Assessment of Sewage Sludge Application with Beneficial Microbial Inoculants on Fenugreek Productivity in Sandy Loam Soil

Résumé technique : Évaluation de l'application de boues d'épuration avec des inoculants microbiens bénéfiques sur la productivité du fenugrec dans un sol de type loam sableux

Énoncé du problème
Les écosystèmes agricoles modernes nécessitent un apport équilibré en macronutriments primaires — azote (N), phosphore (P) et potassium (K) — pour optimiser l'accumulation de biomasse et l'efficacité de l'utilisation des engrais. Les sols de type loam sableux, courants dans des régions comme la plaine supérieure du Gange, sont caractérisés par une faible teneur en matière organique et une capacité de rétention des nutriments limitée. Bien que les engrais synthétiques répondent aux déficits nutritionnels, il est nécessaire de mettre en œuvre des stratégies durables qui intègrent les amendements organiques et les biofertilisants pour améliorer la fertilité des sols sans dégradation environnementale. Le fenugrec (Trigonella foenum-graecum L.), une culture légumineuse présentant une valeur culinaire et pharmaceutique significative, sert de modèle pour l'étude de ces pratiques de gestion intégrée des nutriments. L'étude aborde le défi de la maximisation de la productivité du fenugrec dans les sols de loam sableux grâce à l'application synergique de boues d'épuration, d'engrais chimiques et d'inoculants microbiens.

Méthodologie
Une expérience de terrain a été menée durant la saison Rabi 2023–24 à la ferme de recherche en science du sol de l'Université de technologie et des sciences de Sam Higginbottom à Prayagraj, Uttar Pradesh. Le site présente un climat subtropical et un sol de type loam sableux. L'étude a utilisé un dispositif en blocs aléatoires complets (RBD) avec trois répétitions.

Le dispositif expérimental comprenait 18 traitements variant les taux d'application d'engrais NPK (0 %, 50 % et 100 % des doses recommandées), de boues d'épuration (0, 15 et 30 t ha⁻¹) et d'inoculants microbiens (Rhizobium et bactéries solubilisatrices du phosphate - BSP).

• Inoculation : Le Rhizobium a été appliqué sous forme de traitement de semences à raison de 2 g kg⁻¹ de semences, tandis que la BSP a été appliquée au sol à raison de 3 kg ha⁻¹ lors du semis.
• Application des boues : Les boues d'épuration ont été épandues uniformément sur l'ensemble du champ.
• Mesures : Les attributs de croissance (hauteur de la plante, nombre de branches) ont été enregistrés à 30 et 50 jours après le semis (DAS). Les attributs de rendement (longueur des gousses, nombre de gousses par plante, nombre de graines par gousse, poids de mille grains et rendement en graines [q ha⁻¹]) ont également été mesurés.

Contributions clés et résultats
L'étude a évalué l'impact de la gestion intégrée des nutriments sur la croissance et le rendement du fenugrec. Les résultats ont indiqué que la co-application de boues d'épuration urbaines avec des bio-inoculants a considérablement élevé la disponibilité des éléments nutritifs, particulièrement le phosphore bioavailable et l'azote, entraînant des améliorations marquées du développement végétatif et de la qualité des graines par rapport aux témoins.

• Attributs de croissance : Le traitement combinant 100 % de NPK, 30 t ha⁻¹ de boues d'épuration et Rhizobium (Traitement T18) a enregistré la hauteur maximale de plante (39,1 cm à 30 DAS et 54,1 cm à 50 DAS) et le nombre de branches par plante le plus élevé (4,1 à 30 DAS et 5,2 à 50 DAS). Ces valeurs étaient significativement supérieures au témoin (T1 : 0 % NPK + 0 boue + 0 inoculant), qui présentait respectivement 28,2 cm et 47,1 cm de hauteur.
• Attributs de rendement : Le traitement T18 a également présenté les valeurs les plus élevées pour la longueur des gousses (12,5 cm), le nombre de gousses par plante (27,8), le nombre de graines par gousse (14,9) et le poids de mille grains (12,47 g).
• Rendement en graines : Le rendement maximal en graines de 19,92 q ha⁻¹ a été obtenu avec le traitement T18. Il était significativement supérieur au rendement minimum de 13,27 q ha⁻¹ observé dans le traitement témoin (T1). Le traitement T17 (100 % NPK + 30 t SS + BSP) suivait de près avec 19,78 q ha⁻¹.

Les données ont démontré une tendance positive où l'augmentation des niveaux de NPK, de boues d'épuration et de biofertilisants était corrélée à l'amélioration des paramètres de croissance et de rendement. L'interaction synergique entre les apports minéraux, les amendements organiques et les bio-inoculants a optimisé la disponibilité des nutriments dans la rhizosphère, la synthèse de la chlorophylle et la capacité photosynthétique.

Signification et affirmations
L'article affirme que la gestion intégrée des engrais chimiques, des boues d'épuration et des inoculants microbiens bénéfiques offre une voie durable pour améliorer la fertilité des sols et la productivité agricole dans les sols de loam sableux. Plus précisément, l'étude suggère que :

1. Effets synergiques : La combinaison de boues d'épuration avec Rhizobium et la BSP induit des effets synergiques sur la minéralisation de la matière organique, la solubilisation du phosphate insoluble et la fixation biologique de l'azote.
2. Durabilité environnementale : Cette pratique de gestion peut améliorer les rendements des cultures et la fertilité des sols sans poser de menaces pour l'environnement, réduisant potentiellement la dépendance aux engrais synthétiques.
3. Stratégie optimale : L'application de 100 % de NPK combinée à 30 t ha⁻¹ de boues d'épuration et à l'inoculation par Rhizobium (Traitement T18) représente la stratégie la plus efficace pour maximiser la productivité du fenugrec dans les conditions étudiées.

Les auteurs concluent que de telles pratiques de gestion intégrée des nutriments peuvent grandement améliorer la fonctionnalité biologique et la structure physique du sol, favorisant la résilience écologique tout en répondant aux besoins nutritionnels des cultures légumineuses comme le fenugrec.