The effects of managing soil with organic amendments were examined with respect to soil microbial community dynamics, macroaggregate formation, and plant physio-genetic responses. The objective was to examine the possibility of managing soil microbial communities via soil management, such that the microbial community would provide agronomic benefits. In part one of this research, effects of three amendments (hairy vetch residue, manure, compost) on soil chemical and microbial properties were examined relative to formation of large macroaggregates in three different soils. Vetch and manure promoted fungal proliferation (measured via two biomarkers: fatty acid methyl ester 18:2ω6c and ergosterol) and also stimulated the greatest macroaggregate formation. In part two of this research, effects of soil management (same amendments as above, inorganic N fertilization, organic production) on soil chemical and microbial properties were examined relative to the expression of nitrogen assimilation and defense response genes in tomato (Solanum lycopersicum L.). Soil management affected expression of a nitrogen assimilation gene (GS1, glutamine synthetase) and several defense-related genes. The GS1 gene was downregulated with inorganic N fertilization, expression of the pathogenesis-related PR1b gene (which codes for the pathogenesis-related PR1b protein) was increased in plants grown in soil amended with compost, vetch, and N fertilizer, and expression of three other defense-related genes coding for chitinase (ChiB), osmotin (Osm), and β-1,3-glucanase (GluA) were decreased in plants from soil amended with manure and in plants from the organically managed soil. Differential expression of defense-related genes was inversely related to the relative abundance of Gram-negative bacteria. The relative abundance of the 18:1ω7c Gram‑negative bacterial biomarker was greatest in manure treated soil and in organically managed soil (which recieves seasonal manure applications). These treatments also had the lowest expression of ChiB, Osm, and GluA, leading to speculation that manure, through increases in Gram-negative bacteria, may have suppressed populations of soil organisms that induce a defense response in plants, possibly allowing for less-stressed plants. Outcomes of this research may be useful for those interested in developing management strategies for maintaining or improving soil structure as well as those interested in understanding management effects plant physio-genetic responses.

Les biodéchets tels que les boues de stations d’épuration ou les fientes de poules peuvent être utilisés pour l’amendement organique des sols. En Nouvelle-Calédonie, l’accroissement démographique a pour conséquence une augmentation de la production de ces déchets. Aussi, la gestion et le devenir de ces derniers est une problématique majeure pour les collectivités. D’autre part, il existe de nombreux sites dégradés liés à l’activité minière. Il s’agit notamment des sites miniers après exploitation, caractérisés par un substrat ultramafique, auxquels s’ajoutent les zones industrielles.L’objectif de cette thèse cherche à apporter des données sur la valorisation des biodéchets (boues d’épuration et fientes de poules) pour la restauration de sites dégradés. Trois types de site sont sélectionnés : un ferralsol non remanié, un ferralsol remanié par l’activité minière et un site industriel. A partir de ces études indépendantes, nous tenterons de répondre à l’opportunité de revégétaliser un site à partir du stock de graine du sol d’origine ou de végétalisé un site dépourvu de son sol d’origine par plantations. Sur ces 3 sites, il a été suivi les variables biométriques, chimiques des végétaux et les variables chimiques et physico-chimiques des substrats.Les résultats sont, dans l’ensemble, encourageants avec des effets très positifs sur la croissance végétale. La quantité de boue à apporter sera à moduler en fonction des objectifs à obtenir entre production végétale et diversité spécifique. La faible biodisponibilité des ETM du sol semble être favorable à l’épandage de biodéchets sur ces substrats spécifiques pour la réhabilitation des sites dégradés. / Biowaste like biosolids or poultry can be used for organic amendment of soils. In New Caledonia, the demographic development involves an increase in waste production and the management of these ones is highly important for local authorities. On the other hand, there are numerous degraded sites issued from mining activity. In particular mining sites after exploitation, characterized by an ultramafic substratum, and industrial sites The objective of this thesis consists to bring data on biowaste valorization (sewage sludge and poultry) for degraded sites restoration. Three kind of degraded sites are selected: a not-reorganized ferralsol, a ferralsol reorganized by the mining activity and an industrial site. From these independent studies, we try to evaluate the opportunity of revegetalization from the seed bank of the original soil, or vegetalized a site free of original soil by plantations. On these 3 sites, it was followed the biometric, chemical variables of the vegetal species and chemical and physico-chemical variables of the substrata. The results are encouraging, with positive effects on plant growth. The biosolids quantity should be modulating according to the objectives to obtain between plant production and specific diversity. The low bioavailability of the ETM seems to be favorable to the biowaste manuring of these specific substrata for the rehabilitation of the degraded sites.

Physical and chemical properties of non-composted spent coffee (CF) and tea (T) suggest they may have applications as soil amendments for improving poor soils. Studies were conducted to determine 1) the effect of amendments on grass growth and soil properties, 2) the effect of incorporation versus surface application of amendments on soil properties, and 3) the effect of amendment application frequency on grass growth and soil properties. In the first study, amendments were mixed with sand and planted to bermudagrass. Treatments included CF, T, and peat moss (PM) mixed with sand, and 100% sand as a control. In the second study, amendments were topdressed onto a sand base with different timings. Pots were either aerified or not. Treatments included T, CF, PM, and a control. Nutrient contents and soil CEC and OM under CF and T treatments were equivalent to or greater than PM treatments. Tea showed comparable grass cover to the PM treatment, while CF showed an inhibitory effect to grass growth in the first year of the study. Aerification showed no benefit. Additionally, a field study was conducted to evaluate CF and T on surface hardness, VWC, and quality after trafficking. Differences were not observed among treatments.

Diss. (sammanfattning) Uppsala : Sveriges lantbruksuniversitet, 2007. / Härtill 4 uppsatser.

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.

Aux Antilles, dans les plantations de bananes en monoculture mécanisée, l'un des principaux problèmes à résoudre est le contrôle des populations de nématodes phytoparasites. Dans cette thèse, les effets d'apports de différentes matières organiques (MO), brutes ou compostées, sur la régulation biologique des nématodes ont été étudiés, cet effet suppresseur ayant déjà été montré sur d'autres cultures. L'analyse de la littérature sur le sujet montre que les effets d'un apport de MO sur les populations de nématodes phytoparasites et sur leurs dégâts sont complexes et varient fortement en fonction de la nature biochimique du produit et de l'espèce de nématode. Ainsi, les matières organiques qui libèrent beaucoup d'azote minéral en se décomposant favorisent la croissance des racines, ce qui peut augmenter la ressource alimentaire des nématodes phytoparasites et/ou la tolérance des plantes à leurs attaques. La décomposition des matières apportées peut libérer des composés nématotoxiques. Enfin, l'apport de carbone peut entrainer une diversification des communautés de nématodes, une complexification des réseaux trophiques et, par la suite, favoriser la régulation biologique des nématodes phytoparasites par les espèces appartenant aux niveaux trophiques supérieurs et par la microflore. Nous avons, par une étude fine de la structure des communautés de nématodes et le suivi de la croissance des jeunes plants de bananier, cherché à évaluer l'induction de la régulation biologique des nématodes parasites du bananier dans une sole bananière par un apport de MO, au moyen de deux expérimentations en pots conduites pendant 13 semaines. Les MO testées étaient quatre MO brutes et quatre MO compostées. L'expérience sur les MO brutes a montré que trois des quatre MO (bagasse, écumes de sucrerie et déchets verts) ont entrainé une diminution des populations de nématodes parasites dans les racines du bananier, l'intensité de cette régulation dépendant de l'espèce. En revanche, le quatrième type de MO, des boues de station d'épuration, n'a pas permis de diminuer la pression parasitaire. Les différences de croissance des systèmes racinaires n'ont pas été un facteur explicatif des régulations observées et les meilleures conditions de croissance observées n'ont pas réduit les impacts des nématodes phytoparasites sur les racines. Seules les écumes de sucrerie ont entrainé un impact positif global sur la plante, en diminuant la pression parasitaire tout en augmentant sa croissance. La bagasse et les déchets verts, principalement composés de lignines et de cellulose, ont entrainé une modification significative de la structure des communautés de nématodes, avec un fort accroissement des populations de nématodes fongivores et, avec la bagasse, de nématodes carnivores. L'expérience en pot sur les MO compostées a montré que les trois composts commerciaux produits par SITA VERDE (Biogwa, Ecogwa B, Ecogwa D) et l'amendement organique commercial Vegethumus (de Phallipou-Frayssinet) avaient engendré une diminution du parasitisme et que ce contrôle dépendait de l'espèce de nématodes phytoparasites. Dans cet essai, le contrôle des nématodes parasites du bananier est apparu lié à la biomasse racinaire totale des bananiers. L'apport des composts Ecogwa D et Vegethumus a augmenté la taille des populations de nématodes microbivores, mais seul Vegethumus a accru la voie de décomposition fongique. [...] Suite et fin du résumé dans la thèse. / In French West Indies, banana crops are generally managed as an intensive mechanized monoculture, and one of main problems to solve is the control of plant-parasitic nematodes. In this study, the effects of the input of different organic materials, gross or composted, on the biological control of nematodes were investigated. The analyze of the literature showed that the effects of an organic material input on plant-parasitic nematode populations and on their damage on the plant are complex and vary highly according to the biochemical characteristics of the products and the plant-parasitic nematode species. Thus, organic materials that release great amounts of mineral nitrogen during their decomposition promote root growth, which increases the feeding resource for plant-parasitic nematodes and/or plant tolerance to their attacks. Organic material decomposition can also release nematotoxic chemical compounds. Lastly, carbon input can lead to nematode community diversification, soil food web complexification, and, as a result, favoring the biological control of plant-parasitic nematodes by top predators or microflora. We evaluated the induction of the biological control of banana parasitic nematodes by an organic input, using soil nematofauna analyses and measuring the growth of young banana plants. We thus conducted two pot experimentations during 13 weeks. The organic materials tested were four raw and four composted organic materials that were locally available. The raw organic materials trial showed that three amongst the four amendments (sugarcane bagasse, sugarcane refinery sludge and plant residues) led to a decrease of parasitic nematode populations within banana roots, the control efficiency depending on nematode species. In contrast, the fourth type of organic material, sewage sludge, did not induce the decrease of the parasitic pressure. Changes in root growth were not an explanatory factor and the better soil conditions for plant growth did not reduce the impact of plant-parasitic nematode. Only sugarcane refinery sludge engendered overall positive effect on the banana plant, decreasing parasitic pressure and enhancing plant growth. Sugarcane bagasse and plant residues, mainly composed of lignins and cellulose, led to significant changes in nematode community structure, increasing fungivorous nematode populations and, only after bagasse supply, those of carnivorous nematodes. The compost trial showedndment that the three commercial composts produced by SITA Verde (Biogwa, Ecogwa B, Ecogwa D) and the commercial organic amendment Vegethumus (Phallipou-Frayssinet) induced a decrease of plant-parasitic nematode populations and that this control depended on banana parasitic nematode species. In this trial, the control of banana parasitic nematodes was linked to overall biomass of banana root system. The input of Ecogwa D and Vegethumus composts boosted microbivorous nematode populations, but only Vegethumus favored the fungal decomposition pathway. Last and final summary in the thesis.

El alperujo (AL) es uno de los principales residuos agroindustriales que se generan actualmente en España. Su tratamiento mediante compostaje ha demostrado ser suficientemente viable para su revalorización y utilización agrícola, conduciendo a la producción de composts ricos en materia orgánica humificada de clara naturaleza lignocelulósica, que pueden constituir una excelente materia prima para la producción industrial de abonos orgánicos y órgano-minerales de calidad. En el presente trabajo se ha estudiado a escala pre-industrial la viabilidad del compostaje de AL demostrando que con este proceso se pueden llegar a obtener cerca de 20 categorías de abonos y enmiendas orgánicas comerciales tanto en sus formas sólidas como líquidas de acuerdo con la legislación vigente (Real Decreto 824/2005).