La fertilisation en Cl permet de réduire la DACA de la fléole des prés utilisée dans les rations des vaches en transition pré-vêlage. Le modèle N-CyCLES a été modifié pour permettre le calcul des bilans en Cl, Na, K et S de fermes laitières québécoises. Il a ensuite été utilisé pour calculer les bilans en Cl de 15 fermes laitières, puis pour évaluer l'impact de la production de foin à faible DACA sur les bilans en Cl de ces fermes. Le bilan moyen en Cl des fermes étaient de 610 g Cl hL"1 de lait vendu. Les principaux éléments qui caractérisent les bilans en Cl sont les importations de Cl dans les engrais minéraux et les aliments et les exportations de Cl dans les récoltes vendues. La production d'un foin à faible DACA a eu un faible impact sur les bilans en Cl des fermes, soit une augmentation moyenne des bilans de 59 g Cl hL"1 .

Afin d'établir l'impact et le risque lié aux fertilisants chimiques depuis leur fabrication jusqu'à leur amendement sur la contamination des sols par les éléments traces métalliques, une étude de leur mobilité et leur transfert s'avère nécessaire. L'objectif de ce travail de thèse était d'évaluer la source de contamination du sol par les éléments traces autour de l'industrie des fertilisants chimiques et suivre l'évolution temporelle de la mobilité et du transfert de ces éléments dans un profil du sol agricole amendé par des engrais phosphatés du type simple superphosphate (SSP) ou du phosphogypse. Pour cela nous avons utilisé des techniques permettant la caractérisation structurale et minéralogique des sols collectés comme la diffraction des rayons X et la microscopie électronique. Puis une caractérisation chimique des sols collectés concernant la concentration totale des éléments traces et des éléments majeurs a été établie. Comme la mobilité n'est pas stable au cours du temps dépendant de plusieurs paramètres physico-chimiques comme le pH, le potentiel redox, la teneur en matière organique, une extraction séquentielle a été adoptée le long de l'étude au cours du temps et dans le profil du sol amendé jusqu'à une profondeur de 55 cm. En outre, l'absorption des éléments traces par les plantes cultivées sur le terrain agricole amendé par les engrais ou le phosphogypse a été analysée au cours du temps afin d'évaluer le risque lié à la chaîne alimentaire et plus particulièrement la chaîne alimentaire humaine induisant des effets négatifs sur la santé. Une comparaison entre l'application du phosphogypse et celle des engrais a été mise en évidence à la finalité de ce travail / To determine the impact and risk of chemical fertilizers, from their manufacture to their amendment, on soil contamination by trace metals, the study of their mobility and transfer would be necessary. The objective of this work was to evaluate the source of soil contamination by trace elements around the industry of chemical fertilizers, and to follow the temporal evolution of mobility and transfer of these elements in the profile of agricultural soil amended by superphosphate (SSP) fertilizers or phosphogypsum. To achieve our objective, we used techniques allowing the determination of structural and mineralogical characterization of collected soil samples, such as X-ray diffraction and electron microscopy. Chemical characterization related to the total concentration of trace and major elements of collected soils was established. As mobility was unstable over time, depending on several physico-chemical parameters such as pH, redox potential, and organic matter content, a sequential extraction was adopted throughout the study over time in the amended soil profile to a depth of 55 cm. In addition, the absorption of trace elements by agricultural crops cultivated over land amended with fertilizer or phosphogypsum was analyzed over time to assess the risk of their transfer to the food chain, especially the human food chain, imposing health hazards. A comparison between the effects of the application of phosphogypsum and phosphate fertilizer was carried out in concluding this work

Depuis la seconde moitié du XXème siècle, l'utilisation massive des engrais desynthèse a contribué à l’augmentation des rendements mais aussi à l’accumulation d’élémentsminéraux dans les systèmes agricoles. La limitation de cette accumulation passe par unmeilleur recyclage des éléments minéraux déjà présents dans les systèmes agricoles.L'agriculture biologique, qui interdit le recours aux engrais de synthèse, peut être considéréecomme un prototype d’agriculture à même d’améliorer ce recyclage. L’objectif de cette thèse a été d’identifier les stratégies mises en place par les agriculteurs biologiques pour s’approvisionner en éléments minéraux. Cet objectif a été décliné en sous-objectifs qui ont été(i) d’identifier les pratiques d’approvisionnement en fertilisants et aliments des agriculteursbiologiques, (ii) d’en comprendre les déterminants et (iii) d’évaluer la performance de ces pratiques vis-à-vis du recyclage de l’azote, du phosphore et du potassium. Pour ce faire, 63exploitations biologiques ont été enquêtées afin de recueillir des données concernant la natureet la quantité des matières échangées, ainsi que les fournisseurs et les collecteurs en relation avec ces exploitations. Afin d’étudier l’influence du contexte local, les enquêtes ont été menées dans trois régions agricoles sélectionnées en fonction de leur degré de spécialisation (productions végétales, productions animales et mixte). L’intensité du recyclagelocal a été évaluée grâce à deux indicateurs : l’autonomie, définie comme le ratio entre laquantité d’éléments minéraux provenant d’échanges entre exploitations et la quantité totale d’éléments minéraux entrant dans les exploitations biologiques de la région, et le degré de bouclage des cycles, défini comme la proportion d'éléments minéraux passant au moins deux fois par la même exploitation au sein de la région étudiée. Un premier niveau d’analyse, àl’échelle de l’exploitation, a mis en évidence les déterminants de l’approvisionnement en éléments minéraux des exploitations biologiques. Il a montré que les exploitations biologiques spécialisées dans les productions végétales importaient des quantités importantes defertilisants organiques en provenance de l’agriculture conventionnelle. Un second niveau d’analyse, à l’échelle régionale, a montré que la proximité entre des exploitations agricoles spécialisées dans les productions végétales et d’autres spécialisées dans les productions animales favorisait les échanges entre ces exploitations. Ces échanges permettaient d’améliorer l’autonomie locale même si le degré de bouclage des cycles restait faible. Enfin, une approche par modélisation a permis de quantifier la fraction du phosphore des produits biologiques qui dérive des engrais de synthèse, notamment suite aux échanges entre lesexploitations biologiques et conventionnelles. Plus de deux tiers du phosphore composant les productions biologiques étaient du phosphore initialement issu d’apports d’engrais de synthèse. Les résultats obtenus dans cette thèse ont permis de discuter des forme d’organisation des systèmes agricoles à même d’améliorer le recyclage des éléments minéraux, mais aussi des possibilités de développement de l’agriculture biologique. / From the second half of the 20th century, massive application of artificial fertilisersworldwide has contributed to crop yield increases but also to accumulation of nutrients inagricultural systems. Preventing such accumulation is possible through better nutrientrecycling within agrosystems. Organic farming bans artificial fertilisers and may beconsidered as prototype of agriculture that recycles nutrients efficiently. The objective of thisPhD was to identify the strategies of organic farmers to source nutrients. This objective hasbeen broken down into three tasks: (i) identification of the fertilising materials and feedsinputs of organic farms, (ii) identification of the determinants of these inputs and (iii)assessment of their efficiency in recycling nitrogen, phosphorus and potassium. This workwas based on interviews with 63 organic farmers about their inputs and outputs (nature andamounts of trade products, type of suppliers and collectors). In order to account for theimportance of the local context, the interviews were conducted in three French agriculturaldistricts defined by their farming specialisation: these districts were specialised either in cropproduction or animal production or were kept mixed. Local nutrient recycling has beenassessed through two indicators: the autonomy was defined as the ratio between the amount ofnutrients coming from exchanges among farms and the sum of inputs to the organic farms ofthe district. The cycling index was defined as the proportion of nutrients flowing at least twicethrough the same farm. The analysis was implemented at two different scales. At farm scale,the analysis focused on the nutrient supply of organic farms. Results showed that arableorganic farms imported large amounts of organic fertilising materials from conventionalfarming. At regional scale, results showed that the proximity between arable and animal farmsfostered exchanges among farms. These exchanges increased local autonomy. However, evenfor the mixed district, the cycling index remained low. Finally, a modelling approachquantified the fraction of phosphorus in organic products that derived from artificialfertilisers. Results showed that more than two-thirds of phosphorus composing these productsderived from artificial fertilisers. These results may help to design farming systems thatenhance nutrient recycling and to discuss the possibility of organic farming development.

Le recyclage des résidus organiques (RO) en agriculture pourrait permettre de limiter l’utilisation des ressources minérales de phosphore (P), à condition de déterminer leur efficacité pour fournir du P aux cultures. L’objectif de ce travail était donc d’étudier les mécanismes déterminant l’effet des RO apportés au sol sur la biodisponibilité du P pour la plante (phytodisponibilité). Ce travail a été basé sur cinq essais de terrain à La Réunion, fertilisés sur une décennie avec des fertilisants organiques ou minéraux, et sur des expérimentations d’incubations en conditions contrôlées et de cultures de plantes en pot. Le P inorganique (Pi) et organique (Po) disponible du sol a été déterminé par des extractions (eau, Olsen), la technique des diffusive gradients in thin films (DGT) et la dilution isotopique associée à des membranes échangeuses d’ions. La capacité de sorption en Pi des sols a été évaluée avec des courbes de sorption. Le P phytodisponible a été déterminé en mesurant le P prélevé par la plante. Dans les différents types de sol (andosol, andique cambisol, nitisol et arenosol), l’apport de RO a augmenté le Pi disponible relativement au Po, suggérant que la minéralisation du Po issu des RO n’est pas un facteur limitant la disponibilité du Pi. Les RO ont augmenté le Pi disponible principalement par l’augmentation du pH du sol et par conséquent la diminution de sa capacité de sorption de Pi. Le P phytodisponible a augmenté avec le Pi disponible du sol, mais a diminué avec l’augmentation du pH du sol. Au-delà de la dose de P, l’effet de l’apport de RO à long-terme sur la phytodisponibilité du P semble principalement contrôlé par l’évolution induite du pH du sol. / Application of organic residues (OR) on agricultural soils could reduce the use of mineral phosphorus (P) fertilizers, but this implies to determine the efficiency of OR to meet crop requirements. We thus aimed to study mechanisms determining the effects of OR on P bioavailability to plants (phytoavailability). Our work was based on five field trials with decadal organic or mineral fertilization located in Réunion island, and on incubations and plant growth experiments under controlled conditions. Available inorganic P (Pi) and organic P (Po) was determined using extractions (water, Olsen), the diffusive gradients in thin films technique (DGT) and the isotopic dilution associated to anion exchange membranes (EAEM). Phytoavailable P was determined as the plant P uptake. Soil Pi sorption capacity was determined using sorption curves. For all soil types studied (andosol, andic cambisol, nitisol, and arenosol), RO increased mainly available Pi and had few effects on available Po, which suggests that mineralization of Po applied with RO does not limit Pi availability. Application of RO increased available Pi mainly by increasing soil pH and consequently by decreasing soil Pi sorption capacity. Phytoavailable P increased with soil available Pi, but decreased with increasing soil pH. Our work suggests that except the dose of P applied, effect of RO on P phytoavailability depends mainly on soil pH changes induced.

Thèse (M.Sc.T.) -- Université du Québec à Chicoutimi, 2006. / La p. de t. porte en outre: Mémoire présenté à l'Université du Québec à Chicoutimi comme exigence partielle de la maîtrise en science[s] de la terre. CaQCU Bibliogr.: f. 120-125. Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Les cultures intermédiaires délivrent des services écosystémiques de réduction de la lixiviation de nitrate et de production de l’effet engrais vert pour la culture principale suivante. L’objectif de ce travail était de caractériser un grand nombre d’espèces et d’analyser les performances de mélanges bispécifiques de type légumineuse/non-légumineuse pour produire simultanément ces services écosystémiques de gestion de l’azote. Les traits fonctionnels foliaires mesurés sur 36 espèces sont robustes mais sont peu précis pour différencier les stratégies des espèces. Les températures cardinales de germination mesurées au laboratoire indiquent que la majorité des espèces est adaptée à des conditions de semis d’été. Une modèle conceptuel implémenté en GLM permet de prédire le comportement des deux espèces en mélange. Les mesures réalisées en expérimentations au champ couplées avec des simulations avec le modèle STICS ont permis d’évaluer les performances de certains mélanges bispécifiques pour produire simultanément les services écosystémiques. L’efficacité dépend du choix des espèces associées, qui doit être adapté en fonction des conditions pédoclimatiques et de la date de destruction des couverts. / Cover crops produce ecosystem services for nitrogen management during fallow period such as decreasing nitrate leaching and producing green N manure effect for the next cash crop. The aim of this work was to characterize a large number of species using a functional analysis and to analyze the performances of bispecific legume/non-legume mixtures to simultaneously produce both ecosystem services. Leaf functional traits measured on 36 cover crops were found robust but lacked of precision in differentiating species strategies. The cardinal temperatures for germination measured in laboratory have shown that the majority of species is adapted to summer sowing conditions. A conceptual model was designed and implemented in GLM to predict the behavior of species in mixtures. The measurements carried out in field experiments coupled with STICS model simulations confirmed the potential efficiency of some bispecific mixtures to simultaneously produce ecosystem services of nitrogen management. This efficiency depends on the choice of the two species to associate which must be adapted according to the pedoclimatic conditions as well as the date of cover crop destruction.

La pomme de terre est l’une des cultures les plus exigeantes en engrais et elle se cultive généralement sur des sols légers ayant de faibles réserves en N, P, K, Ca et Mg. Ces cinq éléments sont essentiels à la croissance des plants, à l’atteinte des bons rendements et à l’obtention de bonne qualité des tubercules de pomme de terre à la récolte et à l’entreposage. La recherche d’un équilibre entre ces cinq éléments constitue l’un des défis de pratiques agricoles de précision. La collecte de 168 échantillons de feuilles de pommes de terre selon une grille de 40 m × 60 m (densité d’échantillonnage de 2,9 échantillons ha-1) dans un champ de pommes de terre de 54 ha au Saguenay-Lac-Saint-Jean et la détermination de leur teneur en N, P, K, Ca et Mg au stade début floraison, jumelée à une lecture de l’indice de chlorophylle avec SPAD-502, a permis d’établir les faits suivants : parmi tous les indicateurs de diagnostic foliaire selon les 3 approches connues VMC, DRIS et CND, le contraste logarithmique entre les deux éléments nutritifs type anioniques (N et P) vs les trois éléments type cationiques (K, Ca et Mg), noté ilr (log ratio isométrique) du coda (Compositional Data Analysis) est l’indicateur le plus fortement relié à la lecture SPAD-502 (r=0,77). L’étude géostatique spatiale appliquée au Coda a montré une grande similitude entre le CND-ilr (anions vs cations) et la lecture SPAD-502. Ce CND-ilr devrait être interprété en termes de fertilisation de démarrage (N+P), en lien avec les apports des cations sous forme d’engrais (K, Ca et Mg) ou d’amendement (Ca et Mg).

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2018-2019. / L’utilisation de lisier à des fins de fertilisation est une pratique courante des systèmes de production laitière du Québec et représente une alternative intéressante aux fertilisants minéraux en offrant une source d’azote disponible aux plantes et de matière organique pour le sol. Les objectifs de ce projet situé au nord du lac Saint-Jean (Normandin, Qc) étaient d’évaluer les changements à long terme (21 ans) des stocks de N dans le profil du sol (0-50 cm) selon deux rotations de cultures (céréales continues ou rotation céréale - plantes fourragères pérennes), combinées à deux types de travail du sol primaire (chisel ou charrue à versoirs) et à deux sources de nutriments (minéral ou lisier de bovins) et de dresser le bilan des flux d’azote dans le système sol-plante, pour les systèmes culturaux comparés. L’apport annuel et répété sur 21 ans de lisier de bovins a augmenté les stocks d’azote en surface (0-20 cm) de 14 %, comparativement à la fertilisation minérale, mais n’a montré aucun effet en dessous de 20 cm. La rotation comportant des plantes pérennes a favorisé également une plus grande accumulation (+ 25 %) d’azote dans le sol pour l’horizon 0-20 cm que la monoculture d’orge. La combinaison d’un apport de lisier au système de cultures en rotation avec plantes pérennes a montré un effet bénéfique encore plus important, avec des stocks d’azote du sol supérieurs de 32 % par rapport au système de céréales continues avec lisier (+2,04 t N ha-1 sur le profil entier [0-50 cm]). Le type de travail du sol n’a pas eu d’impact significatif sur les stocks d’azote du profil du sol entier (0-50 cm). Une approche de défaut de bilan entrées-sorties suggère que la présence de légumineuses dans le mélange fourrager contribue à augmenter considérablement les stocks d’azote du sol.

Les nématodes à galles demeurent l'un des problèmes les plus graves des ‎agriculteurs de serres du Liban et du Moyen-Orient. Dans le passé, la fumigation du sol au ‎bromure de méthyle a été considérée comme la meilleure mesure de contrôle contre ces ‎nématodes. Toutefois, à la lumière de l'élimination globale du bromure de méthyle, l'accès ‎aux alternatives efficaces et durables est devenu une nécessité essentielle.‎L'objectif de cette étude est d'évaluer l'efficacité des deux engrais verts, le radis ‎huileux (Raphanus sativus oleifera) et à la roquette (Eruca vesicaria sativa) appliquées ‎avec ou sans bâche en plastique, séparément et en combinaison avec Oxamyl, dans la ‎gestion des nématodes à galles en cultures de concombres de serre. En outre, cette étude ‎vise à évaluer la faisabilité financière de la technique de biofumigation avec les deux ‎cultures utilisées et de la rentabilité finale de ces engrais verts en termes de taux coût-profit ‎par rapport au bromure de méthyle.‎A cette fin, trois expériences sur le terrain ont été menées dans des serres ‎commerciales, situées sur la zone côtière du Liban.‎Dans les deux expériences A et B, des résultats cohérents ont été enregistrés en ‎termes de production de rendements significativement plus élevés et de la réduction des ‎populations de nématodes avec les engrais verts‎ utilisés avec ou sans bâche en plastique, ‎par rapport au témoin non traité.‎Quant aux résultats obtenus par les engrais verts‎ par rapport ‎ au bromure de ‎méthyle, dans l'expérience A, le rendement produit par le bromure de méthyle était ‎significativement plus élevé que celui du radis huileux avec bâche en plastique. ‎Cependant, la différence n'était pas significative entre la réduction de la population de ‎nématodes résultant du bromure de méthyle et celle du radis huileux avec bâche en ‎plastique. Les différences du rendement ainsi que la réduction des nématodes étaient ‎significatives entre le bromure de méthyle et le radis huileux sans bâche en plastique.‎Dans l'expérience B, aucune différence significative n'a été observée dans le ‎rendement ni la réduction de la population de nématodes entre aucun des deux engrais ‎verts‎ utilisés avec bâche en plastique et le bromure de méthyle. Ces différences étaient ‎significativement en faveur du bromure de méthyle uniquement lorsque le radis huileux a ‎été utilisé sans bâche en plastique.‎Dans l'expérience C, où Vydate (Oxamyl) a été appliqué à la dose de 1 litre par 1,000 ‎m2 à tous les traitements, il n'y avait pas de différence significative dans le rendement ni la ‎réduction de la population de nématodes entre chacun des deux engrais verts utilisés avec ‎ou sans bâche en plastique et le bromure de méthyle.‎L'analyse coût-profit menée sur tous les traitements appliqués dans les 3 ‎expériences a montré que dans tous les cas, tous les traitements appliqués, qu'ils soient ‎chimiques, non-chimique (avec ou sans bâche en plastique) ou en association ont produit ‎des bénéfices nets supérieurs au bromure de méthyle, même lorsque le rendement produit ‎par le bromure de méthyle était significativement plus élevée.‎L'utilisation du plastique pour couvrir les radis huileux a généralement produit de ‎meilleurs résultats en termes de production de rendements plus élevés, une meilleure ‎réduction des populations de nématodes à galles dans le sol, ainsi conduisant à des ‎augmentations raisonnables des profits nets.‎A la base de ces résultats et à la lumière de l'élimination globale du bromure de ‎méthyle, on peut conclure que l'utilisation du radis huileux et la roquette comme engrais ‎verts avec bâche en plastique peut être considéré comme un outil alternatif pour la gestion ‎des nématodes à galles dans la production de concombres de serre dans les conditions ‎libanaises.‎ / Root-knot nematodes remain one of the most serious problems faced ‎by ‎greenhouse farmers of Lebanon and the Middle East region. In the past, soil fumigation ‎with methyl bromide has been considered as ‎the best control measure against root-knot ‎nematodes. However, in the light of the global phase out of methyl bromide, finding ‎efficient and viable alternatives is an essential necessity.‎The objective of this study is to evaluate the efficacy of the two biofumigation ‎crops ‎Oil Radish (Raphanus sativus oleifera) and Arugula (Eruca vesicaria sativa) applied ‎with ‎and without plastic tarp, separately and in combination with Oxamyl in the ‎management of ‎the root-knot nematodes in greenhouse cucumber crops. Additionally, this ‎study aimed at ‎assessing the financial feasibility of the biofumigation technique with the ‎two cops used ‎and the final profitability of these green manure crops in terms of cost to ‎benefit ratio as ‎compared to methyl bromide.‎For this purpose, three field experiments were carried out in ‎commercial ‎greenhouses situated on the coastal zone of Lebanon.‎In both experiments A & B consistent results were recorded in terms of production ‎of ‎significantly higher yields and reduction of nematode population with the ‎biofumigation ‎crops used whether with or without plastic cover, as compared to untreated ‎fallow.‎As to the results achieved by the biofumigation crops with respect to methyl ‎bromide, ‎in experiment A yield produced by methyl bromide was significantly higher than ‎oil radish ‎with plastic cover. However, no significant difference was found between ‎reduction of ‎nematode population resulting from methyl bromide and oil radish with plastic ‎cover. ‎Difference was significant between methyl bromide and oil radish without plastic ‎cover in ‎both yield and reduction of nematodes.‎In experiment B no significant difference was observed in neither yield nor ‎reduction ‎of nematode population between any of the two biofumigation crops used with ‎plastic ‎cover and methyl bromide. These differences were significantly in favor of methyl ‎bromide ‎only when oil radish was used without plastic cover.‎In experiment C where Vydate (Oxamyl) was incorporated at the rate of 1 liter ‎per ‎‎1,000 m2 to all treatments, there was no significant difference in neither yield nor ‎reduction ‎of nematode population between any of the two biofumigation crops used with or ‎without ‎plastic cover.‎Cost-benefit analysis made on all treatments applied in the 3 experiments ‎showed ‎that in all cases, all treatments applied, whether chemical, non-chemical (with or ‎without ‎plastic cover) or in combination have produced higher net profits than methyl ‎bromide, ‎even when yield produced by methyl bromide was significantly higher.‎Use of plastic for covering oil radish has generally produced ‎better results in terms ‎of ‎production of higher yields, better reduction of soil ‎populations of root-knot nematodes‏‎ ‎and ‎‏leading to ‎‏reasonable increases of net profits.‎Based on these findings and in the light of global phase out of methyl bromide, ‎it ‎can be concluded that the use of oil radish and arugula as biofumigation crops with ‎plastic ‎cover can be considered as ‎an alternative management tool for the root-knot ‎nematode in ‎greenhouse cucumber ‎production under Lebanese conditions.‎