La luzerne est l'un des fourrages les plus cultivés au Québec en raison de son bon potentiel de rendement et sa haute qualité nutritionnelle. Cette plante requiert des pratiques agronomiques axées sur le chaulage afin d'optimiser sa croissance et son rendement. L'objectif de cette étude était de déterminer les effets de neuf amendements calciques (CaCO₃ grossier, CaCO₃ moyen, CaCO₃ fin, Ca(OH)₂, chaux mixte 1, chaux mixte 2, chaux mixte 3, anhydrite et un mélange (CaCO₃ grossier et anhydrite)) sur une luzernière en établissement (site 1) et sur une luzernière en entretien (site 2). Des expériences se sont déroulées dans deux champs situées à Saint-Augustin-de-Desmaures (Québec) selon un plan de trois blocs complets randomisés. Les résultats du site 1 montrent que les amendements calciques n'ont aucun effet significatif sur la hauteur des plants, la lecture de l'indice chlorophyllien avec le compteur SPAD-502 et sur le rendement. Pour l'exportation foliaire, le soufre s'est révélé significatif avec un accroissement de 3% avec l'anhydrite et le mélange. Concernant le site 2, l'effet de la chaux mixte 1, s'est révélé significatif sur la hauteur de la luzerne. L'anhydrite, le mélange et la chaux mixte 3 ont montré un effet significatif sur la lecture chlorophyllienne avec SPAD-502 et le rendement. Pour l'exportation foliaire, le soufre s'est révélé significatif avec une augmentation de 13% avec l'anhydrite, le mélange et la chaux mixte 3. L'approche de Diagnostic de Composantes Nutritionnelles (CND) ont permis d'obtenir trois grandes classes de performance agronomique en termes de rendement et de CNDr² : classe hautement performante, performante et classe moins performante. En termes d'équilibre nutritif, nous avons obtenu 3 classes : classe hautement équilibrée, équilibrée et classe déséquilibrée. La présente étude nous a révélé que l'anhydrite, la chaux mixte 3 et le mélange ont un effet sur l'équilibre nutritif de la luzerne. Cette étude pourrait être poursuivie afin de valider les effets à long terme des traitements et de valider le CNDr² des indices de déséquilibre. / Alfalfa is a widely grown forage in Québec due to its good yield potential and high nutritional quality. It requires liming to optimize its growth and yield. The objective of this study was to determine the effects of nine calcium amendments on alfalfa under establishment (site 1) and maintenance (site 2). The calcium amendments used in this study were: coarse CaCO₃, medium CaCO₃, fine CaCO₃, Ca(OH)₂, mixed lime 1, mixed lime 2, mixed lime 3, anhydrite and a mixture of coarse CaCO₃ and anhydrite. The experiments took place in two fields, located in Saint-Augustin-de-Desmaures near Québec City, using three complete randomized blocks. The results from site 1 show that calcium amendments have no significant effects on plant height, SPAD-502 reading and yield. For foliar export, sulfur was found to be significant with an increase of 3% with anhydrite and blending. Regarding site 2, mixed lime 1 had a significant effect on alfalfa growth. Anhydrite, the mixture and mixed lime 3 showed a significant effect on SPAD-502 reading and yield. For foliar export, sulfur was found to be significant with an increase of 13% for anhydrite, mixture and mixed lime 3. The CND approach allowed us to define three major classes of agronomic performance for yield and CNDr²: high performance class, performance class and less efficient class. For nutrient balance, we developed three classes: highly balanced, balanced and unbalanced. The present study showed us that anhydrite, mixed lime 3 and the mixture have an effect on the nutrient balance of alfalfa. Further study could validate the long-term effects of the treatments and the CNDr² of the imbalance indices.

La luzerne est l'un des fourrages les plus cultivés au Québec en raison de son bon potentiel de rendement et sa haute qualité nutritionnelle. Cette plante requiert des pratiques agronomiques axées sur le chaulage afin d'optimiser sa croissance et son rendement. L'objectif de cette étude était de déterminer les effets de neuf amendements calciques (CaCO₃ grossier, CaCO₃ moyen, CaCO₃ fin, Ca(OH)₂, chaux mixte 1, chaux mixte 2, chaux mixte 3, anhydrite et un mélange (CaCO₃ grossier et anhydrite)) sur une luzernière en établissement (site 1) et sur une luzernière en entretien (site 2). Des expériences se sont déroulées dans deux champs situées à Saint-Augustin-de-Desmaures (Québec) selon un plan de trois blocs complets randomisés. Les résultats du site 1 montrent que les amendements calciques n'ont aucun effet significatif sur la hauteur des plants, la lecture de l'indice chlorophyllien avec le compteur SPAD-502 et sur le rendement. Pour l'exportation foliaire, le soufre s'est révélé significatif avec un accroissement de 3% avec l'anhydrite et le mélange. Concernant le site 2, l'effet de la chaux mixte 1, s'est révélé significatif sur la hauteur de la luzerne. L'anhydrite, le mélange et la chaux mixte 3 ont montré un effet significatif sur la lecture chlorophyllienne avec SPAD-502 et le rendement. Pour l'exportation foliaire, le soufre s'est révélé significatif avec une augmentation de 13% avec l'anhydrite, le mélange et la chaux mixte 3. L'approche de Diagnostic de Composantes Nutritionnelles (CND) ont permis d'obtenir trois grandes classes de performance agronomique en termes de rendement et de CNDr² : classe hautement performante, performante et classe moins performante. En termes d'équilibre nutritif, nous avons obtenu 3 classes : classe hautement équilibrée, équilibrée et classe déséquilibrée. La présente étude nous a révélé que l'anhydrite, la chaux mixte 3 et le mélange ont un effet sur l'équilibre nutritif de la luzerne. Cette étude pourrait être poursuivie afin de valider les effets à long terme des traitements et de valider le CNDr² des indices de déséquilibre. / Alfalfa is a widely grown forage in Québec due to its good yield potential and high nutritional quality. It requires liming to optimize its growth and yield. The objective of this study was to determine the effects of nine calcium amendments on alfalfa under establishment (site 1) and maintenance (site 2). The calcium amendments used in this study were: coarse CaCO₃, medium CaCO₃, fine CaCO₃, Ca(OH)₂, mixed lime 1, mixed lime 2, mixed lime 3, anhydrite and a mixture of coarse CaCO₃ and anhydrite. The experiments took place in two fields, located in Saint-Augustin-de-Desmaures near Québec City, using three complete randomized blocks. The results from site 1 show that calcium amendments have no significant effects on plant height, SPAD-502 reading and yield. For foliar export, sulfur was found to be significant with an increase of 3% with anhydrite and blending. Regarding site 2, mixed lime 1 had a significant effect on alfalfa growth. Anhydrite, the mixture and mixed lime 3 showed a significant effect on SPAD-502 reading and yield. For foliar export, sulfur was found to be significant with an increase of 13% for anhydrite, mixture and mixed lime 3. The CND approach allowed us to define three major classes of agronomic performance for yield and CNDr²: high performance class, performance class and less efficient class. For nutrient balance, we developed three classes: highly balanced, balanced and unbalanced. The present study showed us that anhydrite, mixed lime 3 and the mixture have an effect on the nutrient balance of alfalfa. Further study could validate the long-term effects of the treatments and the CNDr² of the imbalance indices.

Au Québec, dans toutes les provinces canadiennes et dans 18 États américains, la méthode de détermination des besoins en chaux des sols agricoles est basée sur l'analyse du pH[indice SMP]. Cependant, cette méthode pose des problèmes de précision par rapport aux sols dont les besoins en chaux sont faibles. Ainsi cette méthode n'est pas trop en phase avec la réalité agronomique d'une majorité de sols du Québec ayant de faibles besoins et entretenus chaque année par des pratiques de chaulage. L'objectif de cette étude était de développer une nouvelle procédure d'évaluation des besoins en chaux basée sur les analyses routinières des sols (pH[indice eau], MO, P[indice M3], K[indice M3], Ca[indice M3], Mg[indice M3], Al[indice M3]) et leur calibration par apprentissage supervisé sur les courbes de titrage de l'acidité des sols. Pour réaliser cette étude, 270 courbes de titrage ont été élaborés à partir d'expériences de laboratoire, ensuite ces courbes ont été paramétrisés et les covariables découlant de cette paramétrisation sont prédits par intelligence artificielle à partir de caractéristiques physico-chimiques de base des sols analysés. Ce projet de recherche a été réalisé de façon à prendre le plus en considération possible la réalité des sols agricoles au Québec, l'échantillonnage a été faite au niveau de 9 régions du Québec. Les résultats obtenus prouvent qu'il est possible de paramétriser une courbe de titration d'un sol et de prédire ses besoins en chaux à partir de ses paramètres physico-chimiques routinières. / In Quebec, in all Canadian provinces and in 18 American states, the method for determining the lime requirements of agricultural soils is based on pHSMP analysis. However, this method poses accuracy problems for soils with low lime requirements. Thus, this method is not in phase with the agronomic reality of a majority of Quebec soils with low needs and maintained each year by liming practices. The objective of this study was to develop a new procedure for evaluating lime requirements based on routine soil analyses (pH[subscript water], MO, PM3, KM3, CaM3, MgM3, AlM3) and their calibration by supervised learning on soil acidity titration curves. To carry out this study, 270 titration curves were elaborated from laboratory experiments, then these curves were parameterized and the covariates resulting from this parameterization are predicted by artificial intelligence from basic physicochemical characteristics of the analyzed soils. This research project was carried out in such a way as to take into account the reality of agricultural soils in Quebec as much as possible. The sampling was done in 9 regions of Quebec. The results obtained prove that it is possible to parameterize a soil titration curve and to predict its lime needs from its routine physico-chemical parameters.

Face à la crise actuelle d'extinction des espèces, la compréhension des mécanismes reliant la biodiversité au fonctionnement des écosystèmes est devenue primordiale. Malgré une réduction des émissions atmosphériques de SO2 et NOx, l'acidification des eaux de surface demeure une cause majeure d'érosion de la biodiversité. Cette situation est préoccupante dans les Vosges, où une restauration par épandages aériens d'amendements a été adoptée comme alternative potentielle. 2 bassin-versants ont ainsi fait l'objet d'apports calco-magnésiens. La proximité d'écosystèmes acidifiés, restaurés et sains offre l'opportunité d'étudier, in situ, les relations biodiversité/fonctionnement. La décomposition de la MO allochtone dont les principaux acteurs sont les hyphomycètes aquatiques et les invertébrés détritivores, représente un processus clé du fonctionnement des cours d'eau de tête de bassin. Une expérience de dégradation de feuilles a été réalisée dans 6 ruisseaux présentant différents degrés d'acidité, avant et après amendement de 2 d'entre eux. Nos résultats montrent que l'acidification affecte la vitesse de dégradation des litières, ainsi que les communautés de détritivores et de décomposeurs, en particulier la diversité des hyphomycètes. L'amélioration chimique d'un ruisseau amendé, s'est rapidement accompagnée d'une recolonisation fongique et d'une restauration fonctionnelle partielle. Une relation entre la richesse en hyphomycètes et les taux de décomposition a été mise en évidence. Leur diversité influencerait ce processus, en augmentant l'appétence des litières pour certains déchiqueteurs. L'hypothèse d'un réseau trophique dépendant de la richesse fongique a été proposée.

Au Québec, pour l'évaluation de la qualité d'un produit chaulant, deux critères de qualité normalisés sont utilisés, soit le pouvoir neutralisant et l'efficacité agronomique (évaluée au moyen de la finesse de mouture), qui sont combinés en un indice global qu'on appelle l'indice de valeur agricole. L'efficacité agronomique (EA) suppose que toutes les particules d'une même taille réagissent de façon similaire. Cependant, les chaux provenant de différentes sources présentent des variations en termes de dureté et de minéralogie. Ces caractéristiques ont un impact sur leur efficacité et leur réactivité chimique. Des méthodes alternatives, telles que le test de réactivité à l'acide citrique et le test de réactivité à l'acide acétique, ont été proposées pour mieux évaluer la qualité de la chaux. Ces méthodes ne sont cependant pas utilisées au Québec. L'objectif principal de cette étude était de créer un indice d'efficacité relative (ER) pour les amendements calciques et calci-magnésiens, en prenant en considération non seulement le pouvoir neutralisant et l'efficacité agronomique évaluée par la finesse de la mouture, mais également d'autres facteurs clés comme la réactivité chimique. Pour ce faire, une approche en deux phases a été adoptée. Durant la phase initiale, des expérimentations en laboratoire ont été conduites sur une sélection représentative d'amendements calciques (chaux) et calci-magnésiens (ACM), afin d'analyser différents paramètres de qualité tels que le pouvoir neutralisant (PN), la granulométrie, la force alcaline (FA) et la réactivité chimique (RC). Dans la seconde phase, une expérience d'incubation sur 28 semaines de sols amendés a été entreprise pour évaluer la réactivité effective des amendements chaulants sélectionnés et pour déterminer leur efficacité relative (ER) par rapport au CaCO₃ pur. Les résultats ont montré que la réactivité et l'efficacité de chaulage varie d'un amendement à l'autre et que le type de sol a un impact significatif sur leur réactivité et sur leur efficacité. Des modèles de régression linéaire multiple ont été développés pour chaque type d'amendement chaulant afin de prédire leur efficacité relative de chaulage (ER) dans différents contextes pédologiques. Les résultats ont souligné l'importance essentielle du pouvoir neutralisant, de la granulométrie et de la réactivité chimique en tant que déterminants majeurs de l'efficacité des amendements calciques (chaux). Pour les amendements calci-magnésiens (ACM), le pouvoir neutralisant, la granulométrie et aussi la force alcaline, sont les éléments clés influençant leur efficacité relative. Cependant, des limites ont été identifiées dans la capacité des modèles à expliquer toute la variabilité de l'efficacité relative des amendements chaulants, suggérant l'existence d'autres facteurs d'influence. En résumé, cette étude met en avant l'importance de ne pas se limiter uniquement au pouvoir neutralisant et à la granulométrie, mais de considérer également d'autres paramètres de qualité pour une évaluation plus complète de l'efficacité des amendements chaulants à corriger l'acidité des sols.

L’objectif général de l’étude est de valoriser deux sites de tourbières résiduelles situés à Lamèque et à La Mousse Acadienne (Nouveau-Brunswick, Canada) pour la production de deux plantes à valeur énergétique, le saule (Salix miyabeana) et l’alpiste roseau (Phalaris arundinacea). Cette réhabilitation est nommée «phyto-aménagement». Par ailleurs, dans un contexte de changements climatiques et d’épuisement des énergies fossiles, le phytoaménagement à base de plantes bioénergétiques présente un intérêt avec l'utilisation de la biomasse agroforestière comme combustible à moindre émission dans les chaudières à biomasse. Les résultats des essais menés en serre sur le sol de la tourbière résiduelle du site Sun Gro indiquent que les doses croissantes de chaux calcique en présence d’une dose d’engrais NPK, ainsi que les doses croissantes d’engrais en présence d’une dose de chaux dolomitique ont un effet significatif sur les paramètres de croissance et de rendements du saule, certaines propriétés édaphiques dont le pH, et les teneurs des métaux Cu, Fe, Mn et Zn sous formes facilement labiles et moyennement labiles dans le sol. Une fraction importante de Cu est liée à la matière organique du sol. Les métaux Fe, Mn et Zn se retrouvent majoritairement fixés par les oxydes du sol. Les essais à petite échelle de saule et d’alpiste roseau cultivés dans les tourbières résiduelles du site La Mousse Acadienne indiquent que ces deux plantes répondent bien à la fertilisation minérale en présence de la chaux dolomitique. En favorisant le développement de la plante, l’apport de l’engrais (NPK) favorise la production de biomasses aériennes ainsi que le prélèvement des cations nutritifs. Les parcelles de saules fertilisées ont fourni un rendement maximum de 6161,6 kg/ha en 16 mois de croissance au moment où les parcelles non fertilisées ont assuré un rendement maximum de 437,0 kg/ha. D’une manière générale, les concentrations des métaux Ca, Mg et Mn sont retrouvées majoritairement dans les parties aériennes des plantes tandis que celles des métaux Al, Cd, Cu, Fe, et Zn sont plus élevées dans les racines. Les concentrations des éléments traces métalliques dans les parties aériennes des plantes sont en deçà des valeurs seuils de toxicité. Les résultats révèlent que le pH du sol est une propriété chimique clé à considérer lors du phyto-aménagement des tourbières résiduelles acides. / The mechanical exploitation of the natural peat bogs produces media called "residual peat bogs" among which the physico-chemical properties, naturally constraining, are degraded. The objective of this study was to evaluate the potential productivity of two energy crops, willow (Salix miyabeana) and the reed canary grass (Phalaris arundinacea), on residual peat bogs situated at Lamèque in New Brunswick (Canada). This type of rehabilitation is named "phyto-management". Moreover, in the climate change context and the depletion of fossil fuels, bioenergy-based phytomanagement is of interest with the use of agroforestry biomass as a lower emission fuel in biomass boilers. The results of glasshouse study conducted on RPB from the site Sun Gro indicated that N-P-K fertilizer and calcitic or dolomitic lime applications have a significant effect on growth and yield parameters of willow as well as on certain edaphic properties such as pH and the content of metallic trace elements (Cu, Fe, Mn, Zn) in the labile and moderately labile fractions. Organic matter matrix is an important binding site for Cu whereas oxide matrix for Fe, Mn and Zn. The small-scale field trials conducted at the Mousse Cannadienne site highlighted that willow and reed canary grass can be grown in the residual peat bogs amended with dolomitic lime and fertlized with complete fertlizer. Fertilizer containing the chemical elements improves growth, uptake of cationic nutrients and productiveness of plants. The fertilized and limed willow plots produced a maximum yield up to 6161.6 kg / ha in 16 months of growth. The limed plots without fertilizer produced 437,0 kg shoot biomass of willow / ha. Generally, the highest concentration of Ca, Mg and Mn is mainly found in the aerial parts of plants whereas those of Al, Cd, Cu, Fe, and Zn are highest in roots. The concentrations of metallic trace elements in shoot plant biomass are below thresholds values of toxicity. The results reveal that the soil pH is a key chemical property to be considered during the phyto-management of acid residual peat bogs.

Les stations d’épuration constituent une voie majeure de dissémination des micropolluants minéraux et organiques dans l’environnement. De nombreux composés émergents ne sont pas totalement éliminés des eaux usées et sont transférés aux boues par sorption du fait de leurs propriétés physico-chimiques. Parmi ces composés, les résidus de médicaments doivent être suivis car ils peuvent avoir des effets indésirables sur les organismes une fois rejetés dans l’environnement. L’épandage des boues stabilisées sur les sols étant le procédé de valorisation le plus employé en France, le choix du traitement des boues en amont, permettant de réduire au maximum la dissémination des micropolluants constitue une question scientifique et technique fondamentale. Dans ce travail, le devenir de micropolluants métalliques (cadmium et cuivre) et de plusieurs médicaments (carbamazépine, ciprofloxacine, sulfaméthoxazole, acide salicylique, ibuprofène, paracétamol, diclofénac, kétoprofène, éconazole, aténolol et propranolol) a été étudié pour différents lots de boues urbaines (avec ou sans traitement par ozonation) et aussi de manière originale sur des boues provenant exclusivement du traitement d’effluents hospitaliers (station de SIPIBEL), au cours de leur traitement (épaississement puis stabilisation par compostage, chaulage ou digestion anaérobie). La méthodologie proposée a reposé sur la mise en relation : d’une part des coefficients de répartition de ces micropolluants entre les fractions soluble et particulaire (Kdsorption) dans la boue après chaque traitement de stabilisation ainsi que de leur potentiel de désorption (Kdésorption) avec d’autre part les propriétés des micropolluants et les caractéristiques des boues (composition biochimique et groupements fonctionnels). Cette mise en relation a abouti, grâce à une analyse statistique de type PLS à la proposition de modèles permettant de prédire les valeurs de Kdsorption et Kdésorption. Il a ainsi pu être démontré que le pH des boues ainsi que les groupements fonctionnels de type phosphorique dans la phase soluble et de type amine/hydroxyle dans la fraction particulaire des boues avaient une influence majeure sur le comportement de sorption des micropolluants organiques, de même que la masse molaire et la solubilité de ces derniers. D’autre part, ce travail a permis de montrer que l’ozonation des boues en amont des traitements de stabilisation s’est avérée efficace car elle a permis d’éliminer huit composés pharmaceutiques sur les onze étudiés. Pour tous les lots de boues, le sulfaméthoxazole a été biodégradé au cours de la digestion anaérobie. Les tests de désorption en batch effectués sur les boues après chaulage et digestion ont montré que les micropolluants dans les boues chaulées ont tendance à être plus facilement relargués qu’après digestion anaérobie. Enfin, l’étude de la disponibilité des micropolluants lors de l’épandage des différents lots de boues urbaines et hospitalières stabilisées sur des colonnes de sol à l’échelle du laboratoire a montré que l’ibuprofène, l’acide salicylique, le diclofénac et le paracétamol étaient les seuls composés détectés dans les phases lixiviées des sols amendés, ce qui traduit une faible mobilité des autres composés dans le sol. / Wastewater treatment plants represent the main transfer pathways for micropollutants to enter the environment. Emerging contaminants are not totally eliminated and are transferred to the sludge by sorption process due to their physico-chemical properties. Among them, pharmaceutical compounds are of a great concern because of their potential adverse effects to ecosystems. As sludge landspreading is the main process of valorization employed in France, the choice of the kind of sludge stabilization treatment able to reduce the amount of micropollutants is crucial. In this work, the fate of trace metallic elements (cadmium and copper) and pharmaceutical compounds (carbamazepine, ciprofloxacin, sulfamethoxazole, salicylic acid, ibuprofen, paracetamol, diclofenac, ketoprofen, econazole, atenolol and propranolol) has been investigated in sludge from different origins: urban (with and without ozone oxidation treatment) and hospital, during their treatment (thickening and stabilization by composting, liming or anaerobic digestion). The methodology developed in this work consisted in connecting the partition coefficients of micropollutants (between the soluble and particulate fractions of sludge, Kdsorption) and their desorption potential (Kdesorption) with micropollutants physico-chemical properties and sludge characteristics (biochemical composition and functional groups). Statistical analysis leads to the determination of models able to predict Kdsorption and Kdesorption. Molecular weight and solubility of pharmaceutical compounds, sludge’s pH, phosphoric functional groups in the soluble phase and amine/hydroxyl groups in the particulate fraction of sludge had the main impact on the sorption behavior. Moreover the oxidation of sludge with ozone before stabilization was efficient to eliminate eight from eleven organic compounds. For all sludge samples, sulfamethoxazole was biodegraded during anaerobic digestion. Batch desorption tests showed that micropollutants were more easily desorbed in limed sludge compared to digested sludge. Finally, the study of micropollutants availability during stabilized urban and hospital sludge landspreading on laboratory soil columns revealed that ibuprofen, salicylic acid, diclofenac and paracetamol were the only compounds present in leachates. This means that the other pharmaceutical compounds exhibited a lower mobility in soil.

Par l’accumulation de rejets miniers, l’exploitation minière altère les écosystèmes terrestres en place. La restauration des sites avec la mise en végétation permet de réinstaurer les services écosystémiques perdus. L’objectif principal de ce projet était de développer différents terreaux de restauration à partir de biochar, de cendre, de matières résiduelles fertilisantes (MRF) et de boue de chaulage pouvant être utilisés sur des rejets miniers et qui supporterait la croissance végétale tout en étant sans danger pour l’environnement et peu couteux. Les intrants ont été caractérisés au plan chimique, physique et biologique et des tests en serre ont été faits avec Alnus incana ssp. rugosa et Calamagrostis canadensis en présence des trois types de rejets d’une mine aurifère. La cendre a un impact important sur le pH et la teneur en Mn des terreaux, tandis que le biochar augmente plutôt la teneur en Fe. Au plan physique, la cendre a tendance à réduire la porosité et la conductivité hydraulique saturée par rapport au biochar. Le mélange de MRF fait toutefois les terreaux les plus poreux et perméables, mais contiennent des concentrations très élevées de P et K. La boue de chaulage fait augmenter la conductivité électrique, la teneur en Ca, Mg et Cu, mais n’influence pas autant les propriétés physiques des terreaux. Après 4 mois de croissance dans 8 terreaux, les aulnes rugueux ayant démontré la meilleure croissance sont ceux ayant poussé dans les terreaux 7 (biochar, MRF et boue de chaulage) et 8 (biochar et boue de chaulage), tandis que les résultats pour Calamagrostis canadensis, dont la germination a été peu élevée, n’ont pas permis de tirer de telles conclusions. Il semble donc que le biochar soit meilleure que la cendre pour la croissance de l’aulne rugueux, mais la boue de chaulage joue aussi un rôle important. / Mining operations produce a large amount of tailings, sludges and acid rocks, changing the environment. Revegetation of residues helps restor ecological services on mining sites. The main objective of this study was to develop low cost, environmentally sound substrates made of biochar, ash, fertilizing residual matter and lime sludge for revegetation of mining wastes. Physical, chemical and biological characterization of the substrates have been completed in addition to bioassays with Alnus incana subsp. rugosa and Calamagrostis canadensis. Ash in the substrates had an impact on pH and Mn content while Fe content was related to biochar. Porosity and saturated hydraulic conductivity were higher in the substrates with biochar in lower with ash. Fertilizing residual matter blend made the more porous and permeable substrates and very high content in P and K. Liming sludge increased electrical conductivity, Ca and Mg contents and did not significantly affect physical properties of substrates. After 4 months of growth in greenhouses, Alders showed the best growth in the substrates 7 (biochar, fertilizing residual matter and liming sludge) and 8 (biochar and liming sludge). Biochar seems better than ash for Alder growth, followed by liming sludge. We cannot conclude for Calamagrostis canadensis because of the lack of data due to its poor germination.

L'objectif principal de ce travail est d'évaluer si l'amendement calco-magnésien de deux bassins versants acidifiés du massif vosgien (un sur grès et un sur granite) engendre des changements de la morphologie des humus, de l'abondance et de la diversité de la mésofaune, de la biomasse fongique, du stockage de carbone dans les horizons organiques 5 et 7 ans après l'amendement. Par ailleurs, nous avons effectué une étude dans des conditions contrôlées de laboratoire en utilisant des microcosmes contenant les horizons organiques du sol provenant de bassins versants acidifiés sur grès et sur granite afin d'évaluer les effets à court terme de l'amendement. Les résultats indiquent que les effets de l'amendement sont beaucoup plus marqués sur le substrat le plus acide. À court terme, sur substrat gréseux, nous observons une diminution de l'abondance de la mésofaune puis une augmentation de celle-ci 5 ans après l'amendement avant de ne montrer plus aucun effet 7 ans après l'épandage. L'effet inverse ou aucun effet n'est par contre observé sur substrat granitique. Le contenu en Ca et Mg de l'horizon OL a augmenté avec l'amendement, mais cet effet n'est également significatif que sur grès. La biomasse fongique du sol n'a pas été affectée par le chaulage, mais est significativement plus élevée sur granite que sur grès. Le chaulage a augmenté l'épaisseur de l'horizon OH sur grès alors qu'il a diminué l'épaisseur de l'horizon OL sur granite, probablement en relation avec les modifications de l'activité biologique (mésofaune ou microorganismes). Enfin, sur substrat gréseux, le stock de carbone de l'humus a augmenté du fait d'un épaississement notable de l'horizon OH avec le chaulage. / The main objective of this work is to assess the consequences of calco-magnesium liming on two acidified forested catchments in Vosges Mountain (sandstone and granite) on humus morphology, abundance and diversity of mesofauna, fungal biomass and carbon storage in organic horizons 5 and 7 years after liming. Moreover, we performed a study to verify under laboratories conditions by using microcosms filled with soil from acidified catchments lying on sandstone and granite in order to study the short-term effect of calco-magnesium liming. During the two field campaigns, we determined calcium and magnesium contents of OL horizon, pH, humus morphology, mesofauna abundance and diversity, fungal biomass, soil carbon storage of organic layers OL, OF and OH.Results indicated that calco-magnesium liming affects studied parameters in different ways according to elapsed time after liming and the geological substrate (sandstone and granite), the more acidic catchment (sandstone) showing the most remarkable reaction. Results of immediate effects of liming showed a decrease of mesofauna abundance and then gradually increasing tendencies in field campaigns after 5 years while no effect after 7 years after liming. The opposite or no effects were observed on granite substrate. Ca and Mg contents in OL horizon increased by liming but this effect were only significant on sandstone substrate. Soil fungal biomass was not affected by liming but was significantly higher on granite substrate than sandstone. Liming increased the OH horizon thickness on sandstone while decreased the OL horizon on granite, under the influence of biological activity (mesofauna vs microorganisms).

Une mauvaise connaissance des propriétés des sols et de leur fonctionnement peut avoir de nombreuses conséquences néfastes sur le rendement et la qualité des récoltes, sur la dégradation des sols et sur une pollution de l’environnement. En raison de l’importance des pratiques agricoles, notre étude s’est focalisée sur leur impact sur la qualité et la santé des sols. La recherche s’est effectuée de novembre 2003 à octobre 2007 sur des vergers de pommiers implantés sur des collines dans le nord-est de la Slovénie. Deux pratiques agricoles fréquentes dans cette région ont été suivies : (i) une irrigation localisée au goutte à goutte sur des Calcaric Cambisol (CALCOSOL) développés sur marnes, et ses effets sur la stabilité structurale des sols et leur biomasse microbienne à la Station expérimentale de Gačnik et (ii) la combinaison d’un engrais organique (Compo guano) et d’un amendement calcaire dans un verger conduit en agriculture biologique à Pohorski dvor sur un District Cambisol (ALOCRISOL) développé sur schistes. La présence de microbes pathogènes fécaux dans le sol, dus à l’irrigation ou à l’apport d’engrais organiques animaux a aussi été recherchée sur les deux sites. Le régime hydrique du sol a été suivi durant deux étés par des relevés tensiométriques hebdomadaires sur les deux sites. A la station expérimentale de Gačnik, un rang irrigué a été comparé à un rang non irrigué. La teneur en matière organique totale, son fractionnement granulométrique et la signature isotopique des différentes fractions permettant de discuter de leur origine et leur turn over ont été mesurés. La biomasse microbienne et son activité ont été caractérisées au printemps et à l’automne en 2004 et 2005. La stabilité structurale a été mesurée selon la méthode de Bartoli à l’automne 2004 et au printemps 2005. Sur le verger conduit en agriculture biologique à Pohorski dvor seul le pH et les paramètres microbiologiques ont été suivis selon la même périodicité en comparant les différents traitements dans une expérimentation par blocs. Enfin, sur les deux sites, une quantification des champignons, des bactéries (aérobies, anaérobies, coliformes fécaux) et des virus présents dans le sol a été réalisée. Incidence de l’irrigation par goutte à goutte sur la qualité du sol sur le site de Gačnik sur la qualité physique du sol- Les sols de ce verger, argilo-limoneux et carbonatés, varient fortement de l’amont à l’aval de la parcelle située sur une pente de 15%. le sol est peu épais à l’amont, la marne altérée apparaissant dès 60 cm tandis qu’à mi-pente et à l’aval le sol est épais >1 m et la marne plus fortement altérée. L’observation des profils pédologiques et l’historique de la parcelle montrent que le sol a été fortement remanié sur les 60 premiers centimètres préalablement à la plantation du verger. Le passage d’une plantation en terrasses à une plantation dans le sens de la pente a conduit à l’effacement des terrasses suivi d’un labour profond dont en voit encore la trace à 60 cm de profondeur à l’aval de la parcelle (Fig. 3.3 & Tab. 3.9). Un échantillonnage systématique de la teneur en carbone organique de l’horizon de surface, selon un pas de 6 m, montre un accroissement selon la pente suivant une forme en zig-zag reflétant la trace des anciennes terrasses (Fig. 3.19). Dans les 30 premiers centimètres la teneur en matières organiques, le rapport C/N et la capacité d’échange cationique augmentent de l’amont vers l’aval tandis la teneur en carbonates de calcium décroît (Fig. 3.15). Le pH reste stable entre 8 et 8, 4. A la surface du sol dans les rangs de plantation traités par désherbage chimique, une croûte alguaire se forme sur le côté ombragé du rang... / Underestimation of soil properties and poor understanding of soil conditions can have many negative consequences, which results in quality or quantity of yield, soil degradation or even environmental pollution. According to importance of agricultural practices, our study focused on their impact on soil quality and health. The research took place from November 2003 to October 2007 in apple orchards in north-eastern Slovenia where two frequent agricultural practices were investigated: (i) drip irrigation on Calcaric Cambisol and its effects on structural stability and microbial biomass at Gačnik experimental station and (ii) combination of organic fertiliser (Campo guano) and liming in organic farming to enhance microbial biomass and nitrogen nutrition at Pohorshi dvor on Dystric Cambisol. The presence of faecal pathogens in the soil due to irrigation or organic fertilizer was also investigated. Water potential was measured during two seasons in both locations. Structural stability according Bartoli method, organic mater characteristics (including grain size organic matter fractionation and isotopic signature of organic carbon origin), and microbiological parameters were analysed as potential indicators of soil quality in irrigation practice comparing an irrigated (IR) to a non-irrigated (NIR) row. In organic farming, mainly pH and microbiological parameters were followed according treatments on an experimental blocks comparison. According to hilly terrain and land levelling in Gačnik, we were dealing with two groups of soil differing in thickness, organic matter, and calcium carbonate contents: one at upslope and another at mid and downslope. Considering soil characteristics, slope effect was more expressed than irrigation effect. According to slope, water gravimetric content (W), organic matter (OM), microbial biomass (MB), and respiration (R) increased towards downslope while total carbonates (Ca) and structural stability (SS) decreased. According to irrigation, W, OM, and SS contents decreased, while MB and R increased from NIR to IR rows. No difference was observed for Ca between treatments. According to slope, higher carbonate content was as an important factor for higher structural stability as organic matter pool. According to irrigation, lower W in IRR row could be explained by modification in root distribution due to drip irrigation. Irrigation leads to an increase of soil microbial biomass and its activity (as a short-time effect) and decrease of OM (as a long-term effect); moreover, a decrease of OM originating from the marl bedrock was observed in IRR row and attributed to microbial mineralization. Lower SS of IRR row is related to the OM reduction. Seasonal variations of structural stability show complex trends resulting from the combination of climatic conditions and biological activity. In organic fertilising study, the interaction of Compo guano and lime together was not clear, but in long term this is probably the best solution because it had positive consequences on both soil pH and available nitrogen, while preserving fair levels of MB and labile organic matter (LOM). Irrigation water and Compo guano were considered as eventual sources of faecal coliforms which remains in soils. From our study it was concluded that OM, MB, R and faecal coliforms can be treated as general useful indicators in assessing soil quality. According to agricultural practice, SS should be emphasized as an important quality indicator in irrigation practice and pH in organic farming.