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Ecological Solutions Roundtable
AGRO-BIO - 370 - 07
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par Jean Duval, agr., M.Sc. juin 1991L'industrie laitière génère des résidus liquides de deux types soit les eaux qui proviennent du nettoyage des laiteries et les résidus générés par la transformation du lait. Ces derniers résidus se présentent comme lactosérum c'est-à-dire le petit lait de fromage, le petit lait de beurre et les résidus de caséine. Tous ces résidus laitiers sont nuisibles lorsque déversés dans les cours d'eau car ils contribuent à leur eutrophication. Heureusement, près de la moitié du petit lait est transformé en poudre de petit lait au Canada. La déshydratation requiert cependant beaucoup d'énergie. On a donc intérêt à valoriser ces résidus en agriculture.
La valorisation agricole des résidus laitiers peut s'effectuer soit en production animale ou en production végétale. Muller a évalué en 1979 que 8% du petit lait servait à l'alimentation porcine et que 25 % était épandu sur les terres.
Tous les chercheurs ayant étudié l'utilisation des résidus laitiers s'entendent pour dire que ces résidus doivent d'abord être valorisé en production animale lorsque cela est possible. En termes économiques, cela veut dire que le point d'utilisation doit être en-deçà de 30 ou 40 km du point de production des résidus (Ghaly et Singh, 1985). Les eaux de laiteries pouvant contenir des détergents et désinfectants, seulement le petit lait peut servir de façon sécuritaire à l'alimentation animale. L'utilisation en production porcine et autre est très bien documentée et nous n'élaborerons pas sur le sujet(1).
Tableau 1 - Valeur alimentaire des résidus laitiers
| Composante | Eaux de laiterie (% M.S.) | Lactosérum (% M.S.) |
| Protéines | 48.5 | 9-13.5 |
| Lipides | 3.0 | 0.7-5 |
| CH2O | 34.5 | 60-80 |
| Cellulose | 4.5 | -- |
| Minéraux | 14.0 | 7.5-13 |
1. Voir les références suivantes: Berry (1923), Boudier et Luquet (1981), Fisher et Lister (1974), Lodge et Elliot (1974) et Muller (1979).
La valeur fertilisante des résidus laitiers est très variable. Elle dépend des procédés de transformation et de la composition du lait qui varie selon l'alimentation des troupeaux et donc des sols d'une région. Le tableau suivant présente les valeurs rencontrés dans la litérature.
Tableau 2 - Valeur fertilisante des résidus laitiers
| Type de résidus | Référence | %MS | % de l'élément sur base sèche | |||||
| N | P | K | Ca | Mg | Na | |||
| Eaux de laiteries | Schropp et Vogt, 1966 | .08 | 2.8 | 1.7 | 14.0 | |||
| Jump et al., 1981 | .08 | 13.6 | 0.9 | 22.8 | 11.5 | 2.0 | 14.4 | |
| Petit lait de fromage | Sharratt et al., 1962 | 5.5 | 2.2 | 0.7 | 2.7 | 0.5 | .08 | .08 |
| Schropp et Vogt, 1966 | 3.6 | 4.4 | 2.6 | 1.8 | ||||
| Petit lait de fromage, de beurre et caséine | Wells et Whitton, 1996 | 6.1 | 24 | 7.5 | 3.5 | 3.2 | ||
En plus des éléments retrouvés dans le tableau précédent, les résidus laitiers contiennent des éléments mineurs dont la quantité est encore plus variable.
Effet sur l'acidité: Sharratt et al. (1959) ont conclu de leurs travaux que le petit lait avait peu d'effet sur l'acidité d'un sol à pH neutre ou bien chaulé mais qu'il pouvait être acidifiant en sol à pH de 5.5. ou moins.
Effet sur la disponibilité des éléments: Il faut compter sur un effet résiduel du petit lait en deuxième année d'application, car l'azote organique est lentement disponible. Dans le cas de très fortes doses (2440 à 3660 m3/ha), les effets résiduels seraient suffisants pour une culture de maïs sans autre apport d'engrais l'année suivante. En sol sableux, Zabbek (1968) a observé une augmentation de la disponibilité du phosphore, potassium et manganèse avec l'apport de petit lait mais une diminution de la disponibilité en Ca.
La salinité dans la couche de labour provoquée par l'application de petit lait peut nuire aux plantes, mais le fait n'est que temporaire car le sodium est rapidement lessivé.
Le petit lait a augmenté l'aggrégation d'un loam limoneux selon Sharratt et al.(1959). La dose optimum pour favoriser l'aggrégation était de 378 t/acre (850 m3/ha) de liquide.
En Nouvelle-Zélande où il est courant d'irriguer les pâturages avec les résidus laitiers, les chercheurs ont remarqué que les sols à faible structure peuvent être endommagés par l'application de petit lait, car l'abondance de végétation qu'elle amène incite les producteurs à mettre plus de têtes sur une même superficie.
Effet sur la microflore: Konar et Arioglu (1987) ont observé une augmentation de la nodulation dans le soya de 254,5 % lorsque 60 t/ha de petit lait étaient apportées à 50% de la floraison, et une augmentation de 171,9 % avec un apport de 40 t/ha à 50% de la fructification.
Les résidus laitiers appliqués dans un sol humide de texture fine accroissent les populations d'Azotobacter, clostridiens fixateurs d'azote (Di Menna, 1966). Cooper (1982) a par ailleurs constaté une augmentation générale des populations microbiennes par l'épandage de lait au champ.
Effet sur la pédofaune: Les résidus laitiers peuvent avoir un impact sur les populations de vers de terre. L'étude de Yeates (1975) réalisée en Nouvelle-Zélande a démontré que l'application au champ d'eaux de laiterie stimule les populations de vers de terre. De même, les expériences de Hatanaka et al. (1983) ont prouvé la faisabilité de l'élevage de vers de terre du genre Eisenia (vers à compost) sur des eaux de laiterie déshydratées additionnées de matériaux cellulosiques.
Contrairement aux eaux de laiterie, le lactosérum ou petit lait de fromagerie ne semble pas avoir fait l'objet d'études scientifiques quant à son action sur les lombrics. Daniel Lapointe, producteur laitier biologique de l'Estrie, a cependant constaté une recrudescence des populations de vers de terre suite à l'épandage de petit lait sur ses champs.
Sachant que les vers sont le reflet de la microflore, on peut conclure que l'augmentation générale de la microflore résultant de l'épandage des résidus laitiers va aussi entraîner l'augmentation des populations de vers de terre.
Le tableau 1 montrait que les eaux de laiterie sont plus riches en protéines et en minéraux que le petit lait qui est par contre plus riche en glucides. Les eaux de laiterie devraient donc favoriser un développement plus rapide des vers de terre que le lactosérum. Ces deux substrats sont toutefois faibles sur un point: ils sont pauvres en cellulose et autres fibres indiquant qu'il peuvent difficilement être employés seuls pour alimenter des vers.
Pour accroître les populations de vers de tere, il apparaît donc avantageux de recycler les résidus laitiers liquides en les appliquant sur les terres agricoles, en particulier sur des résidus riches en cellulose comme de la paille.
L'effet de l'application de résidus laitiers sur la croissance des végétaux est avant tout fonction des doses et du moment d'application mais on doit aussi tenir compte de la culture et des sols.
Prairies et pâturages
Généralement, les graminées profitent bien du petit lait alors que la luzerne en profite peu. Avec cette dernière, on ne doit pas dépasser 62m3/ha/semaine de petit lait(2)
(Sharratt et al., 1959).
Le petit lait semble particulièrement bénéfique en sol léger. Berry (1923) a observé que l'application de 2,5 m3/ha de petit lait dans un sol sableux infertile en pâturage pendant plusieurs années a augmenté la croissance et la vigueur des plantes. De même, Zabbek (1968) a observé sur sol sableux une augmentation de plus du double de la valeur protéique des fourrages avec l'application de petit lait lorsque comparé à une fertilisation NPK. Le petit lait a de plus augmenté le niveau de NPK dans les fourrages mais a diminué leur teneur en matière sèche.
Avec les eaux de laiteries, Jump et al. (1981) ont observé un accroissement du contenu en nitrates et en potassium des plantes lorsqu'une dose moyenne de 485 m3/ha/jour était appliquée à l'année sur un loam limoneux en fétuque (il s'agissait d'une bande-filtre végétale de 350 m2). Les niveaux de nitrates dans le fétuque n'étaient pas assez élevés pour nuire aux animaux. Les graminées vivaces adaptées aux conditions de sol humide étaient favorisés plus que le fétuque par les applications d'eaux de laiterie.
2. Taux de matière sèche non spécifié dans l'article.
Cultures
Dans les cultures, un effet nuisible temporaire est possible. Ainsi, le petit lait nuirait à la germination du maïs, de l'orge et surtout de la féverole (Schropp et Vogt, 1966). Dans une expérience en serre, l'application au semis de 112.5 t/ha de petit lait a d'abord retarder la croissance de l'avoine mais a finalement permis d'augmenter les rendements par rapport au contrôle (Cain, 1953).
Dans la culture du maïs, Sharratt et al. (1962) ont observé une stimulation de la croissance racinaire après l'application de petit lait. Des doses de 610 à 1220 m3/ha (2 à 4 pouces-acres) épandues sur une période de trois semaines au printemps ont permis d'augmenter les rendements de maïs de 30 à 40 % la même année d'application par rapport à un contrôle non-fertilisé. Le petit lait augmente le contenu en potassium, manganèse, nitrates et phosphore du maïs mais diminue le contenu en calcium et magnésium.
Dans une étude turque comparant différents taux d'application (0, 20, 40, 60 t/ha), le plus haut rendement de soya a été obtenu avec l'application de 40 t/ha de petit lait de fromage.
Plusieurs des études récentes sur l'épandage des résidus laitiers cherchaient à vérifier les risques possibles de contamination des nappes d'eau.
Lessivage
Dans le cas du petit lait, Ghaly et Singh (1985) ont examiné la percolation des différentes formes d'azote dans trois sols de Nouvelle-Ecosse. Leur analyse indiquait que les formes d'azote du petit lait se répartissait ainsi: ammoniaque 1,37%; nitrates 1,54%; nitrites 0,11%; azote organique 96,98%. L'application maximum de petit lait à considérer est fonction:
Ghaly et Singh ont appliqué un taux d'environ 300 m3/ha, taux approprié pour la fertilisation du maïs lorsqu'on considère que seulement la moitié de l'azote organique sera disponible la première année. Leur expérience faite en laboratoire sur un sol à nu indique qu'un tel taux peut contaminer la nappe d'eau en nitrates au-delà des limites permises pour l'eau de boisson des animaux pendant les premiers jours après l'application mais que la situation se stabilise rapidement. On en conclue qu'il est préférable d'appliquer des taux inférieurs sur sol à nu ou mieux de limiter les applications importantes aux sols couvert de végétation. C'est d'ailleurs cette dernière solution qui est adoptée souvent pour l'application au champ d'eaux de laiterie.
Bande-filtre végétale
Des chercheurs américains ont démontré l'efficacité de la bande-filtre végétale pour disposer des eaux de laiteries. Yang et al. (1980) en Illinois ont observé en une année une diminution de 99% de la demande biologique en oxygène (DBO) et de 90% de la quantité de phosphore dans la nappe d'eau lorsque des eaux de laiteries étaient épandues à raison de 3,01 cm/semaine sur une bande-filtre de 10 x 35 mètres inclinée à 3% et couverte de fétuque élevée. La bande en question se trouvait implantée dans un loam limoneux possédant une couche induré à 50 cm sous la surface. Dans une expérience semblable, Schwer et Clausen (1989) au Vermont ont conclu après deux ans qu'une bande-filtre de 10 x 20 mètres implantée en fétuque, raygrass et pâturin sur loam sableux fin avec 2% de pente pouvait retenir 95% des solides, 89% du phosphore et 92% de l'azote contenues dans des eaux de laiteries appliquées à raison de 2,94 cm/semaine. Ils ont remarqué que les pertes par écoulement en surface étaient minimes par rapport aux pertes par percolation et que le système démontrait une rétention beaucoup plus grande en saison chaude qu'en saison froide.
Contaminants
Les eaux de laiteries contiennent de 0.35 à 1.2 kg de détergents et désinfectants par tonne de liquide. Selon Schropp et Vogt (1966), 62 produits testés n'avaient pas d'influence sur les plantes même à une plus grande concentration. Les produits de nettoyage explique le fait que les eaux de laiteries soient riches en K et Na. Le chlore provenant des détergents est à considérer puisqu'on en retrouve de 1,1 à 1,8 % sur une base sèche dans le petit lait selon Sharratt (1961).
Utilisation du petit lait dans les fosses à fumier
L'apport d'eau dans les fosses à fumier est parfois nécessaire pour en faciliter l'épandage. Daniel Lapointe, producteur laitier biologique de Bury en estrie, ajoute du petit lait provenant de sa fromagerie plutôt que de l'eau. Les avantages qu'il voit à utiliser le petit lait à cette fin sont nombreux:
La méthode que Daniel Lapointe conseille est de brasser souvent et vigoureusement la fosse pour une période de deux ou trois semaines après l'ajout de petit lait et d'épandre sans plus attendre après ce laps de temps, sans quoi le problème d'odeurs serait pire que sans apport de petit lait.
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