Utilisation de vinasse de mélasse en fertilisation des cultures. Par R. Razouk, A. Kajji, K. Daoui et A. Bendidi

Dr Rachid Razouk, chercheur en agrophysiologie des arbres fruitiers et de l’olivier, URAPV - CRRA Meknès

Dr Rachid Razouk, chercheur en agrophysiologie des arbres fruitiers et de l’olivier, URAPV – CRRA Meknès

L’épandage de la matière organique provenant de sous-produits tels que les fumiers, les boues d’épuration, les eaux usées traitées, les composts et les sous-produits de l’industrie, sur les terres agricoles est une pratique culturale très courante compte tenu de la richesse de ces produits en éléments fertilisants. Il assure également des rendements équivalents à une fertilisation à base d’engrais, voire parfois supérieurs en raison de leurs effets bénéfiques sur les propriétés physiques et biologiques du sol. Les sous-produits organiques issus des industries agro-alimentaires représentent une source intéressante de nutriments, spécialement pour l’agriculture biologique. Parmi ces sous-produits, la vinasse de mélasse, issue de l’industrie de levure et d’alcool éthylique, après fermentation de mélasse de betterave et canne à sucre par des bactéries, levures ou champignons, est un coproduit pouvant avoir un grand intérêt agricole, en raison de sa composition fertilisante.

La vinasse de mélasse se présente sous forme de liquide marron foncé ayant une viscosité moins élevée que celle de la mélasse. Généralement, elle contient tous les composés organiques contenus dans la mélasse à l’exception du sucre. Les points positifs les plus attractifs de ce coproduit résident dans sa richesse en matière organique et en potassium
(Tableau 1), permettant de substituer à la fois les apports de fumier et de potasse aux cultures.

Tableau 1 : Caractéristiques de la vinasse de mélasse, testée à l’INRA de Meknès

Tableau 1 : Caractéristiques de la vinasse de mélasse, testée à l’INRA de Meknès

En effet, ces éléments sont onéreux sur les marchés marocains et parfois même indisponibles. La vinasse de mélasse contient également des quantités considérables d’azote minéral, de phosphore et d’oligo-éléments indispensables pour les plantes, notamment le bore et le fer. Ses teneurs en métaux lourds sont inférieures aux limites recommandées, ce qui ne constitue pas un frein pour son épandage sur les terres agricoles.

En revanche, les points négatifs résident dans sa teneur relativement élevée en sodium, qui est un élément causant la détérioration de la structure du sol s’il est apporté en fortes doses. Cependant, plusieurs travaux de recherche ont montré que ce problème, lié à la forte présence du sodium, peut être pallié par l’application de doses raisonnées en tenant compte du type de sol et de la plante considérée. Il est également rapporté que ce problème est atténué en cas d’irrigation suite au grand lessivage du sodium. Toutefois cela peut masquer le risque de contamination des nappes phréatiques, réserves d’eau potable et d’irrigation, si le sodium est lessivé dans les eaux profondes, surtout pour les sols légers.

La valorisation de la vinasse de mélasse en tant qu’amendement organique offre une opportunité à la fois pour l’amélioration de la productivité agricole et pour une gestion conservatrice des déchets industriels. Cependant, l’utilisation de ce coproduit devrait être

Photo 1. Application à petite échelle de la vinasse de mélasse sur pommier

Photo 1. Application à petite échelle de la vinasse de mélasse sur pommier

raisonnée afin de profiter des avantages qu’offre cette technique et de contourner certains aspects qui pourraient se révéler négatifs. Plusieurs essais ont été conduits dans différentes régions du monde notamment en France où des rapports signalent que les premiers épandages de cette vinasse ont été réalisés après la seconde guerre mondiale. Des études similaires ont été également menées en Allemagne, Venezuela, Brésil et plus récemment en Espagne. Ces épandages ont été testés sur différentes cultures (annuelles et pérennes) afin d’évaluer les avantages et inconvénients du produit en tant que source de matière organique. En France, des essais sur betterave, au niveau de huit champs, ont révélé une amélioration moyenne du rendement racine et du rendement sucre par hectare de 10% avec un apport de 2,5 t/ha de vinasse concentrée à 55 %. D’autres essais ont été menés sur pomme de terre dans plusieurs régions allemandes pour comparer des doses de 2,5 et 5 t/ha de vinasse concentrée à 65 % à une fumure purement minérale. A unités fertilisantes égales, l’utilisation de la vinasse par rapport à un engrais minéral apporte une amélioration du rendement tubercules de 2 à 20% et de la teneur en amidon de 15 à 30%. Sur oignon, l’apport de 3,2 t/ha de vinasse concentrée à 65% a permis une amélioration de 20% du rendement par rapport à une fumure purement minérale. Sur blé, le rendement et la qualité pour la panification ont été améliorés, de 6% en moyenne, en apportant des doses de 2 à 3 t/ha de vinasse concentrée à 65%. Cependant, il a été rapporté que la difficulté d’assurer la libération d’azote nitrique en quantité souhaitée aux périodes voulues diminue l’intérêt de la vinasse pour les blés. Sur pommier et pêcher, ont été rapportées une augmentation du calibre et une accentuation de la coloration du fruit en réponse à l’apport de la vinasse de mélasse.

A l’INRA de Meknès, des essais de fertilisation par des doses croissantes de vinasse de mélasse diluée (6% de matière sèche), issue de l’industrie de levure, ont été menés

Photo 2. Application à petite échelle de la vinasse de mélasse sur olivier

Photo 2. Application à petite échelle de la vinasse de mélasse sur olivier

pendant trois années consécutives sur olivier, pêcher, pommier, vigne, pomme de terre et blé tendre. Notons que ce coproduit a été apporté en substitution à la fertilisation potassique du fait de sa grande richesse en cet élément (8.6 kg/m3 de K2O), bien qu’il s’agit d’un produit complexe contenant plusieurs éléments fertilisants. Durant les deux premières années de l’étude, les essais ont été conduits à petite échelle, au niveau des domaines expérimentaux, en se basant sur une synthèse bibliographique des travaux antérieurs en la matière ainsi que sur la composition chimique du coproduit. A l’issue de ces essais, des doses optimales ont été retenues pour les cultures testées, ayant fait l’objet d’essais de vérification, à grande échelle, chez des agriculteurs de la région, en troisième année de l’étude. Au terme de ces essais, des recommandations ont été émises concernant l’utilisation de vinasse de mélasse comme biofertilisant pour les cultures testées.

Sur olivier, la dose de 26 m3/ha, apportée au goutte à goutte, a été retenue comme optimale pour satisfaire ses besoins totaux en potassium avec un fractionnement en deux apports : 50% au stade de durcissement du noyau (fin juillet) et 50% au stade de grossissement final du fruit (mi-septembre). Les résultats obtenus pour cette dose indiquent une tendance à l’amélioration du rendement en fruit et en huile, de 5% en moyenne compartivement à une fertilisation potassique chimique, originaire d’une amélioration du calibre des fruits. En outre, il a été constaté une amélioration de l’allongement des pousses végétatives, ce qui pourrait être prometteur et prédictif d’une amélioration des rendements pour les années à venir.

Sur pêcher, la dose retenue est de 30 m3/ha, fractionnée en trois apports : 1/3 en première phase de croissance du fruit (stade I), 1/3 en phase de grossissement final du fruit (stade III) et 1/3 au stade véraison. Les résultats montrent qu’il y a une tendance à l’augmentation du calibre du fruit sous fertilisation par la vinasse de mélasse, entrainant une amélioration du niveau de rendement de 7% par rapport à la fertilisation potassique chimique. Une amélioration de la qualité des fruits a été également notée, marquée par une augmentation significative du ratio degré Brix/acidité titrable. L’augmentation de ce ratio était due à une diminution de l’acidité titrable, de 3,92 méq/100g MF, alors que le degré Brix était comparable à celui enregistré sous fertilisation potassique chimique.

Sur pommier, une augmentation significative du calibre du fruit a été enregistrée à la dose de 24 m3/ha de vinasse de mélasse, fractionnée en trois apports : 1/3 juste après le stade nouaison (début Mai), 1/3 au début du grossissement du fruit (mi-juin) et 1/3 en plein grossissement du fruit (fin-juillet). L’augmentation du calibre était équivalente à un gain de rendement de 27%, comparativement à la fertilisation par engrais potassique. En outre, la fertilisation par la vinasse de mélasse a induit une amélioration de la qualité du fruit à travers une diminution significative de l’acidité titrable, de 11,8 méq/100g MF en moyenne, sans changer considérablement le taux de sucres.

Sur vigne, les résultats n’ont pas permis de quantifier avec précision l’effet de la vinasse de mélasse sur le niveau de rendement du fait que les parcelles choisies pour l’essai étaient différentes en termes de taux de fructification avant l’application des traitements. Toutefois, il a été constaté que ce coproduit agit favorablement sur l’allongement des grappes et leur charge en baies à la dose de 30 m3/ha, fractionnée en deux apports : 50% au stade nouaison et 50% en plein grossissement du fruit (début-Juin pour la variété précoce Superior seedless et fin-Juillet pour la variété tardive Rosa regal). Contrairement aux effets observés sur la qualité des pommes et des pêches, l’effet de la vinasse de mélasse sur l’acidité titrable et le degré Brix des baies de raisin était comparable à celui de la fertilisation potassique chimique.

Sur pomme de terre, les résultats laissent conclure que l’apport de vinasse de mélasse est plus bénéfique pour le niveau de production, comparativement à une fertilisation potassique chimique. A la dose de 16 m3/ha de vinasse, fractionnée en deux apports (50% en 2ème buttage et 50% en 3ème buttage), l’effet était significatif sur le niveau de rendement, le poids des tubercules et leur nombre par plant. Notons qu’une différence variétale existe quant au degré de réponse à ce coproduit. L’apport de vinasse a entraîné une amélioration du niveau de rendement d’environ 24% et 43% respectivement pour la variété Désirée et la variété Paramount. Toutefois, faut-il signaler que l’augmentation du rendement constatée est très consistante laissant supposer l’implication d’autres facteurs dans cette augmentation du rendement telle l’homogénéité de la dose d’irrigation et le type de sol. Quant au nombre de tubercules par plant, l’apport de vinasse a entraîné une amélioration de ce paramètre de l’ordre de 55% chez la variété Désirée alors que chez la variété Paramount l’effet était insignifiant (2,5%). Ceci traduirait le fait que l’amélioration du rendement chez la variété Paramount suite à l’apport de la vinasse serait expliquée par une amélioration du poids des tubercules, alors que chez la variété Désirée, c’est plutôt le nombre des tubercules qui aurait été améliorée.

Photo 3. Application de la vinasse de mélasse avant semis du blé tendre

Photo 3. Application de la vinasse de mélasse avant semis du blé tendre

Sur blé tendre, les résultats obtenus montrent que la vinasse de mélasse à la dose de 12 m3/ha, apportée en totalité avant le semis, permet d’obtenir le même niveau de rendement qu’une fertilisation potassique chimique. Toutefois, les données relevées indiquent l’existence d’une certaine tendance à l’augmentation du rendement et de toutes ses composantes sous traitement par la vinasse de mélasse, mais qui reste statistiquement non significative. Il serait ainsi opportun, pour cette culture, d’essayer des doses supérieures de vinasse qui pourraient conduire à une amélioration significative de son niveau de productivité.

Par ailleurs, les analyses de sol réalisées en post-récolte des différentes cultures montrent que la vinasse de mélasse a eu le même effet qu’une fertilisation potassqiue sur la teneur du sol en potassium. Les taux de matière organique et de phosphore étaient également non afféctés. Cependant, l’effet de la vinasse sur la salinité du sol reste mitigé. Généralement, la salinité reste inchangé avec une tendance à la baisse sous l’application de la vinasse. Toutefois, au niveau de l’essai réalisé sur pomme de terre (variété Désirée), la salinité du sol a significativement augmenté sous l’effet de la vinasse. Ces résultats contreversés quant à ce parmètre de la qualité du sol suggereraient de tester ce coproduit sous différents niveaux de salinité du sol. A l’état actuel des connaissances, il est recommandé d’apporter la vinasse de mélasse, en tant que biofertilisant, toutes les 2 à 3 années pour des applications sur le même site.

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