Les cultures à haute valeur ajoutée comme la pomme de terre (Solanum tuberosum L.), sont de bons candidats pour l'adoption de l'agriculture de précision en raison des coûts de production particulièrement élevés. Les quantités de fertilisants requises alimentent le défi permanent de la recherche de l’optimisation de fertilisation spécifique à chaque agroécosystème. La modélisation fournit une trousse d’outils pour l’aide à la décision. En ce qui concerne la fertilisation, le rendement est habituellement relié à des doses variables d’un fertilisant à l'aide de fonctions simples(quadratique, linéaire ou linéaire-quadratique,Mitscherlich ou autres). Même si ces fonctions ne devraient être utilisées que pour décrire le comportement des données expérimentales, elles ont été largement utilisées pour prédire les doses optimales de fertilisants. Ce projet de recherche a proposé un modèle de recommandation des doses optimales d’azote (N), de phosphore (P) et de potassium (K)pour la culture de pomme de terre en exploitant les techniques d’autoapprentissage. Dans une première partie, il a d’abord été question de regrouper les cultivars sur la base de la composition chimique de la feuille diagnostique en utilisant une classification non supervisée. Ce regroupement a permis de montrer que les cultivars étudiés sont associés à une composition ionomique spécifique. Ensuite, dans une perspective de prédiction de catégories de rendement en fonction de la composition foliaire, les algorithmes des k plus proches voisins (KNN), des forêts aléatoires (RF) et des machines à vecteurs de supports(SVM) ont montré un potentiel de diagnostic acceptable, avec une précision de 70 %,pour détecter un déséquilibre nutritionnel en cours de saison. Enfin, le vecteur de perturbation de l’espace de composition d’Aitchison pourrait être un bon indicateur pour détecter la présence et l’ampleur d’un déséquilibre nutritionnel en cours de saison. Dans la deuxième partie, les modèles d’autoapprentissage utilisant les algorithmes des KNN,des RF, des réseaux neuronaux (NN) et des processus gaussiens (PG), ont prédit le rendement et le poids spécifique en fonction des conditions expérimentales de façon pratiquement similaire avec des coefficients de détermination (R²) supérieurs à celui du modèle de Mitscherlich. Les R² étaient de 0,52 pour les KNN, de 0,59 pour les RF, de 0,49 pour les NN, de 0,58 pour les PG et de 0,37 pour le modèle de Mitscherlich. Les R² des modèles de prédiction de la balance des tubercules de taille moyenne (R² = 0,60 –0,69) et du poids spécifique (R² = 0,58 – 0,67) étaient plus élevés comparés aux R² de la balance des tubercules de grande taille (R² = 0,55 – 0,64) et du rendement vendable. Des dissemblances importantes sont apparues entre les modèles dans le rendu des courbes de réponse et la prédiction des doses agroéconomiques optimales de N, P et K. C'est prédictions étaient spécifiques au site. Les processus gaussiens étaient plus appropriés en raison de leur capacité d’élaborer des surfaces de réponse lisses et des recommandations probabilistes. / High-value crops, like potato (Solanum tuberosumL.), are good candidates for the adoption of Precision Agriculture because of the high cost of inputs.The large amount of potato fertilizers requirement makes it economically and environmentally important for producers to determinate site-specific fertilizers dosages. Crop performance responses to fertilizer inputs have yet been modeled using simple functions like quadratic, linear-plateau or Mitscherlich. Even though they should only be used to describe experimental data, such models are used to predict optimal fertilizer doses considering the cost of the fertilizer and crop sales. As large amounts of data are being assembled in repeated observational data sets, machine learning models can become useful to predict and detect patterns in data without hardly presuming how a response curve should behave.This project generated models recommending optimal economic doses of nitrogen (N), phosphorus (P) and potassium (K) for potato crops using machine learning techniques. We assessed the validity of cultivar grouping as new predictive feature, and predicted potato tuber yields using foliar ionomes. A density-based clustering algorithm (dbscan) failed to delineate groups of high-yield cultivars linked to specific cultivar ionomic composition. Algorithms of k-nearest neighbors (KNN), random forests (RF) and support vector machines (SVM) showed a fair diagnostic potential to detect in-season nutritional imbalance, with practically similar accuracy of 70%. The perturbation vector of Aitchison compositional space appeared a good indicator indetecting the presence and magnitude of a nutritional imbalance. Moreover, machine-learning models using KNN, RF, neural networks (NN) and Gaussian processes (GP) algorithms returned almost similar coefficients of determination (R²) superior to that of the Mitscherlich model. The R² values were 0.52, 0.59, 0.49 and 0.58 respectively for the KNN, RF, ANN,and GP, and 0.37 with the Mitscherlich model to predict marketable yield.The models were somewhat more efficient to predict medium-size tubers (R²= 0.60–0.69) and tuber specific gravity (R²= 0.58–0.67) than large-size tubers (R²= 0.55–0.64) and marketable yield. Disagreements appeared between models in site-specific response curves and optimal economic or agronomic N, P, and K doses prediction. However, GP models stood up as the most promising algorithm due to its built-in ability to develop smooth response surfaces and recommendations within a probabilistic risk-assessment framework.

Les matières résiduelles fertilisantes (MRF) sont de plus en plus valorisées en agriculture grâce à leur impact positif sur le rendement et sur la fertilité des sols. Notre étude vise à examiner l'impact de l'application de résidus municipaux, de digestats, de cendres et de frass sur le rendement du ray-grass et son équilibre nutritif. Menée en conditions contrôlées en serre, l'expérience a impliqué 76 MRF et deux types de sol à teneur faible en phosphore : un sol argileux de texture fine G1 et un sol sableux de texture grossière G3. L'analyse statistique a révélé un effet significatif de l'application des digestats, des frass et des biosolides municipaux sur le rendement et l'équilibre nutritionnel du ray-grass. Les digestats et les frass ont enregistré respectivement les rendements les plus élevés pour les deux types de sol comparé aux témoins, soit 39 172 kg/ha et 38 802 kg/ha dans le sol argileux et 44 798 kg/ha et 41 883 kg/ha dans le sol sableux. L'approche de Diagnostic Nutritif Compositionnel (CND), basée sur un simplex de neuf éléments essentiels, a classé les MRF étudiées dans ce mémoire en trois groupes de performance en fonction des deux rendements critiques déterminés de 32 459 et 39 624 kg/ha et de deux valeur critiques de déséquilibre nutritif CND-r² de 7,8 et 10. Globalement, les digestats et les frass ont contribué à un meilleur équilibre nutritif entre les neuf éléments essentiels, indiquant leur efficacité dans l'amélioration de la productivité du ray-grass. / Fertilizing residual materials (FRMs) are increasingly valued in agriculture due to their positive impact on crop yield and soil fertility. This study aims to assess the impact of the application of municipal residues, digestates, ashes, and frass on ryegrass yield and its nutrient balance. Conducted under controlled greenhouse conditions, the experiment involved 76 FRMs and two soil types with low phosphorus content: a fine-textured clay soil (G1) and a coarse-textured sandy soil (G3). Statistical analysis revealed a significant effect of the application of digestates, frass, and municipal biosolids on the yield and nutritional balance of ryegrass. Digestates and frass recorded the highest yields in both soil types compared to the controls, with 39 172 kg/ha and 38 802 kg/ha in clay soil and 44 798 kg/ha and 41 883 kg/ha in sandy soil, respectively. The Compositional Nutrient Diagnosis (CND) approach, based on a simplex of nine essential elements, classified the FRMs studied in this thesis into three performance groups according to two critical yields determined at 32 459 and 39 624 kg/ha and two critical values of nutrient imbalance (CND-r²) at 7,8 and 10. Overall, digestates and frass contributed to a better nutrient balance among the nine essential elements, indicating their effectiveness in improving ryegrass productivity. Keywords: digestates, frass, municipal biosolids, pond biosolids,

Les recommandations d'engrais dans la production de canneberge sont guidées par les analyses foliaires et de sols. Cependant, les intervalles critiques de concentrations utilisés à des fins de diagnostic sont biaisés par les interactions entre les éléments nutritifs et l'âge physiologique de la plante. L'utilisation des ratios logarithmiques isométriques (ilr) pour l'analyse des données compositionnelles peut éviter les biais relatifs aux interactions. L'objectif de ce mémoire est de développer des normes nutritives foliaires non biaisées pour la canneberge à haut rendement au Québec en utilisant la méthode des balances nutritives (ilr). Des essais de fertilisation ont été conduits pendant deux années consécutives avec des traitements variés de N, P, K, Mg, Cu, B sur quatre sites de production de canneberge dans la région Centre-du-Québec. Les tissus foliaires ont été analysés pour leur concentration en N, P, K, Mg, Ca, B, Cu, Mn, Fe et Zn. Les données ont été jumelées aux données des analyses foliaires de six essais de P réalisés par Marchand et al. (2013) entre 2001 et 2003 dans la même région et sur le même cultivar « Stevens ». Les résultats des analyses foliaires ont été transformés en balances nutritives entre composantes ou groupes de composantes, puis partitionnés selon la procédure Cate-Nelson et des arbres de classification. Des intervalles de balances nutritives de référence, ainsi que des intervalles de concentration en soutien, ont été calculés pour la canneberge à haut rendement (> 35 Mg ha-1). Les spécimens à faible rendement ont montré des concentrations en K et en Mg plus faibles, ce qui peut expliquer le déséquilibre des balances [Ca

« Thèse en cotutelle : Université Laval, Québec, Canada, et Université de Bordeaux, Talence, France » / L'orge de printemps (*Hordeum vulgare* L.) et la fléole des prés (*Phleum pratense* L.) sont des cultures de première importance économique pour la province du Québec et d'autres régions au climat continental froid et humide (Amérique du Nord, les pays nordiques...). Les modèles sol-culture sont des outils puissants capables de calculer de nombreuses variables d'intérêt agronomique et environnemental. Ils sont conçus pour simuler les interactions complexes entre les cultures, l'eau et l'azote (N) du sol dans le continuum sol-plante-atmosphère. Entre autres modèles, STICS (Simulateur mulTIdisciplinaire pour les Cultures Standard) est un modèle sol-culture basé sur les processus, qui a été développé initialement pour des conditions agropédoclimatiques des régions tempérées. Cependant, étant un modèle générique, il est possible de l'adapter aux conditions d'autres agrosystèmes. Les objectifs de cette thèse étaient d'analyser et d'élargir le domaine d'application de STICS aux deux cultures susmentionnées, cultivées dans des conditions agropédoclimatiques de la province du Québec et d'évaluer ses performances prédictives par des simulations à long terme. Cette thèse est une contribution à l'étude de la généricité de STICS pour des agrosystèmes québécois. Outre le contexte climatique, l'originalité de ce travail porte sur les cultures étudiées, orge de printemps et fléole des prés, et le nombre d'années successives de simulations en continu (sans réinitialisation annuelle). Les performances prédictives de STICS ont été analysées pour la production de biomasse aérienne annuelle, sa teneur en N et la quantité de N exporté pour i) une monoculture d'orge de printemps de 31 ans cultivée avec deux modes de travail du sol et fertilisée avec deux sources de N différentes (engrais azoté minéral et fumier liquide de vaches laitières) ; et ii) une prairie de fléole des prés de 8 ans, fertilisée chaque année avec quatre doses d'engrais azoté minéral (0, 60, 120, 180 kg N ha⁻¹). Nous avons utilisé les bases de données de deux dispositifs expérimentaux au champ d'Agriculture et Agroalimentaire Canada. Pour la monoculture d'orge, la procédure de calibration de STICS a nécessité l'ajustement des paramètres de cultivar en particulier, confirmant ainsi la généricité de la plupart des paramètres des plantes définis dans STICS. Les valeurs simulées sur une période de 31 ans se sont révélées être correctement en accord avec les valeurs observées des variables d'intérêt pour les différents traitements, mais avec une plus grande dispersion pour la nutrition azotée. Les résultats de la simulation des attributs de la production végétale au moment de la récolte étaient plus précis pour les années où les précipitations étaient proches de la normale. Pour la prairie de fléole des prés suivie pendant 8 ans, la correspondance entre les valeurs observées et simulées était satisfaisante pour la première coupe effectuée au printemps. STICS a correctement simulé l'effet positif de la dose de fertilisation azotée sur la production de biomasse et la nutrition azotée des plantes. Néanmoins, les valeurs des variables étaient surestimées par le modèle en l'absence de fertilisation azotée, impliquant une carence excessive en N au fil du temps. Si l'on excepte cette situation très particulière, non représentative des pratiques agronomiques, les performances de STICS sont donc satisfaisantes dans le contexte des deux essais au champ étudiés. De plus, STICS a bien reproduit la tendance à la baisse de la productivité de la fléole des prés observée en fonction de l'âge de la prairie. Les résultats ont montré que cette baisse de rendement au fil du temps est fortement corrélée à la réduction de la réserve métabolique dans les organes de réserve. En conclusion, ce travail de thèse a montré l'applicabilité et la fiabilité du modèle STICS pour la simulation sur le long terme de la production de biomasse et de la nutrition azotée d'orge de printemps et de la fléole des prés dans des conditions agropédoclimatiques de la province de Québec. / Spring barley (*Hordeum vulgare* L.) and timothy (*Phleum pratense* L.) are crops of prime economic importance for the province of Quebec and other regions with cold and humid continental climate (e.g. north America, Nordic countries). Soil-crop models are powerful tools for calculating, a wide range of agronomic and environmental variables They are designed to simulate the complex interactions between crops, water, and soil nitrogen (N) in the soil-plant-atmosphere continuum. Among the existing models, STICS (*Simulateur mulTIdisciplinaire pour les Cultures Standard*) is a process-based soil-crop model initially developed for temperate agropedoclimatic conditions. However, it can be adapted to other agrosystem conditions. The objectives of this thesis were to analyze and extend the scope of application of STICS to the two aforementioned crops grown under agropedoclimatic conditions in the province of Quebec. Furthermore, this study aims to evaluate the model's predictive performance on long-term simulations. This thesis is a contribution to the study of the genericity of STICS for the Quebec agrosystems. In addition to the climatic context, the originality of this work lies in the crops studied - spring barley and timothy - and the number of successive years of continuous simulations (without annual reinitialization). The predictive performances of STICS were analyzed for aboveground biomass production, N content and N export for i) 31-year spring barley monoculture grown under two tillage systems and fertilized with two N sources (mineral N and liquid dairy manure); and ii) 8- year timothy grassland, fertilized each year with four application N rates (0, 60, 120, 180 kg N ha⁻¹). To achieve our goals, we used databases from two experimental field trials conducted by Agriculture and Agri-Food Canada. For the barley monoculture, the STICS calibration procedure particularly required the adjustment of cultivar parameters, thus confirming the genericity of most plant parameters defined in STICS. The results show that there is a good agreement between observed and predicted variables of interest with the various tillage systems and N sources during the 31 successive barley cropping years, but with greater dispersion for the N nutrition. Predictions of crop attributes were more accurate in years with rainfall close to the long-term average. For timothy grassland grown over 8 years, the agreement between observed and predicted values was satisfactory for the first harvest. STICS correctly simulated the positive effect of the N application rates on biomass production and plant N nutrition. Nevertheless, the predicted values were overestimated by the model in the absence of N fertilization, implying an excessive N deficiency over time. Except for this very specific situation, which is not representative of agronomic practices, STICS performed satisfactorily in the context of the two field experiments studied. In addition, STICS reproduced well the decreasing trend in timothy productivity observed with the age of the sward. The results showed that this decrease in yield over time is strongly correlated with the reduction in metabolic reserve in the perennial organs. In conclusion, this thesis has demonstrated the applicability and reliability of the STICS model for the long-term simulation of biomass production and N nutrition of spring barley and timothy under agropedoclimatic conditions in the province of Quebec.

Titre de l'écran-titre (visionné le 5 juin 2023) / Les déjections animales (fumiers et lisiers) contiennent des agents pathogènes et non pathogènes, incluant des bactéries ainsi que des gènes de résistance aux antibiotiques (GRAs), pouvant être émis dans l'air (bioaérosols) lors de leur épandage au sol. Les objectifs du présent projet étaient d'évaluer l'émission de bioaérosols pendant l'épandage de différents fumiers et de lisiers ainsi que l'impact des équipements servant à l'épandage (déflecteurs, barre d'aspersion, épandeur à batteur horizontal) sur les taux d'émissions dans l'air de bactéries, de gènes de résistance aux antibiotiques, de particules de poussières et d'indicateurs fécaux (Escherichia coli, Enterococcus, Archaea, phage vB_AviM_AVP d'Aerococcus viridans). Trois types de déjections animales (fumier de bovins, fumier de poules pondeuses, lisiers de porcs) ont été dispersés à l'aide de divers épandeurs dans un tunnel de vent, soit un environnement clos permettant de contrôler la vitesse de l'air. Les bactéries totales, les bactéries servant d'indicateurs fécaux, les GRAs et les particules de poussières ont été prélevés dans l'air à trois reprises (avant, pendant et suite aux activités d'épandage) en aval du tunnel de vent à l'aide d'échantillonneurs d'air à haut débit et de compteurs de particules. Les bactéries totales, les bactéries servant d'indicateurs fécaux et les GRAs ont par la suite été quantifiés par PCR dans les échantillons d'air et de fumiers/lisiers. Les plus importants taux d'émission dans l'air pour les bactéries totales (10¹⁰ copies du gène d'ARNr16S/kg de déjection épandue), les Archaea (10⁶ copies [du gène d'ARNr] 16S/kg de déjection épandue), Enterococcus (10⁴ copies 16S /kg de déjection épandue), et E. coli (10³ copies 16S /kg de déjection épandue) ont été observés lors de l'épandage de fumiers de poulets, comparativement à ceux mesurés lors de l'épandage de fumiers de bovins ou de lisiers de porcs à l'aide d'un déflecteur ou de barres d'aspersion. Alors que les gènes de résistance aux aminoglycosides ont été retrouvés en concentrations plus importantes dans les fumiers bovins et de poulets (10⁶ copies 16S/kg, 10⁴ copies/kg dans les lisiers de porcs), les taux d'émission dans l'air pour ces GRAs ont été plus élevés lors de l'épandage des fumiers de bovins et des lisiers de porcs à l'aide de barres d'aspersion (10⁷ copies 16S/kg de déjection épandue). Pour la plupart des fractions de particules, aucune différence significative n'a été observée entre les concentrations de particules de poussières mesurées avant, pendant et suite aux activités d'épandage de fumiers ou de lisiers. L'épandage de fumiers et lisiers est une source significative de bioaérosols, incluant des gènes de résistance aux antibiotiques. Différents fumiers/lisiers d'animaux d'élevage et épandeurs ont eu un impact significatif sur les taux d'émission dans l'air de bactéries totales, des indicateurs fécaux (Enterococcus, E. coli, and Archaea) et de GRAs. Il est donc nécessaire de développer des technologies et des stratégies pour limiter de possibles effets de l'épandage des fumiers/lisiers sur la santé humaine et d'étudier l'impact de ces activités dans le risque d'exposition humaine et animale. / Animal manure can contain several pathogenic or non-pathogenic microorganisms (including bacteria and their antibiotic resistance genes) that can be emitted to the air (bioaerosols) during manure spreading on the ground. The objectives of the project were to quantify bioaerosols emission rates during manure spreading and to examine the impact of various forms of manure and methods of spreading (splash plate, dribble bar and horizon beater) on bacterial emissions and associated antibiotic resistance genes. Further, emission of dust particles, and the presence of fecal indicators such as E. coli, Enterococcus sp., Archaea, and Aerococcus phage were also monitored. In this study, a greenhouse was used to spread manure in a confined environment allowing to control air velocity. Three types of manure (solid beef cow manure, poultry litter, and liquid pig slurry) were spread using different types of spreaders. Air samples were collected in the down wind of the greenhouse, in different temporal (before, during, and after spreading) scales using high-volume air samplers. Total bacteria concentration, bacterial fecal indicators, and ARGs content in sampled air and in manure were then estimated by qPCR. Overall, the highest emission rates of total bacteria (10¹⁰ 16S [rRNA gene] copies/kg manure), Archaea (10⁶ 16S [rRNA gene] copies/kg manure), Enterococcus (10⁴ 16S [rRNA gene] copies/kg manure), and E. coli (16S [rRNA gene] copies/kg manure) emissions were observed in poultry manure, with cow manure, pig slurry with splash plate, and pig slurry with dribble bar following closely behind. The emission rates of airborne aminoglycoside resistance genes were higher during cow manure (10⁶ gene copies/kg manure spread) spreading, and pig slurry w/dribble bar (10⁷ gene copies/kg manure spread) spreading. Further, aminoglycoside was the most abundant for cow and poultry (10⁶ gene copies/kg) followed by pig slurry (10⁴ gene copies/kg). Additionally, there were significant differences in particulate matter concentrations before, during, and after the spreading of manure for most particle sizes. Manure spreading represents a significant source of bioaerosols, including antibiotic resistance genes. Different types of manure and spreaders significantly varied in their emission rates of airborne total bacteria, Enterococcus, E. coli, and Archaea. Moreover, manure application is essential to minimize particulate matter emissions and reduce potential health risks and study the impact of spreading activities on human and animal exposure risk.

La chicouté présente des rendements fruitiers faibles et variables possiblement liés à l’oligotrophie des tourbières ombrotrophes où elle croît. Deux techniques de fertilisation furent donc testées dans deux tourbières naturelles, en Basse-Côte-Nord (Québec). Un engrais organo-minéral (farines de crabe et de poisson, muriate de potassium) a été appliqué au sol annuellement pendant trois ans. Des applications foliaires de bore et de cuivre ont été effectuées la troisième année. Les engrais n’ont eu aucun impact sur la croissance et la productivité de la chicouté et l’engrais organo-minéral s’est très peu minéralisé et dispersé dans le sol. La capacité de minéralisation d’autres engrais organiques en tourbière ombrotrophe devra donc être testée. Le bore et le cuivre sont relativement abondants dans les fruits et pourraient limiter la production fruitière, mais de nouveaux essais seront nécessaires pour le confirmer. En conclusion, davantage d’informations sur les besoins nutritifs de la chicouté seront nécessaires pour sélectionner les engrais appropriés. / Cloudberry present low and variable fruit yields that are probably explained by the oligotrophy of the ombrotrophic peatlands where it grows. Two different fertilization techniques were tested in two natural bogs of the Quebec Lower-North-Shore. An organo-mineral fertilizer (crab and fish meal, potassium chloride) was applied annually in soil for three years. Foliar applications of boron and copper were tested during the third year. The fertilizers had no effect on cloudberry growth and productivity and the organo-mineral fertilizer hardly mineralized and dispersed in the soil. Mineralization capacity of other organic fertilizers in natural peatlands should thus be tested. Boron and copper are abundant in the fruits and are likely limiting fruit production, but new trials are needed to confirm it. In conclusion, more information on the nutrient requirements of cloudberry is needed to select suitable fertilizers.

La stabilité biologique des amendements et des engrais organiques (AEO) peut affecter le potentiel de minéralisation de l'azote. Leur résistance au changement brusque de pH influence leur devenir dans un milieu acide ou basique. Le C organique (Corg) stable et le pouvoir tampon (PT) sont donc des propriétés déterminantes pour une utilisation rationnelle des amendements et des engrais organiques (AEO), plus particulièrement dans la formulation des engrais organo-minéraux. Certains indices de Corg stable peuvent être acquis d'une façon relativement rapide, tandis que d'autres exigent des incubations de longue durée pour les obtenir. La présente étude visait à (i) à établir un lien entre une sélection d'indices de Corg stable, (ii) à déterminer les indices de stabilité du Corg les plus reliés au potentiel de minéralisation de l'azote, (iii) à développer une expression intégrale du pouvoir tampon applicable à des courbes de titrage d'allure variable et (iv) à déterminer les cations acides et basiques les mieux reliés au pouvoir tampon. Trente AEO représentatifs de ceux qui sont couramment utilisés au Québec (Canada) ont été testés. Six indices de Corg stable ont été déterminés: le degré d'humification déterminé par spectrofluorimétrie (DH), le rapport entre l'absorbance à 600 nm et la concentration en C organique de la même solution (A6C), le logarithme du rapport entre les absorbances à 400 nm et à 600 nm (AlogK), l'indice pyrophosphate (IP), ainsi que l'indice de stabilité biologique (ISB) et la fraction de carbone résiduel (FCR) estimés à l'aide des fractions organiques des AEO et des coefficients obtenus de la littérature. Douze AEO de stabilité différente ont été ensuite incubés dans 2 sols de texture différente pour évaluer leur potentiel de minéralisation de l'azote organique. L'analyse statistique a donné les meilleures relations linéaires entre DH, A6C et ISB (R2 ~ 0,97, 0,99 et 0,96, respectivement) et a montré que le potentiel de minéralisation de l'azote était mieux corrélé à ces indices de Corg stable (r = -0,86 à -0,90) qu'au rapport C/N (r = -0,63 et -0,68). En admettant que quand l'ISB tend vers zéro, le potentiel de minéralisation de l'azote devrait tendre vers le maximum (1000 g N kg"1 N organique), on a observé que l'A6C était peu fiable pour prédire le potentiel de minéralisation de l'azote des AEO peu humifiés. L'analyse de regroupement des 30 AEO en 3 groupes de stabilité biologique faible, moyenne, et élevée en fonction de PISB a permis d'établir la séparation médiane à 56% et à 79%, respectivement. On en a conclu que le DH, PA6C et PISB pouvaient être utilisés de façon interchangeable pour prédire la stabilité du C organique des AEO. En revanche, parmi les indices de stabilité du Corg testés et dont l'acquisition est relativement rapide, le DH serait préférable pour prédire la stabilité du Corg et le potentiel de minéralisation de l'azote des AEO. Les AEO dont la stabilité biologique est élevée devraient être considérés comme des amendements humigènes, tandis que ceux dont la stabilité biologique est faible serviraient plutôt d'engrais organiques. Ces derniers seraient propices à entrer dans les formulations d'engrais organo-minéraux, puisqu'il faut que les éléments nutritifs qu'ils contiennent soient disponibles aux plantes au cours de la saison culturale. Outre la stabilité biologique, le pouvoir tampon est important pour la prescription d'AEO à combiner avec des engrais minéraux acidifiants ou alcalifiants pour la formulation d'engrais organo-minéraux. Trois expressions de détermination du pouvoir tampon ont été testées: deux issues de la littérature (linéaire et ponctuelle) et une expression intégrale développée dans cette étude. Le pouvoir tampon ainsi obtenu a été relié à l'acidité et à l'alcalinité des AEO par analyse de régression linéaire multiple. L'expression intégrale était applicable à des courbes de titrage d'allure variable et elle permettait de définir un pouvoir tampon global incluant à la fois les traitements acides et basiques. En moyenne, la quantité d'acide nécessaire pour une variation d'une unité de pH était plus élevée que celle de la base, respectivement 34,9 cmol H4 " kg"1 pH"1 et 20,7 cmol OH" kg"1 pH"1 dans le cas de l'expression linéaire du pouvoir tampon. Le PT à l'acidité (PTH+) obtenu avec l'expression intégrale était le plus relié, d'une part, à l'acidité totale échangeable et à l'alcalinité potentielle (R2 = 0,73) et, d'autre part, aux cations acides et basiques (R2 = 0,78). Par rapport à l'eau déminéralisée (référence) dont le PTH+ est de 0%, la séparation médiane obtenue suite à l'analyse de regroupement des 30 AEO en 3 classes de PTH+ faible, moyen et élevé (expression intégrale) était respectivement de 58% et de 73%. Dix-neuf des 30 AEO avaient un PTH+ élevé. En conclusion, (i) l'expression intégrale était plus applicable à des courbes de titrage d'allure variable que les expressions linéaire et ponctuelle, (ii) le pouvoir tampon global est important pour la formulation des engrais organo-minéraux incluant à la fois des engrais acides et basiques, (iii) les AEO dont le PTH+ est élevé seraient plus propices à entrer dans des formulations d'engrais organo-minéraux incluant des engrais minéraux acides, et (iv) le PTH+ selon l'expression intégrale pourrait être estimé à l'aide de la teneur en Ca (total et échangeable) et du pHcaci2 (CaCk 0,01 mol L"1 ); des données que l'on peut facilement obtenir dans les rapports d'analyses courantes des AEO, permettant en conséquence de faire des économies de ressources.

Le Québec produit 87 % des laitues et 38 % des oignons au Canada, essentiellement en sols organiques, mais la fertilisation azotée de ces cultures maraîchères est difficile à maîtriser. Les apports inadéquats en azote, peuvent générer de déséquilibres nutritionnels chez les plantes et augmenter les risques de contamination des eaux de surface et souterraines. Notre but est d’élaborer des modèles de diagnostic nutritif et des recommandations en N pour la laitue et l’oignon selon les teneurs en C et N disponibles dans le sol et des balances entre les macroéléments dans les tissus foliaires. Vingt-quatre et treize essais de fertilisation azotée de la laitue et de l’oignon, respectivement, ont été menés de 2002 à 2006 dans les sols organiques du sud-ouest du Québec. Chaque culture a reçu quatre doses de N de zéro à 150-180 kg N ha-1 appliquées avant le semis ou fractionnées. Les résultats des analyses C et N des sols et N, P, K, Ca et Mg foliaires ont été transformés en log ratios isométriques (ILRs) pour tenir compte des interactions entre les éléments et combiner en une valeur de remplissage (Fv) les autres composantes des cendres telles que, oligoéléments, S, O et H. Les ILRs sont orthogonaux les uns par rapport aux autres, et donc, une distance multivariée comme celle de Mahalanobis (M^2) peut être calculée par rapport à une composition de référence. Les ILRs peuvent être étalonnés sur la réponse des cultures en terme de rendements, puis classés en groupes des sols par méta-analyse pour les analyses de sol, et en groupes des «Vrais Négatifs» (VN), «Vrais Positifs» (VP), «Faux Négatifs» (FN) et «Faux Positifs» (FP) par la méthode Cate-Nelson dans le cas des analyses foliaires. Trois groupes de fertilité de sol ont été délimités pour la laitue de part et d’autre des valeurs de M^2 de 1,0 et 5,5, pour la conduite des méta-analyses en utilisant le ratio de réponse comme taille d’effet. Pour l’oignon, deux groupes ont été délimités de part et d’autre de la distance M^2 de 5,5. Un modèle quadratique pour la laitue et un modèle linéaire pour l’oignon ont été élaborés. Les valeurs de M^2 de 8,4 et de 19,6 sont les limites supérieures pour les modèles de recommandations de N pour la laitue et l’oignon, respectivement. Pour ce qui est des analyses foliaires, les groupes précédents permettent d’élaborer des normes d'équilibre des éléments nutritifs à haut rendement pour la laitue et l’oignon, ce qui facilite l'interprétation des interactions entre les éléments à l'aide d'un dendrogramme. Les seuils critiques de rendement étaient 44 Mg ha-1 pour la laitue et 50 Mg ha-1 pour l’oignon. Les distances de Mahalanobis critiques de 3,09 et 3,03 délimitaient l’équilibre du déséquilibre nutritif chez la laitue et l’oignon, respectivement. La technique de transformation de l’ILR a montré une plus grande précision diagnostique que le Système Intégré de Diagnostic et de Recommandation (DRIS), évaluée en 78% pour la laitue et 87% pour l’oignon. La balance [Fv / Quebec produces 87% of lettuces and 38% of onions in Canada, mostly in organic soils, but the nitrogen fertilization of these crops is difficult to manage. Inadequate nitrogen intake regardless of local conditions can generate nutritional imbalances in the plant and increase the risk of contamination of surface and ground waters. Our objective was to develop nutrient diagnostic models and N recommendations for lettuce and onion according to the contents of C and N in the soil and to balances between macronutrients in leaf tissues. Twenty-four and thirteen nitrogen fertilization trials were conducted on lettuce and onion crops, respectively, in organic soils of southwestern Quebec from 2002 to 2006. Every crop received four doses of N from zero to 150-180 kg N ha-1 applied before planting or split-applied. To account for interactions between elements, the results of C and N analyses in soils and N, P, K, Ca and Mg analyses in leaf tissues were completed by a filling value (Fv) to close the compositional vector then transformed into log isometric ratios (ILRs). Because ILRs are orthogonal to each other, a Mahalanobis distance (M^2) can be computed from a reference composition. The ILRs were calibrated against crop response and classified into soil groups by meta-analysis for soil analyses, as "True Negatives" (TN), "True Positives" (TP), "False negatives" (FN) and "False Positives" (FP) specimens by the Cate-Nelson method in the case of foliar analyses. A Mahalanobis distance (M^2) was computed between experimental ILRs and reference ILRs. We delineated three groups of soil fertility for lettuce about M^2 values of 1.0 and 5.5 to conduct meta-analysis using response ratio as effect size. For onion, we delineated two groups about the M^2 value of 5.5. The M^2 values of 8.4 and 19.6 were the upper limits for recommendation models N for lettuce and onion, respectively. We obtained a quadratic model for lettuce and a linear model for onion. Balance standards of nutrients were elaborate at from foliar analyses high yield for lettuce and onion using Cate-Nelson analysis. Nutrient interactions were arranged in a dendrogram. Yield critical thresholds were 44 Mg ha-1 for lettuce and 50 Mg ha-1 for onion. Mahalanobis distances of 3.09 and 3.03 delineated critical balance of imbalance for lettuce and onion, respectively. The ILR transformation technique showed greater diagnostic accuracy than DRIS, evaluated in 78% for lettuce and 87% for onion. Balance [Fv

Reproduction de : Thèse de doctorat : Fonctionnement des écosystèmes et agrosystèmes : Toulouse, INPT : 2007. Reproduction de : Thèse de doctorat : Fonctionnement des écosystèmes et agrosystèmes : Université de sciences agricoles et medecine vétérinaire de Banat Timisoara : 2007. / Thèse soutenue en co-tutelle. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 255 réf.

Thèse--Sc. nat.--Montpellier II, 1982. / Bibliogr. p. 407-442.