Brevet FR2694284A1 — publié le 19940204

AGENT FAVORISANT LA VÉGÉTALISATION OU LA REVÉGÉTALISATION DES SOLS INORGANIQUES DÉNUDÉS ET PROCÉDÉ METTANT EN OEUVRE LEDIT AGENT L'invention a pour objet un agent favorisant la végétalisation ou la revégétalisation des sols inorganiques dénudés. Elle vise également un procédé de végétalisation ou de revégétalisation des sols inorganiques dénudés, mettant en oeuvre ledit agent. Les incendies de forêts représentent un fléau de plus en plus important dans les pays méditerranéens Ainsi, par exemple, environ 20 000 à 60 000 hectares sont brûlés chaque année en France Non seulement la végétation est détruite, mais le sol qui la soutient est déstructuré Très peu de végétation peut reprendre sur un tel terrain et en outre certaines espèces végétales ne peuvent y repousser. Ces sols incendiés perturbent gravement l'environne- ment de l'homme Ce dernier éprouve donc le besoin d'inter- venir pour reconstituer au plus vite un paysage végétal lui paraissant plus agréable et moins stressant. Ce besoin apparaît également sur des terrains tels que les terrils de mines, les dunes ou certains terrains sablonneux, certains terrains argileux ou les terrains couverts de terres d'extraction obtenues par exemple à l'occasion de percements de tunnels, ou encore les remblais pour voies de chemin de fer ou autoroutes. Afin de permettre la végétalisation ou la revégéta- lisation, naturelle ou artificielle, de ces terrains communément qualifiés de "sols inorganiques dénudés", divers composés ont déjà été proposés et utilisés. Bien évidemment, et en tout premier lieu, on a pensé utiliser des engrais conventionnels tels que les engrais NPK et l'urée Malheureusement, ces produits sont chers et présentent une efficacité très limitée, car ils sont très solubles et ne sont pas "fixés" sur le terrain Une très faible proportion peut ainsi être assimilée par la plante. En même temps, ils occasionnent une pollution des nappes phréatiques. On a également proposé d'utiliser des composts de boues de stations d'épuration urbaines Malheureusement ces composts sont trop compacts et ne peuvent être utilisés efficacement pour la végétalisation ou la revégétalisation. De toute façon, leurs performances sont également trop limitées. On recherche donc toujours à l'heure actuelle un agent permettant une végétalisation ou une revégétalisation des sols inorganiques dénudés qui présente une bonne efficacité et qui soit en même temps peu onéreux et facile d'application. Or, après de nombreuses recherches, la Société demanderesse a trouvé que l'utilisation des matières solubles obtenues lors du traitement d'amidonnerie de la pomme de terre, du blé et du maïs permettait de répondre à ce besoin. Et l'agent favorisant la végétalisation ou la revégétalisation des sols inorganiques dénudés est donc caractérisé par le fait qu'il est constitué par les matières solubles obtenues lors du traitement en amidonnerie de la pomme de terre, du blé et du maïs, ainsi que leurs mélanges. On entend par matières solubles obtenues lors du traitement en amidonnerie du maïs les eaux de trempe du maïs, ayant subi au cours de cette opération de trempe une fermentation plus ou moins marquée par les bactéries lactiques. On pourra se reporter avantageusement à la descrip- tion des eaux de trempe ainsi que des procédés de trempe du maïs qui est donnée par exemple dans le chapitre intitulé "Starch" par R L Whistler et J R Daniel ou au brevet français FR 2 464 298 appartenant à la Société demanderesse. Ces eaux de trempe du maïs se présentent générale- ment sous forme de solutions concentrées à environ 50 % de matières sèches. Les matières solubles de pomme de terre sont obtenues après broyage de la pomme de terre et séparation de la pulpe et de la fécule Elles peuvent contenir ou non les matières protéiques coagulables par la chaleur ou par l'acide selon que celles-ci sont ou non récupérées Ces matières solubles de pomme de terre, également appelées parfois eaux rouges ou eaux de végétation se présentent généralement sous la forme de solutions concentrées présen- tant une matière sèche de 55 à 60 %. Les matières solubles de blé sont obtenues après traitement du blé en amidonnerie humide et séparation du son, de l'amidon et du gluten Elles se-présentent également sous forme de solutions concentrées, d'une matière sèche comprise entre 25 % et 60 % environ. Les matières solubles de maïs, les matières solubles de pomme de terre et les matières solubles de blé présentent de nombreuses caractéristiques communes. En particulier, elles présentent une teneur élevée en matières protéiques (exprimées en teneur en azote x 6,25) Cette teneur est en effet comprise entre 10 % à 60 %, et plus généralement entre 12 % et 50 % sur matières sèches. Ces matières solubles sont également caractérisées par une teneur en acides aminés libres comprise entre 1 % et 10 %, plus généralement entre 1,4 % et 8,5 %. Elles peuvent présenter par ailleurs une teneur relativement importante en acides organiques (notamment l'acide lactique) puisque cette teneur peut s'inscrire entre 1 % et 35 % et plus généralement entre 1,5 % à 30 % Les eaux de trempe du maïs présentent en particulier une teneur élevée en acide lactique, comprise généralement entre 20 % et 30 %. Les matières solubles de maïs, de blé et de pomme de terre présentent par ailleurs une teneur en résidus à la calcination comprise entre 8 % et 37 %, plus généralement comprise entre 10 % et 35 % Ces résidus à la calcination comprennent notamment: l'ion potassium, présent en une quantité de 1 % à %, et plus généralement de 1 % à 18 %, l'ion phosphore, présent en une proportion de 0,2 % à 6 %, et plus généralement de 0,3 % à 4,5 %, l'ion magnésium, présent en une quantité de 0,1 % à 2,5 % et plus généralement de 0,1 % à 2 %. Les différentes teneurs données ci-dessus sont exprimées en poids par rapport à la matière sèche. De préférence l'agent de végétalisation ou de revégétalisation des sols inorganiques dénudés conforme à l'invention se présente sous la forme de solutions concen- trées d'une matière sèche comprise entre 35 % et 85 %, de préférence entre 40 % et 75 % en poids. L'agent conforme à l'invention peut alors être pulvérisé en l'état, ou préalablement dilué Une autre possibilité consiste cependant à utiliser les matières solubles de pomme de terre, de blé et de maïs sous forme de poudres atomisées, en mélange avec d'autres agents tels que des matières protéiques ou des engrais organiques ou minéraux. Les agents conformes à l'invention sont pulvérisés ou ajoutés sur les terrains à traiter en une quantité comprise entre 50 et 500 kg d'azote par hectare, de préfé- rence de 80 à 300 kg d'azote par hectare La fréquence d'application est variable et dépend notamment des condi- tions climatiques De préférence cependant, l'agent conforme à l'invention est ajouté ou pulvérisé sur le terrain à traiter en une à cinq applications par an et de préférence en deux ou trois applications par an. L'utilisation des agents conformes à l'invention permet, par rapport aux engrais conventionnels, une économie en azote et en phosphore et permet d'autre part une forte réduction de la pollution des nappes phréatiques. Sans vouloir être liés par la théorie, on peut penser que les matières solubles de pomme de terre, de blé et de maïs subissent une ammonification et une nitratation progressives, l'ammoniac et les nitrates ainsi formés étant eux-mêmes progressivement absorbés ou assimilés par les plantes De même le phosphore présent dans les matières solubles de pomme de terre, de blé et de maïs utilisées conformément à l'invention étant de nature essentiellement organique, il doit être minéralisé préalablement à son utilisation par les plantes Cette minéralisation est progressive et permet une meilleure utilisation des agents par les plantes. L'invention pourra être mieux comprise à l'aide de l'exemple qui suit, donné à titre d'illustration et ne comportant donc aucun caractère limitatif. EXEMPLE Cet exemple a été réalisé sur un terrain incendié du sud de la France. Les placettes d'étude, c'est-à-dire une placette témoin et une placette d'essai, avaient une surface d'envi- ron 100 m 2 et les limites de ces placettes étaient matéria- lisées sur le terrain à l'aide de marques à la peinture déposées sur des blocs rocheux. L'agent testé était constitué par les solubles de pomme de terre, d'une matière sèche de 54,7 % Leur composi- tion, exprimée à la fois par rapport au produit commercial tel quel et par rapport à la matière sèche dudit produit, est indiquée dans le tableau I ci-après. TABLEAU I COMPOSITION DES SOLUBLES DE POMME DE TERRE Sur matière Sur matière telle quelle sèche Matière sèche Matières protéiques N x 6,25 Azote ammoniacal Azote aminé Pouvoir réducteur exprimé en glucose Glucose Fructose Saccharose Acide lactique Résidu & la calcination Potassium (K) Calcium (Ca) Magnésium (Mg) Sodium (Na) Fer (Fe) Phosphore (P) Chlorure (Cl) Sulfate (SO 4) Lipides totaux 54,7 17,5 0,50 0,83 3,1 % % % % % mg/kg % mg/kg % % % % 32,0 0,91 1,5 ,7 non détecté 1,4 2,55 2,0 3,65 1,0 1,80 17,4 31,8 8,3 15,2 320 585 0,42 0,80 0,60 1,1 310 0,61 1,1 2,52 4,6 1,45 2,65 0,35 0,64 Un premier épandage a été effectué au mois de juin avec une solution de solubles de pomme de terre concentrée à 25 % de matières sèches, la quantité utilisée étant de 2,5 kg/m 2 à 54,7 % MS ou 5,5 kg/m 2 à 25 % MS. Un deuxième épandage a été réalisé cinq mois plus tard, en novembre, avec une solution d'une concentration égale à 25 %, la quantité épandue étant également de 2,5 kg/m 2 à 54,7 % MS ou 5,5 kg/m 2 à 25 % MS. L'étude des comportements de certaines espèces végétales a alors été effectuée dans les différentes parcelles. Des prélèvements d'échantillons de sols dans les parcelles témoins et dans les parcelles traitées ont été réalisés à deux profondeurs: une profondeur de O à 5 cm, et une profondeur de 15 à 25 cm: afin d'une part de quantifier les teneurs en azote assimilable (N 03-, NH 4 +), en potassium échangeable, et en phosphore assimilable, et enfin d'autre part d'effectuer les analyses microbiologiques suivantes: * dénombrement des microorganismes microflore totale, actinomycètes, champignons filamenteux et levures, microflore cellulolytique * mesure de l'activité respiratoire des sols. Les résultats obtenus peuvent être résumés comme suit: Comportement des végétaux Des mesures concernant la croissance en épaisseur et en longueur de rameaux terminaux et verticaux de chênes kermes ont été effectuées entre le premier épandage et les premières pluies abondantes automnales Une croissance en longueur des pousses terminales et verticales a eu lieu durant l'été Statistiquement elle a été légèrement supé- rieure sur la parcelle traitée par rapport à la parcelle témoin. Les autres espèces se sont maintenues à l'état figé durant l'été, à cause de la sécheresse existant à cette époque Toutefois, il faut signaler qu'à la fin décembre, les espèces herbacées, notamment le brachypode rameux, bénéficiaient d'un reverdissement très net dans la parcelle traitée par rapport à la parcelle témoin. 2 Eléments minéraux nutritifs assimilables (N,PK) Le tableau II ciaprès présente les concentrations déterminées avant le premier épandage et quatre mois et demi environ après ce dernier. TABLEAU II L'examen de ce tableau suscite les remarques ci- après: a) Horizon superficiel = niveau 1 ( 0-5 cm) NO 3: par rapport aux teneurs relevées en juin, les valeurs ont été multipliées par un facteur de 1,64 dans le témoin et de 8,48 dans la parcelle traitée à l'aide de l'agent conforme à l'invention; ainsi pendant la période automnale, il y a eu activation de la nitratation; celle-ci a été plus marquée dans la parcelle traitée à l'aide des solubles de pomme de terre. NH 4 +: un accroissement de l'ammonification a eu lieu dans les deux parcelles (le facteur d'augmentation est HORIZON TEMOIN PARCELLE TRAITEE SUPERFICIEL JUIN NOVEMBRE JUIN NOVEMBRE Pppm 25 24,6 40 27,3 K me/kg 7,6 5,4 5,7 37,4 NH 4 ppm 3,8 23,1 3,6 21,4 NO 3ppm 5,3 8,7 4,0 33,1 HORIZON PROFOND Pppm 16 7,6 12 30,4 K* m/kg 6,5 7,1 25,6 17,9 NH 4 * ppm 5,5 14,3 3 32,2 NO 3ppm 2,7 7,8 4,4 19,1 de 6,2 pour le témoin et de 5,9 pour l'autre); ce résultat tendrait à montrer que l'ammonification est indifférente à l'apport d'agents conformes à l'invention et qu'elle est essentiellement activée par des conditions climatiques du type de celles qui ont affecté la période automnale (pluies, températures clémentes). K+: si la différence est faible et non significative entre les valeurs mesurées sur la parcelle témoin entre juin et novembre ( 7,7 et 5,4 me/kg), elle est, au contraire, très marquée dans la parcelle traitée ( 5,7 et 37,4 me/kg). Phosphore assimilable: la remarque concernant le potassium s'applique également au phosphore; dans la parcelle traitée, les valeurs passent ainsi de 40 à 273 ppm. En résumé, l'apport sur le terrain d'agents confor- mes à l'invention s'est traduit dans les premiers 5 centimè- tres du sol par: une activation de la nitratation un accroissement des teneurs en potassium échan- geable et en phosphore assimilable. b) Horizon profond = Niveau 2 (-15 à -25 cm) N 03: une augmentation, de juin à novembre, de la teneur en nitrate affecte les deux parcelles; cependant, cette augmentation est plus nette dans la parcelle traitée (facteur d'augmentation de 4,3) que dans la parcelle témoin (o le facteur d'augmentation n'est que de 2,9). NH 4 *: comme pour les nitrates, la teneur en ions NH 4 + subit en novembre une élévation par rapport à l'état initial du mois de juin; le facteur d'accroissement est de 2,6 dans le témoin et de 10,7 dans la parcelle traitée. K+ échangeable: si dans le témoin la teneur varie peu, par contre elle accuse une chute importante dans la zone d'épandage, phénomène qui n'a pas encore été expliqué. Phosphore assimilable: suite aux conditions il climatiques du début de l'automne, le sol paraît avoir subi en profondeur un appauvrissement en P assimilable au sein de la parcelle témoin alors que le phénomène est inversé dans la zone traitée. En résumé, entre 15 et 25 cm de profondeur, le sol a subi: une nitratation et une ammonification nettement plus intenses en parcelle traitée qu'en parcelle témoin, un enrichissement en phosphore assimilable, suite à l'épandage à l'aide de l'agent conforme à l'invention. La considération simultanée des deux niveaux de prélèvement conduit aux remarques suivantes: la nitratation et l'ammonification ont été plus importantes en raison des conditions climatiques (pluies, températures encore clémentes) à tous les niveaux considé- rés, plus particulièrement au niveau superficiel pour le premier phénomène et dans l'horizon profond pour le deuxième au sein de la parcelle traitée; une partie au moins du potassium apporté semble avoir été retenu en surface; les concentrations en phosphore passent de 40 à 273 ppm en surface et de 12 à 30 ppm en profondeur après l'apport d'engrais; malgré les pluies abondantes de l'automne (environ 250 mm), le potassium et le phosphore n'ont pas été massive- ment entraînés en profondeur. Ainsi, globalement, l'apport d'agent conforme à l'invention s'est soldé par l'apparition de meilleures conditions de nutrition minérale Le verdissement prononcé des plantes herbacées, plus particulièrement du brachypode rameux, observé courant décembre, est en accord avec les remarques précédentes. 30 Analyse microbiologiaue Le tableau III ci-après présente les résultats des dénombrements des différents types de microorganismes recherchés dans les échantillons de sols prélevés. TABLEAU III Niveau 1 Niveau 2 PNT PT PNT PT Juin 10 o 10610 108 2 106 2 106 Microflore totale Novembre 17 108 16 107 16 108 15 108 Juin 35 105 72 104 11 103 64 103 Champignons Novembre 130 102 18 104 O 44 105 Juin 83 104 14 105 43 104 55 103 Actinomycètes Novembre 90 104 64 104 31 104 86 106 Juin 450 15 102 400 115 Cellulolytiques Novembre 250 14 105 1600 11 105 PNT = parcelle non traitée par l'agent conforme à l'invention PT = parcelle traitée après le prélèvement de juin. Les variations observées dans les résultats présen- tés sur le tableau II indiquent que l'apport d'agent conforme à l'invention n'a pas eu d'effet notable sur la microflore totale si ce n'est un effet de saison se manifes- tant par un accroissement numérique entre les mois de juin et de novembre. Cependant, des différences intéressantes peuvent être notées: en ce qui concerne les champignons, leur nombre diminue nettement entre juin et novembre dans la parcelle non traitée alors qu'il se maintient en surface du terrain et qu'il augmente au niveau 2, c'est-à-dire à l'horizon profond, dans la parcelle traitée, en ce qui concerne les actinomycètes, leur nombre augmente très fortement au niveau 2 dans la parcelle traitée, enfin en ce qui concerne le microorganisme cellulolytique, leur effectif s'accroît de plusieurs puissances de 10 dans les deux niveaux de la parcelle traitée, mettant ainsi en évidence une stimulation impor- tante de la cellulolyse par l'agent conforme à l'invention. Le tableau IV ci-après présente la distribution des différentes espèces de champignons présentes dans les échantillons de sol prélevés en juin et en novembre. TABLEAU IV Niveau 1 Niveau 2 PIT PT PNT PT J N J N J N J N I I Penicillium sp + + + + Trichoderma sp + + + Aspergillus sp + + Cephalosporium sp + + Cladosporium Sp + + Isaria + + Mycelium stérile + P purpurescens + + Alternaria alter + nata Arthrinium sp + Coelomycète + Indéterminé + Fusarium sp + Levure + Mucorale + Penicillium glabrum + + P monoverticillium + Penicillium spinu- losum + Penicillium varia + + + + bile Periconia microspi + nosa Phoma sp + Syncephalastrum sp + Trichoderma polys + porum Trichoderma viridae + Ce tableau montre que l'apportde solubles de pomme de terre provoque la disparition au sein de la microflore fongique dominante de plusieurs espèces surtout au niveau 1, ainsi que l'apparition d'espèces nouvelles au niveau 2 Le traitement modifie donc la diversité spécifique de cette microflore. -1 En résumé, l'apport d'agent conforme à l'invention au mois de juin a provoqué une activation des cycles de la matière, activation qui se manifeste par l'accroissement: de l'ammonification et de la nitratation, de la teneur en phosphate assimilable, due soit à l'augmentation des activités phosphatasiques des microorga- nismes, soit à la dissolution du phosphate tricalcique provoquée par l'acidification issue du métabolisme de la matière organique apportée par l'engrais. Cette activation s'accompagne d'un accroissement du potassium échangeable et correspond à des modifications des communautés microbiennes, en particulier des communautés de champignons, d'actinomycètes et de la microflore celluloly- tique Elle doit donc avoir une influence sur la croissance des végétaux. L'agent conforme à l'invention a donc un effet stimulant sur les sols traités, cet effet se répercutant sur la croissance végétale. REVENDICATIONS 1 Agent favorisant la végétalisation ou la revégé- talisation des sols inorganiques dénudés, caractérisé par le fait qu'il est constitué par les matières solubles obtenues lors du traitement en amidonnerie de la pomme de terre, du blé et du maïs, ainsi que leurs mélanges. 2 Agent selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il présente, les pourcentages étant exprimés en poids par rapport à la matière sèche: une teneur en matières protéiques comprise entre et 60 %, et plus généralement entre 12 et 50 %, une teneur en acides aminés libres comprise entre 1 et 10 %, et plus généralement entre 1,4 % et 8,5 %, une teneur en résidus à la calcination comprise entre 8 et 37 %, et plus généralement comprise entre 10 et %. 3 Agent selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il présente: une teneur en ion potassium comprise entre 1 % et 20 %, et plus généralement entre 1 % et 18 %, une teneur en ion phosphore compris entre 0,2 % et 6 % et plus généralement entre 0,3 et 4,5 %, une teneur en ion magnésium comprise entre 0,1 % et 2,5 % et plus généralement entre 0,1 % et 2 %. 4 Agent selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il présente une teneur en acides organiques comprise entre 1 et 35 %, et plus généra- lement entre 1,5 % et 30 %. Agent selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il se présente sous la forme d'une solution concentrée d'une matière sèche comprise entre 35 % et 85 %, de préférence entre 40 % et 75 % en poids. 6 Agent selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il se présente sous la forme de poudre atomisée, éventuellement mélangée avec d'autres agents tels que des matières protéiques ou des engrais organiques ou minéraux. 7 Procédé de végétalisation ou de revégétalisation des sols inorganiques dénudés, caractérisé par le fait que l'on applique sur les terrains à traiter un agent selon l'une quelconque des revendications 1 à 6. 8 Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la quantité d'agent appliquée est comprise entre et 500 kgs d'azote par hectare, de préférence entre 80 et 300 kgs par hectare.