La zéolite en l’état naturel

L’amendement approprié des terrains en plein champ et en serre comporte :

• la neutralisation des excès d’acidité
• sur les terrains sableux, l’augmentation de la capacité d’échange cationique (CEC), l’accroissement de la rétention hydrique (= augmentation d’eau disponible pour les cultures) avec maintien du degré de perméabilité, la réduction de l’intensité de l’excursion thermique du sol ; sur les terrains argileux, l’accroissement du degré d’aération et de la perméabilité.
• Une cession lente et progressive du K présent dans la zéolite.
• Une « capture » temporaire par échange cationique des éléments nutritifs (K et N-ammoniacal) apportés par les fertilisants de synthèse et par les engrais naturels (lisiers, fumier d’étable), puis leur cession lente et progressive par échange avec les acides humides.
• Une plus grande disponibilité des nutriments pour les cultures et une moindre perte par ruissellement.
• Un dégagement faible, mais significatif de phosphore et un ralentissement du processus de rétrogradation du phosphate monocalcique des fertilisants.
• Une réduction drastique de l’assimilation des éléments nocifs (Pb, Cd) et radiogéniques (Cs, Sr) par les cultures.

La zéolite enrichie en NH4 e K

On peut l’obtenir artificiellement en effectuant un traitement avec une solution synthétique ou en l’utilisant en tant que produit « usagé » des processus d'épuration des déchets zootechniques riches en NH4 (lisiers zootechniques, déchets urbains, etc.).
Lorsqu’elle est insérée dans des terrains agricoles et des substrats (tourbe, perlite, lapilli, ponce, etc.) par culture hors sol, outre qu’elle augmente la capacité d’échange cationique, la rétention hydrique, la perméabilité et le degré d’aération, elle possède une propriété fertilisante intrinsèque dans la mesure où :

• elle cède de façon lente et progressive par échange cationique les éléments nutritifs (NH4 et K)
• elle relâche des quantités appréciables de phosphore
• elle permet de récupérer le phosphate tricalcique présent dans le terrain en tant que produit de rétrogradation et/ou d’utiliser les phosphates tricalciques naturels (apatite, phosphorite) en favorisant leur solubilisation suite à un processus d'échange cationique que l’on peut schématiquement représenter comme suit :

NH4-zéolite + phosphate tricalcique (insoluble) = Ca-zéolite + NH4-phosphate (soluble)

Riz

Expérimentation menée dans les années 90-92 dans l’exploitation agricole Revelli Adele &  Mellano Paolo (S. Giacomo Vercellese) par culture en « submersion » et dans l’exploitation agricole Varalda Giuseppino & Figlio (Balocco, Vercelli) par culture « sèche » sur des terrains amendés avec de la zéolite (Mellano Luca, 1994).

Laitue pommée cv. Hanna
Exploitation horticole “Tufano Guerino” (Borgo Montenero–S. Felice al Circeo, Latina).

Terrain : sableux, ensuite utilisé pour la culture du céleri.
Contrôle : terrain tel quel + fertirrigation traditionnelle.
Test 1 : terrain avec 10 Kg/m2 de zéolite + fertirrigation réduite de 33.3%.
Expérimentation en serre froide (octobre – novembre 2004) sur 84 plants par test dans 8 parcelles randomisées, 4 par test. Pendant la culture, 6 fertirrigations ont périodiquement été effectuées : pour le Contrôle, 84 gouteurs (débit total : 176 l/h); pour le Test 1, 56 gouteurs (débit total: 117 l/h). L’apport de fertilisants a été fait avec du nitrate de calcium et du ternaire.

< Système de racines de la plante cultivée dans le Test 1 et dans le Contrôle

  

PASSAGLIA E. & POPPI S. (2005).- Risparmio idrico e di fertilizzanti nella coltivazione di ortaggi e frutta in terreni ammendati con zeolitite a chabasite. Atti 3° Convegno AISSA “Il pianeta acqua nel continente agricoltura”, Reggio Emilia, 6-7 Dicembre 2005, 109-110.

Basilic

Amendement avec de la zéolite (granulométrie < 0.5 mm) d’un substrat (50% terrain agraire limoneux + 50% de terreau organique exploitable constitué de feuilles de hêtre et de lisier) inoculé avec du Fusarium oxysporum non pathogène (Rip 10) et du Fusarium oxysporum f. sp. basilics pathogènes (Fob)
Contrôle : substrat sans apport de zéolite et inoculé uniquement avec une bactérie pathogène  (Fob)

Test 1 : substrat sans apport de zéolite et inoculé avec 1000 c.f.u./g de Rip 10
Test 2 : substrat avec addition de 16% de zéolite en poids et inoculé avec 1000 c.f.u./g de Rip 10
Test 3 : substrat sans addition de zéolite et inoculé avec 500 c.f.u./g de Rip 10 et 500 c.f.u./g de Fob
Test 4 : substrat avec addition de 16% de zéolite en poids et inoculé avec 500 c.f.u./g de Rip 10 et 500 c.f.u./g de Fob

Incubation (jours)

Dynamique de la population de Rip 10 en culture pure (Test 1) ou en coculture avec Fob (Test 3) sans apport de zéolite et, respectivement, avec apport de 16% de zéolite (Test 2 et Test 4)

Céleri (Apium graveolens L.)
Expérimentation en pot (10 par test) dans le Département de culture arborée de Bologne.

Les substrats expérimentés avec les apports correspondants de fertilisants (NPK 3.1.0.65) sont les suivants :

Contrôle : 100% sable quartzeux + 100% de fertilisant
Test 1 : 87.5% sable quartzeux + 12.5% (p/p) zéolite chabazite + 87.5% de fertilisant
Test 2 : 75% sable quartzeux + 25% (p/p) zéolite  chabazite + 75% de fertilisant
Test 3 : 50% sable quartzeux  + 50% (p/p) zéolite  chabazite + 50% de fertilisant
Test 4 : 87.5% sable quartzeux  + 12.5% (p/p) zéolite  phillipsite + 87.5% de fertilisant
Test 5 : 75% sable quartzeux  + 25% (p/p) zéolite  phillipsite + 75% de fertilisant
Test 6 : 50% sable quartzeux  + 50% (p/p) zéolite  phillipsite + 50% de fertilisant

Poids frais et poids sec des plantes (g/plante) après 3 mois de culture et quantités totales (mg/pot) de N apporté et lessivé et son pourcentage par rapport à l’apporté.

Poids frais du système épigé (a), quantité totale de N apporté (b) et pourcentage de N lessivé par rapport au N apporté dans le Contrôle (A),dans le Test 1 (B) et dans le Test 4 (C).

Exemple de plantes à la fin de la culture dans le Contrôle, le Test 1 et le Test 4.

 

< Développement épigé-hypogé des plantes à la fin du test dans la culture sur substrat avec fertilisation traditionnelle (contrôle) et dans les tests expérimentaux 1 et 4.

BAZZOCCHI  R., CASALICCHIO G., GIORGIONI M.E., LOSCHI B., PASSAGLIA E., SAVELLI C. (1996). - Effetti di zeolititi Italiane sullo sviluppo del sedano. Colture Protette, 11, 91-97.

Céleri (écotype local)
Exploitation horticole “Tufano Guerino”  (Borgo Montenero – S. Felice al Circeo, Latina)

Terrain : sableux, auparavant utilisé pour la culture de la laitue.
Contrôle : terrain tel quel + fertirrigation traditionnelle ;
Test 1 : terrain avec 10 Kg/m2 de zéolite (déjà présente dans la culture de la laitue) + fertirrigation réduite de 33.3%.
Expérimentation en serre froide (octobre - novembre 2004) sur 84 plants par test dans 8 parcelles randomisées, à raison de 4 par test. Chaque parcelle (2 x 1 m) contenait 21 plants disposés en trois rangées. Fertirrigations [nitrate de calcium (16% di N-nitrique), sulfate d’ammonium (21% di N-ammoniacal), ternaire hydrosoluble NPK 9.15.30, chlorure de potassium (50% de K)] au moyen d’une installation fixe à tube goutte à goutte : 84 gouteurs (débit total de 176 l/h) pour le Contrôle, 56 gouteurs (débit total de 117 l/h) pour le Test 1. Pour les deux tests, on a effectué une fumure de fond avec du fumier de poule (3 t/ha).

Tomate de table (Solanum lycopersicum)

Expérimentation en serre par l’Institut agraire “Spallanzani” de Castelfranco Emilia (Modène) sur 15 parcelles (1 x 3 m) randomisées (3 pour le Contrôle et 3 pour chaque test).

Terrain : argileux
Contrôle : terrain tel quel.
Test 1 : terrain amendé avec 1 Kg/m2 de zéolite en l’état naturel
Test 2 : terrain amendé avec 3 Kg/m2 de zéolite en l’état naturel
Test 3 : terrain amendé avec 6 Kg/m2 de zéolite en l’état naturel
Test 4 : terrain amendé avec 3 Kg/m2 de zéolite enrichie en NH4 après son utilisation dans l’épuration des eaux usées urbaines.

Poivron cv. Almuden
Exploitation horticole “Guerra Adriano” (Borgo Montenero, Latina)

Terrain : sableux.
Contrôle : terrain tel quel + fertirrigation traditionnelle
Test 1 : terrain amendé avec 10 Kg/m2 de zéolite + fertirrigation réduite
Test 2 : terrain amendé avec  15 Kg/m2 de zéolite + fertirrigation réduite
Expérimentation en serre froide (avril – octobre 2004) sur 60 plants par test dans 9 parcelles randomisées, 3 par test. Chaque parcelle (7.5 x 1.33 m) contenait 20 plants. Pendant la culture, des fertirrigations périodiques ont été faites au moyen de tuyaux (débit 5 l/h/m) avec valve de fermeture pour réduire les volumes fertirrigués dans les parcelles des tests 1 et 2.

Courgette var. President

Expérimentation insérée dans le cycle normal de production agricole de l’Istituto Tecnico  Agrario Statale (ITAS) de Palidano (Mantoue) comprenant une première phase de culture avec semis, germination et repiquage en serre chauffée et une seconde phase de production avec transplantation, levée, nouaison et récolte en plein champ.
Substrat de base : 40% de terrain agricole + 30% de lisier exploitable + 30% de tourbe noire
Terrain agricole : limoneux-argileux.
Contrôle : repiquage dans du terreau de base et transplantation dans un terrain agricole
Test 1 : repiquage dans un mélange de terreau de base (80%) et de zéolite (20%); transplantation dans un terrain agricole amendé à 20/25 cm de profondeur avec 3 Kg/m2 de zéolite.
Pour chacun des deux tests, on a utilisé 10 plants sur une superficie de 22 m2.

Melon cv. Bingo

Expérimentation insérée dans le cycle normal de production agricole de l’Istituto Tecnico Agrario Statale (ITAS) de Palidano (Mantoue) qui prévoit le semis anticipé et le maintien en serre jusqu’à la transplantation en tunnel.
Terreau de base : 40% de terrain agricole + 30% de lisier exploitable + 30% de tourbe noire
Terrain argileux : limoneux-argileux
Contrôle : repiquage en pot (Ø 8 cm) contenant un terreau de base fertilisé avec 1 Kg/m3 de NPK 11-22-16 et 2 Kg/m3 de NP 18-46; transplantation de 14 plants dans une parcelle (20 m2) de terrain agricole fumé avec 38 g d’urée à 46%, 247 g de sulfate K à 30% et 160 g de superphosphate minéral à 21%.
Test 1 : repiquage en pot (Ø 8 cm) contenant un terreau de base fertilisé comme dans le Contrôle; transplantation de 14 plants dans une parcelle (20 m2) de terrain agricole amendé avec 4.5 Kg/m2 de zéolite et une fumure réduite de 50% par rapport au Contrôle.
Test 2 : repiquage en pot (Ø 8 cm) contenant 70% de terreau de base et 30% (p/p) de zéolite chabasite avec fertirrigation réduite de 30% par rapport au Contrôle; transplantation de 14 plants dans une parcelle (~ 20 m2) de terrain agricole amendé avec 4.5 Kg/m2 de zéolite et une fumure réduite de 50% par rapport au Contrôle.

Kg et nombre (No.) de melons (poids moyen ~ 0.94 Kg) récoltés dans la culture traditionnelle (Contrôle) et dans les cultures expérimentales (Test 1 et Test 2). GZ = degré de sucre (Brix) moyen.

PASSAGLIA E., BELLARMI T., GUIDETTI A., MERLOTTI F. (2005).- Zucchine e meloni su zeolitite, più resa e meno concimazione. L’Informatore Agrario, 50, 55-57.

Fraise cv. Pagiaro
Exploitation horticole “Donato Mariani” (Cisterna di Latina).

Terrain : argileux-limoneux
Contrôle : terrain tel quel + irrigation traditionnelle
Test 1 : terrain amendé avec 8.4 Kg/m2 de zéolite + irrigation réduite de 40%
Expérimentation en serre froide (août 2004 – juillet 2005) dans 2 serres contiguës de 215 m2 (43x5 m) contenant chacune 3160 plants disposés en 3 rangées parallèles avec 18 cm d’écart.

Récolte (a) et consommation d’eau irriguée (b) dans la culture traditionnelle (A dans la figure) et dans les tests expérimentaux (B dans la figure).

Actinidia (Kiwi) cv. Zespri gold
Exploitation “Contarino” (Bufolareccia, Cisterna  di Latina).

Terrain : sableux-argileux
Contrôle : terrain tel quel + fertirrigation traditionnelle
Test 1 : terrain amendé avec 10 Kg/m2de zéolite + fertirrigation réduite de 17% 
Test 2 : terrain amendé avec 15 Kg/m2 de zéolite + fertirrigation réduite de  37%
Expérimentation de plein champ (juin – novembre 2004) sur 45 plants (7 ans) randomisés, dont 36 femelles (12 par test) et 9 mâles (3 par test). L’apport de zéolite des tests 1 et 2 a été fait tout au long de la rangée de plants sur une largeur de 240 cm (120 cm de chaque côté) avec enfouissement sur 10 cm par fraisage. Fertirrigation et correction du pH par une installation fixe avec 501 g de HNO3 à 53% (59 g de N) par m3 d’eau. Pour les tests 1 et 2, il y a eu un plus petit nombre de fertirrigations.

PASSAGLIA E. & POPPI S. (2005). - Risparmio idrico e di fertilizzanti nella coltivazione di ortaggi e frutta in terreni ammendati con zeolitite a chabasite. Atti 3° Convegno AISSA “Il pianeta acqua nel continente agricoltura”, Reggio Emilia, 6-7 Dicembre 2005, 109-110.

Gazon

Expérimentation effectuée au Département d’agronomie et de gestion de l’agroécosystème de l’Université de Pise.
Culture : Festuca Arundinacea Schreb cv. Villageoise
Substrat d’enracinement : USGA (United States Golf Association) constitué de sable quartzeux (85%) et de tourbe (15% v/v)
Contrôle : substrat USGA
Test 1 : substrat USGA (85%) + zéolite (15% v/v)
Test 2 : substrate USGA (70%) + zéolite (30% v/v)

Caractéristiques (couleur et aspect esthétique général : 1 = mauvais ; 9 = excellent) des gazons cultivés sur un substrat traditionnel (Contrôle) et amendé avec différentes quantités de zéolites (tests 1 et 2) et des quantités correspondantes de N lessivé.