L'utilisation des fertilisants azotés et des herbicides de synthèse est aujourd'hui nécessaire pour assurer la productivité des systèmes de culture et répondre à la demande alimentaire d'une population mondiale en croissance démographique. Cependant, les effets potentiels de ces produits de synthèse sur les propriétés édaphiques et aériennes des agrosystèmes ont été décrits comme dépendants de l'environnement physico-chimique et biologique du sol sur lequel ils sont appliqués. En particulier, il semblerait que les sols non perturbés et sous couverture végétale permanente, caractérisés par des propriétés édaphiques très différenciées des sols gérés sous labour conventionnel, puissent modifier les effets non ciblés de certains herbicides. Plusieurs expérimentations en champ ainsi que deux études en conditions contrôlées ont permis de mettre en évidence que les systèmes gérés en semis-direct sous couverture végétale permanente étaient associés à une augmentation des teneurs en carbone et azote organique, des activités fonctionnelles microbiennes, de l'abondance en spores de champignons mycorhiziens arbusculaires, et de la colonisation racinaire du maïs par les champignons mycorhiziens. Deuxièmement, la fertilisation azotée a induit des effets négatifs sur certains indicateurs biologiques du sol comme l'activité de deshydrogénase alors qu'elle a permis d'augmenter la productivité végétale et la survie de certains parasites aériens des cultures. Troisièmement, le glyphosate, un herbicide total, a augmenté le temps de dégradation des substrats organiques, et n'a pas eu d'effet sur l'activité des champignons mycorhiziens lorsqu'il était appliqué seul ; par contre l'application d'azote en combinaison avec le glyphosate sur un sol fertilisé depuis 6 ans a entraîné une diminution du taux de colonisation du haricot par les champignons mycorhiziens. Les engrais azotés appliqués sur le long terme sont donc capables de modifier les effets non ciblés du glyphosate. Enfin, le S-Metolachlore, un herbicide sélectif, a augmenté la teneur en nitrates des sols cultivés en semis-direct, sans affecter ceux gérés en labour annuel, et a également augmenté la teneur en ammonium des turricules de vers de terre des sols conduits en semis-direct et fertilisés depuis 6 ans. Nous concluons que ce sont essentiellement les combinaisons de pratiques qui sont responsables des effets des herbicides sur les propriétés édaphiques et aériennes dans les agrosystèmes / Nowadays, the use of synthetic nitrogen fertilizers and herbicides is required to ensure cropping systems productivity and meet the demand for food of a growing population. However, the potential effects of these synthetic products on agrosystem’s below- and above-ground properties have been described to be dependent of soil physicochemical and biological characteristics on which they are applied. Especially, it seems that soils under no-till and continuous cover-cropping, characterized by contrasted edaphic properties as compared to soils managed under annual plowing, may change the non-target effects of certain herbicides. Several field experiments, as well as two mesocosm studies, evidenced that cropping systems conducted under no-till with continuous cover-cropping were associated to increased organic carbon and nitrogen contents, microbial functional activities, arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) spore density, and maize root colonization by AMF. Secondly, nitrogen fertilization induced negative effects on soil biological indicators such as dehydrogenase activity while it improved plant productivity and nymph survival of certain above-ground pests. Thirdly, glyphosate, a total herbicide, increased degradation time of organic substrates, while it did not change AMF activity when applied alone. However, the combinaison of glyphosate plus nitrogen fertilization in a soil fertilized over a 6-year period led to a decreased root colonization of bean by AMF. Thus, the long term nitrogen fertilization is capable to change the non-target effects of glyphosate. Finally, S-Metolachlor, a selective herbicide, increased nitrate content of soils subjected to no-till, while those conducted under annual plowing revealed no effect, and increased ammonium content of earthworm casts in soils managed under no-till with nitrogen fertilization for 6 years. We conclude that the effects of herbicides on agrosystem's above- and below-ground properties are mainly due to the combination with other agricultural practices such as nitrogen fertilization

L’objectif de ce travail est d’améliorer la productivité du maïs fourrager (Zea mays L.) dans les sols calcaires tunisiens. En effet dans ces conditions édaphiques la plante se heurte à des problèmes d’ordre nutritionnel limitant l’absorption des 3 éléments essentiels. C’est pourquoi nous voulons mettre au point une nouvelle technologie capable de contourner ces contraintes. En effet la fertilisation par voie foliaire associé à un désherbage de pré émergence serait l’approche la plus logique, capable d’apporter les éléments en fonction des besoins de la plante et de constituer par conséquent une alternative à des apports traditionnels au sol qui présentent un faible coefficient d’efficacité. Pour cela nous voulons : - étudier l’effet de la dose, de la dilution de l’engrais et de son association à un herbicide de post émergence sur la biomasse et l’absorption des éléments nutritifs de la plante et comparer ces effets à ceux d’une application traditionnelle au sol. - Déterminer l’équilibre NPK permettant d’obtenir une croissance optimale de la plante et ceci par le biais d’une expérimentation de type factoriel. - Enfin transposer ce mode de fertilisation en conditions réelles au champ, en intégrant également un désherbage de post émergence. Enfin rechercher et doser, les deux molécules présentes dans l’herbicide, dans deux substrats (le sol et la plante) et étudier leur rétention à court terme : caractérisation des mécanismes d’adsorption et de désorption des deux molécules dans les deux types de sol utilisés. Les résultats obtenus en conditions contrôlées ont mis en évidence le fait que la biomasse de la plante ainsi que la quantité d’éléments exportés par celle-ci sont gouvernées par un effet variétal et un effet dose. De plus certaines associations herbicide-engrais favorisent mieux que d’autres la croissance de la plante ainsi que l’absorption des éléments appliqués. Les résultats de l’expérience de type factoriel ont montré qu’à doses égales, l’effet positif d’un apport foliaire est supérieur à celui de l’engrais apporté au sol. Ces effets positifs sont observés sur les différents paramètres étudiés (biomasse, absorption d’éléments, nutritifs, quantités exportés et coefficients apparents d’utilisation des 3 éléments appliqués). L’utilisation du logiciel SPSS montre que la relation de la biomasse (poids sec) et la quantité d’éléments apportée est de type polynomial. L’équation ainsi obtenue nous a permis de calculer la production de matière sèche et de représenter les différentes surfaces de réponse. Les résultats obtenus en conditions réelles, au champ ont montré également que l’engrais apporté sur le feuillage est le mode de fertilisation le plus efficient. Ces résultats ont montré également que pour tous les traitements, la quantité d’azote exporté par la plante, suit une courbe unimodale avec un maximum situé au prélèvement III, effectué 34 jours après le semis. Par contre les quantités de P et les quantités de K exportés augmentent de façon continue, depuis le prélèvement I (26 jours après le semis) jusqu’à la récolte finale (97 jours après le semis). C’est (l’épi +tige) qui exporte la plus grande quantité (pratiquement le double). Un effet pompe dû au traitement foliaire a été également observé. Cet effet stimule l’absorption des éléments nutritifs par les racines et permet une meilleure valorisation des réserves du sol. En plus le désherbage de post émergence associé à l’engrais a montré une plus grande efficacité à l’égard de la flore adventice présente, en comparaison à l’application de l’herbicide seul ou associé à l’engrais appliqué au sol. Le dosage des deux molécules herbicides en HPLC a montré que les teneurs des 2 molécules dans la plante et dans le sol sont inférieures à la limite de détermination. (les limites de détection et de détermination ont été estimées respectivement à de valeurs de 0,02 et de 0,05 mg/kg de sol). Les coefficients de corrélation des droites d’étalonnage obtenues, sont supérieurs à 0,99 et le pourcentage de recouvrement se situe entre 84 et 104% (intervalle de confiance est de plus ou moins 18%). Les isothermes d’adsorption obtenues dans le cas du 2,4-D sont respectivement de type L avec Kf = 0,9 et n inférieur (sol A) et de type C, avec Kf = 0,8 et n voisin de 1 (sol B). Ces résultas montrent qu’en présence d’un pH (alcalin), la molécule entant qu’acide faible est dissociée. Cette forme est peu retenue par les colloïdes du sol ce qui favorise son transfert ainsi que sa dégradation. La normalisation, du coefficient de distribution Kd, à la teneur en matière organique et à la teneur en carbone organique montre que pour des horizons de 0-30, 30 – 60 et 60 -120 cm, les valeurs de KOM et KOC dans le sol A, restent pratiquement identiques dans les 3 horizons. Par contre dans le sol B ces coefficients sont plus faibles dans l’horizon supérieur (0-30 cm). Par contre les isothermes d’adsorption de la carfentrazone ont mis en évidence l’absence de celle-ci et par conséquent la conversion de molécule en ses métabolites.

L’objectif de ce travail est d’améliorer la productivité du maïs fourrager (Zea mays L.) dans les sols calcaires tunisiens. En effet dans ces conditions édaphiques la plante se heurte à des problèmes d’ordre nutritionnel limitant l’absorption des 3 éléments essentiels.<p>C’est pourquoi nous voulons mettre au point une nouvelle technologie capable de contourner ces contraintes. En effet la fertilisation par voie foliaire associé à un désherbage de pré émergence serait l’approche la plus logique, capable d’apporter les éléments en fonction des besoins de la plante et de constituer par conséquent une alternative à des apports traditionnels au sol qui présentent un faible coefficient d’efficacité.<p>Pour cela nous voulons :<p>- étudier l’effet de la dose, de la dilution de l’engrais et de son association à un herbicide de post émergence sur la biomasse et l’absorption des éléments nutritifs de la plante et comparer ces effets à ceux d’une application traditionnelle au sol.<p>- Déterminer l’équilibre NPK permettant d’obtenir une croissance optimale de la plante et ceci par le biais d’une expérimentation de type factoriel. <p>- Enfin transposer ce mode de fertilisation en conditions réelles au champ, en intégrant également un désherbage de post émergence. <p>Enfin rechercher et doser, les deux molécules présentes dans l’herbicide, dans deux substrats (le sol et la plante) et étudier leur rétention à court terme :caractérisation des mécanismes d’adsorption et de désorption des deux molécules dans les deux types de sol utilisés. <p>Les résultats obtenus en conditions contrôlées ont mis en évidence le fait que la biomasse de la plante ainsi que la quantité d’éléments exportés par celle-ci sont gouvernées par un effet variétal et un effet dose. De plus certaines associations herbicide-engrais favorisent mieux que d’autres la croissance de la plante ainsi que l’absorption des éléments appliqués. <p>Les résultats de l’expérience de type factoriel ont montré qu’à doses égales, l’effet positif d’un apport foliaire est supérieur à celui de l’engrais apporté au sol. Ces effets positifs sont observés sur les différents paramètres étudiés (biomasse, absorption d’éléments, nutritifs, quantités exportés et coefficients apparents d’utilisation des 3 éléments appliqués).<p>L’utilisation du logiciel SPSS montre que la relation de la biomasse (poids sec) et la quantité d’éléments apportée est de type polynomial. L’équation ainsi obtenue nous a permis de calculer la production de matière sèche et de représenter les différentes surfaces de réponse.<p><p>Les résultats obtenus en conditions réelles, au champ ont montré également que l’engrais apporté sur le feuillage est le mode de fertilisation le plus efficient. Ces résultats ont montré également que pour tous les traitements, la quantité d’azote exporté par la plante, suit une courbe unimodale avec un maximum situé au prélèvement III, effectué 34 jours après le semis. Par contre les quantités de P et les quantités de K exportés augmentent de façon continue, depuis le prélèvement I (26 jours après le semis) jusqu’à la récolte finale (97 jours après le semis). C’est (l’épi +tige) qui exporte la plus grande quantité (pratiquement le double). Un effet pompe dû au traitement foliaire a été également observé. Cet effet stimule l’absorption des éléments nutritifs par les racines et permet une meilleure valorisation des réserves du sol. <p>En plus le désherbage de post émergence associé à l’engrais a montré une plus grande efficacité à l’égard de la flore adventice présente, en comparaison à l’application de l’herbicide seul ou associé à l’engrais appliqué au sol. <p>Le dosage des deux molécules herbicides en HPLC a montré que les teneurs des 2 molécules dans la plante et dans le sol sont inférieures à la limite de détermination.<p>(les limites de détection et de détermination ont été estimées respectivement à de valeurs de 0,02 et de 0,05 mg/kg de sol). Les coefficients de corrélation des droites d’étalonnage obtenues, sont supérieurs à 0,99 et le pourcentage de recouvrement se situe entre 84 et 104% (intervalle de confiance est de plus ou moins 18%). <p>Les isothermes d’adsorption obtenues dans le cas du 2,4-D sont respectivement de type L avec Kf = 0,9 et n inférieur (sol A) et de type C, avec Kf = 0,8 et n voisin de 1 (sol B). Ces résultas montrent qu’en présence d’un pH (alcalin), la molécule entant qu’acide faible est dissociée. Cette forme est peu retenue par les colloïdes du sol ce qui favorise son transfert ainsi que sa dégradation. <p>La normalisation, du coefficient de distribution Kd, à la teneur en matière organique et à la teneur en carbone organique montre que pour des horizons de 0-30, 30 – 60 et 60 -120 cm, les valeurs de KOM et KOC dans le sol A, restent pratiquement identiques dans les 3 horizons. Par contre dans le sol B ces coefficients sont plus faibles dans l’horizon supérieur (0-30 cm).<p>Par contre les isothermes d’adsorption de la carfentrazone ont mis en évidence l’absence de celle-ci et par conséquent la conversion de molécule en ses métabolites. / Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished