement fitted into a randomised complete block design with treatments replicated three times. Results indicated statistically significant effects of phospho-compost types on soil pH and available P content at both flowering and harvesting growth stages in 2015 and 2016 with the higher available P content found in the PM-based phospho-composts. In both seasons, highly significant differences in fresh and dry leaf samples among phospho-compost types were obtained. Highly significant season x compost type interaction effects were also recorded on leaf biomass as well as the 2015 tuber weight, with highest tuber weight obtained in plots that received PM7:3-based phospho-compost at 80 t/ha rate. Notwithstanding the non-significant effect of compost type on tuber yield in 2016, higher yield was obtained from PM8:2. Although the grading of tubers showed no significant response to phospho-compost application; the difference between small and medium tubers obtained from 2016 trial was significantly affected by phosphocompost application rates. The CM8:2 mix ratio gave the highest baby tubers (16.87%) while PM7:3 mix ratio gave the highest (36.32%) medium tubers. The grading of the potato tubers revealed a mostly class 1 dominated by baby, small and medium size tubers in the 2015 harvest while the 2016 harvest was also mostly class 1 but dominated by small, medium and large-small size tubers. Tuber size and class were vi most favored by the PM-based phospho-compost applications in both planting seasons. None of phospho-compost types and application rates had significant effect on the measured nutrient concentrations of both plant parts. However, the differences in nutrient concentrations across seasons and plant parts were significant except for Ca. The measure tissue P concentration from the 2016 trial was within the required range suggesting that phospho-compost utilization, particularly the poultry manure-based, in potato production can be beneficial in addressing P deficiency. The PM8:2 mixed ratio resulted in increased soil available P content, potato tuber yield in 2016 and the P concentration across the two plant parts evaluated. The concentration of soil available P and tissue P showed increases with higher application rates albeit non-significance. Future research on the optimum application rate is suggested on a wide range of soils for the various phospho-compost types. / Potato SA and the National Research Foundation (NRF)

En Guadeloupe, depuis 2008, les autorités locales ont fortement encouragé l’organisation des filières de traitement des déchets. En ce qui concerne les déchets organiques, une voie privilégiée de valorisation est le recyclage en compost. Dans cette thèse nous étudions les conditions d’émergence d’une filière de recyclage des déchets organiques du territoire à travers l'analyse des conditions d'adoption de la pratique d’utilisation de composts par les agriculteurs. Nous nous appuyons sur une approche originale combinant une analyse ex post des pratiques actuelles et des perceptions des agriculteurs et une analyse ex ante par Choice Experiment de leviers visant à favoriser l’adoption des composts. Nous testons donc des leviers d’ordre biotechniques concernant les propriétés des composts et les modalités de leur utilisation, et des leviers d’ordre économiques à travers des Mesures Agro-environnementales et Climatiques (MAEC), afin de proposer aux décideurs politiques des leviers d’actions pertinents. Nous constatons que le taux d’adoption est faible (18%) et dépend fortement de la filière agricole, des caractéristiques socio-économiques des agriculteurs et du manque d'organisation de la filière de recyclage des déchets (p.ex. information, transport, épandage, subventions). Nous montrons que les agriculteurs sont sensibles, sur le plan biotechnique, à une amélioration de la valeur fertilisante des composts ainsi qu’à un accompagnement logistique pour son transport et son épandage et, sur le plan économique, à la mise en place d’un dispositif d’accompagnement administratif et à une incitation collective sous la forme d’un bonus monétaire conditionnel versé individuellement aux agriculteurs. Dans l'ensemble, les résultats de ce travail montrent que les agriculteurs ne sont pas réfractaires à une utilisation conséquente et régulière du compost, à condition que les verrous organisationnels que nous avons identifiés soient levés, et que la valeur agronomique des composts répond aux attentes des filières agricoles. Des plans de développement peuvent maintenant être définis et mis en œuvre à l’échelle du territoire pour développer l’utilisation massive de composts issus du recyclage des déchets organiques du territoire. / Due to the limited availability of landfill sites, local authorities have strongly encouraged since 2008 the structuration of waste treatment channels. As concerns the organic wastes, a special attention has been paid for recycling them through composting. In this study, we focused on the conditions of development of a sector for recycling organic wastes in Guadeloupe through the assessment of the conditions affecting compost adoption by farmers. In order to identify and evaluate the determinants of farmers 'choices, we applied an original approach combining an ex-post analysis of current practices and farmers' perceptions, and an ex-ante analysis using the Choice Experiment method of levers for facilitating the adoption of compost. We test biotechnical levers concerning compost properties and the facilitation of practices with technical support, and economic levers mainly focused on the implementation of new AgroEnvironmental Schemes (AES) to promote economically the composts. We observed that the adoption rate is relatively low (18% of farmers) and highly dependent on the agricultural sector (i.e. banana, sugarcane, vegetables and food crops), the socio-economic characteristics of the farmers and the lack of organization of the waste recycling chain (e.g., information, transport, spreading, subsidies). We demonstrated that farmers are very sensitive to the improvement of compost quality by increasing its fertilizer value, as well as to the logistical, economic and administrative support for its transport and spreading. They are also willing to participate in a collective incentive in the form of a conditional monetary bonus paid individually to farmers. The results of this study indicated that farmers are not reluctant to a regular use of compost provided that organizational barriers identified are removed, and that the agronomic value of the composts meets the expectations of farmers. Regional plans can now be defined and implemented to develop the massive use of compost from the recycling of organic waste in Guadeloupe.

Les pertes alimentaires mondiales se chiffrent à environ un tiers des aliments destinés à la consommation humaine, soit environ 1,3 milliards de tonnes par an (FAO). Une large fraction de ces pertes est due aux altérations microbiologiques des denrées alimentaires. L’utilisation de produits phytosanitaires reste aujourd’hui la solution la plus largement utilisée en agriculture pour limiter ces pertes. Cependant, avec le plan EcoPhyto 2, le gouvernement français a pour objectif de réduire de 50% l’usage des pesticides chimiques d’ici 2025, en particulier en promouvant l’émergence du biocontrôle. Pour développer cette approche, il est cependant nécessaire de comprendre, pour mieux les maitriser, les mécanismes sous-jacents. Les différents modes d’action de biocontrôle par les microorganismes décrits sont la stimulation des défenses naturelles des plantes, la production de substances antimicrobienne et la compétition nutritionnelle. L'originalité de ce projet est d'intégrer le mode de vie en biofilm dans les mécanismes de bioprotection (compétition spatiale et nutritionnelle, libération de principes antimicrobiens). Dans la filière Française des champignons de couche (Agaricus bisporus), l’agent de biocontrôle utilisé depuis 2008 par plus de 80 % de la filière, est Bacillus subtilis QST713. Ce biofongicide montre une nette efficacité contre Trichoderma aggressivum, la principale moisissure à l’origine de pertes économiques lors de la culture d’A. bisporus. Afin d’accompagner la filière dans cette voie biologique, nous avons entrepris de séquencer et étudier le génome de cette souche, afin de déterminer son potentiel de biocontrôle et sa capacité à former des biofilms. Nous avons également évalué l’impact de ce biofongicide sur la dynamique des communautés microbiennes du compost de culture d’A. bisporus exposé ou non à T. aggressivum. Enfin, l'étude de la reprogrammation cellulaire de cet agent de biocontrôle lors de sa culture en micromodèles axéniques, nous a permis une meilleure compréhension des phénomènes de colonisation des substrats et d'inhibition des flores indésirables. Ce projet a permis d’enrichir les connaissances vis-à-vis des mécanismes de biocontrôle dans la filière des champignons et pourra permettre une possible application à d’autres filières agricoles. / Worldwide, food losses amount for about one-third of food for human consumption, 1.3 billion tons per year (FAO). A large fraction of these losses are due to microbiological alterations. The use of phytosanitary products remains today the most widely used solution in agriculture to limit these losses. However, with the EcoPhyto 2 plan, the French government aims to reduce the use of chemical pesticides by 50% by 2025, in particular by promoting the emergence of biocontrol. To develop this approach, it is necessary to understand the underlying mechanisms. The different modes of action of biocontrol by the microorganisms described are the stimulation of the natural defenses of the plants, the production of antimicrobial substances and the nutritional competition. The originality of this project is to integrate the biofilm mode of life into bioprotection mechanisms (spatial and nutritional competition, release of antimicrobial principles). In the French sector of the button mushrooms (Agaricus bisporus) culture, the biocontrol agent used since 2008 by more than 80% of the sector, is Bacillus subtilis QST713. This biofungicide shows a clear efficacy against Trichoderma aggressivum, the main mold causing economic losses during the cultivation of A. bisporus. To accompany the sector in this biological pathway, we have sequenced and studied the genome of this strain, in order to determine its biocontrol potential and its ability to form biofilms. We also evaluated the impact of this biofungicide on the dynamics of microbial communities in A. bisporus culture compost exposed or not to T. aggressivum. Finally, the study of the cellular reprogramming of this biocontrol agent during the culture in axenic micromodels allowed us a better understanding of the substrates colonization phenomenon and the inhibition of undesirable flora. This project will enrich the knowledge of the biocontrol mechanisms used in the mushroom industry and may allow a possible application to other agricultural sectors.

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Access to proper sanitation is a necessary step towards sustainable development. Facilitating access to the tools to the most basic hygienic services generates a healthier living, a more sustainable environment, a means to generating economic activity, and strengthens human dignity and social development. The United Nations General Assembly declared 2008 as the International Year of Sanitation, setting as a target the significant increase in the number of people with access to adequate sanitation and implementation of good hygiene practices. This project aims to help the people of Nicaragua meet that target. As of 2013, only 52% of Nicaragua’s population had access to improved sanitation facilities. This is still far below the average of its neighbor Latin American countries. Lack of proper sanitation has a tremendous direct and indirect impact on Nicaragua’s development in the areas of health, tourism, and water resources. As of 2013, the economic losses due to the lack of sanitation and hygiene amount to US$ 95 million and is expected to continue growing. This business plan will cover the design and implementation ECOSAN, a low cost, high quality compost toilet, which will be sold to low-income local entrepreneurs who will become franchise partners. The franchisees are responsible for managing the usage of the toilets in local poor communities. These entrepreneurs will receive training on how to convert the compost into organic fertilizer which could further be sold to local farms or be locally used.