Letteratura scientifica selezionata sul tema "Rétention en azote"

Résumé Il s’agit d’une étude préliminaire sur le traitement d’effluents de conditionnement de la seiche avant congélation en vue de réduire la charge polluante des rejets et de valoriser l’encre qu’ils contiennent. Deux types de procédés ont été mis en oeuvre : d’une part, la centrifugation, qui permet de fractionner la suspension d’encre de seiche entre un culot noir à DCO (Demande Chimique en Oxygène) élevée et un surnageant limpide et, d’autre part, l’ultrafiltration (UF) et la microfiltration (MF). Les flux de perméat obtenus par les deux procédés à membranes sont du même ordre de grandeur (25 à 30 L·h‑1·m‑2 sous 1,5 bar). La rétention moyenne en DCO est de 65 % et la rétention en COT (Carbone Organique Total) et azote protéique (NTK) de plus de 95 %. Cependant le colmatage irréversible de la membrane de MF conduit à préférer l’UF, plus facilement régénérable.

L’industrie agro-alimentaire produit une quantité importante de résidus, ou co-produits, dont certains sont potentiellement valorisables. Dans cette étude, les écailles de cacao, un résidu de la fabrication du chocolat, ont été étudiées comme support de biomasse dans un biofiltre aérobie à co-courant ascendant. L’influence de divers paramètres (temps de rétention hydraulique (TRH), granulométrie du support, apport de nutriments, pH) a été vérifiée sur la performance d’élimination de la demande chimique (DCO) et biochimique (DBO5) en oxygène. Un support plastique (Kaldnes, K1) a été utilisé comme support contrôle de biomasse. Les écailles de cacao ont démontré un bon potentiel pour le traitement d’effluents agro-alimentaires fortement chargés (DCOtot 3000–6000 mg·L–1). Les résultats obtenus montrent que les performances épuratoires des écailles sont inférieures à celles du support plastique. Les écailles de cacao doivent également être remplacées à une fréquence d’environ une fois toutes les 2 à 3 semaines. Toutefois, les boues produites par le traitement, composées d’écailles usées et de biomasse, sont riches en azote et peu contaminées et sont donc potentiellement valorisables en agriculture ou par compostage.

Le compostage représente une stratégie efficace pour recycler la biomasse sylvicole afin de confectionner des substrats de croissance adéquats pour la production des plants forestiers. Suite au processus de compostage de sept mois, les déchets sylvicoles ont atteint un degré de maturité en termes d'absence de phytotoxicité (déterminé selon le biotest de germination). Le compost ainsi obtenu est utilisé afin d'élaborer six substrats de croissance selon différentes granulométries. Les résultats obtenus montrent que le type de criblage du compost (simple criblage, double criblage sur refus ou double criblage sur tamisat) agit significativement sur les caractéristiques relevées sur le plan physique (porosités totale, d'aération et de rétention) et sur le plan chimique (pH, conductivité électrique, teneurs en matière organique, azote, phosphore et potassium) du substrat, et par conséquent, sur les comportements germinatif (pourcentage cumulé de germination) et végétatif (hauteur, diamètre et ratio de robustesse) des plants d'Acacia cyanophylla produits en conteneurs sur les divers substrats étudiés. Le substrat préférable de culture est le tamisat issu du double criblage aux mailles carrées 12 x 12 mm et 8 x 8 mm dans le contexte expérimental choisi.

ABSTRACT Objective: In order to promote the rational use of the various biochars in the sandy soils of Kinshasa, a study was carried out to evaluate some physicochemical parameters of four types of biochars (Acacia sp, Bambusa sp, Eichchornia crassipes and Hymenocardia acida). Methodology and results: four species of trees were used to make the biochars. These were analysed and the following parameters determined: cation exchange capacity, pH-water, nitrogen and total carbon, assimilable phosphorus, potassium, calcium and water retention capacity. With regard to the physico-chemical parameters analysed, the following conclusions were formulated; regarding pH, biochars from hardwoods (Acacia sp and Hymenocardia acida) showed an alkaline pH and those from less softwoods (Bambusa sp and Eichchornia crassipes) had neutral pH; the same results were found with the cation exchange capacity. All biochars used are generally rich in carbon and potassium content. On the other hand, nitrogen and exchangeable cation contents are low, except for the biochars of Acacias sp. The water retention capacity is very high on hardwood biochars than on those made from softer woods. Conclusion and application of the results: To amend sandy and acidic tropical soils with biochars require the following recommendations. - The use of biochars from hardwoods because they contain high concentrations of plants nutriments and have a good pH (8.1) that could play the essential role in neutralizing soil acidity. - Biochar should be ground to obtain a particle size of less than 2 mm for good retention of water and mineral elements. The smallest particles induce faster effects; however, their impact is often short-lived. Keywords: biochars, Acacia sp, Bambusa sp, Eichchornia crassipes and Hymenocardia acida. RÉSUMÉ Objectif : Dans le but de promouvoir l’utilisation rationnelle des différents biochars dans les sols sableux de Kinshasa, une étude a été menée pour évaluer certains paramètres physico-chimiques de quatre types des biochars (fabriqués à partir d’Acacia sp, Bambusa sp, Eichchornia crassipes et Hymenocardia acida) afin de préconiser ceux qui présentent les meilleurs caractéristiques. Méthodologie et résultats : quatre espèces d’arbres ont été utilisées pour fabriquer les biochars ; ces derniers ont été analysés et les paramètres suivants ont été déterminés : la capacité d’échange cationique, le pH-eau, les teneurs en azote et carbone total, phosphore assimilable, potassium, 17680 Ekuya et al., J. Appl. Biosci. Vol: 170, 2022 Physico-chemical characteristics of the biochars of Acacia sp, Bambusa sp, Eichchornia crassipes and Hymenocardia acida. calcium et la capacité de rétention d’eau. Au regard des paramètres physico-chimiques analysés, les conclusions ci-après ont été formulées ; concernant le pH, les biochars issus des bois durs (Acacia sp et Hymenocardia acida) ont présenté un pH alcalin et ceux de bois moins durs (Bambusa sp et Eichchornia crassipes) ont le pH presque neutre ; et les mêmes résultats ont été remarqués avec la capacité d’échange cationique. Quant aux teneurs en nutriments, tous les biochars sont généralement riche en carbone et en potassium. Par contre les teneurs en azote et en cations échangeables sont faibles à l’exception des biochars d’Acacias sp. La capacité de rétention d’eau est très élevée sur les biochars de bois durs que ceux issus de bois tendres. Conclusion et application des résultats : Pour utiliser raisonnablement les biochars dans les sols tropicaux sableux et acide, il convient de recommander ce qui suit ; utiliser les biochars issu des bois durs car ils contiennent des concentrations élevées en éléments minéraux et possède un bon pH (8,1) qui pourrait jouer le rôle capital pour neutraliser de son acidité. Il conviendrait de les broyer d’afin d’obtenir la granulométrie inférieure à 2 mm pour une bonne rétention d’eau et des éléments minéraux. Les particules très fines induisent des effets plus rapides ; toutefois, leur impact est souvent de courte durée. Mots clés: biochars, Acacia sp, Bambusa sp, Eichchornia crassipes et Hymenocardia acida

Le but de cet essai était d’étudier l’influence du remplacement d’une partie des protéines du lait par celles du blé ou du maïs, sur la digestibilité de l’aliment et la rétention azotée, chez le veau de boucherie. Pour cela, 4 laits de remplacement (T, BV, BD et M) ont été distribués à des lots de 6 veaux entre les âges d’environ 4 et 19 semaines. Dans l’aliment T, les protéines étaient apportées en totalité par de la poudre de lait écrémé. Dans les autres aliments, 19 % des protéines étaient fournies soit par du gluten de blé vital (BV) ou dévitalisé (BD), soit par un concentrat protéique de maïs (M). La digestibilité apparente et la rétention azotée, mesurées au cours des 8e et 14e semaines d’âge, n’ont pas été significativement affectées par la nature des protéines de l’aliment : en moyenne, la digestibilité de l’azote a été de 0,95, 0,95, 0,95 et 0,93 pour les aliments T, BV, BD et M, respectivement. Les valeurs calculées ont été de 0,94, 0,93 et 0,86 pour la digestibilité de l’azote des produits BV, BD et M. Les veaux des lots BV, BD et M ont développé des anticorps systémiques contre les protéines étudiées. Cependant, aucune de ces dernières ne semble avoir entraîné de réactions allergiques. La dévitalisation n’a pas eu d’influence notable sur l’utilisation du gluten de blé par les animaux, mais elle a permis d’améliorer son maintien en suspension.

L’arginine est un acide aminé qualifié d’ éventuellement indispensable, parce que la synthèse endogène rénale qui existe est insuffisante pour permettre une croissance normale au jeune mammifère. Les régimes distribués aux animaux en croissance intensive, avec des niveaux d’ingestion élevés, fournissent suffisamment d’arginine. Cependant en cas d’alimentation modérée, des suppléments d’arginine sont susceptibles d’accroître la rétention azotée. En outre, l’amélioration de l’état nutritionnel permise par l’arginine supplémentaire en phase post-traumatique montre une augmentation importante du besoin dans cette situation de stress, ainsi qu’une implication de cette molécule dans les processus d’accrétion tissulaire. Les différentes voies du métabolisme de l’arginine conduisent à des composés tels que l’ornithine, la proline, le glutamate, les polyamines et le NO, dont le potentiel d’action au niveau cellulaire est considérable. Ils sont susceptibles de produire de nombreux effets biologiques et d’expliquer en partie les multiples activités physiologiques autres que nutritionnelles de l’arginine.

L’arginine est un acide aminé qualifié d’ éventuellement indispensable, parce que la synthèse endogène rénale qui existe est insuffisante pour permettre une croissance normale au jeune mammifère. Les régimes distribués aux animaux en croissance intensive, avec des niveaux d’ingestion élevés, fournissent suffisamment d’arginine. Cependant en cas d’alimentation modérée, des suppléments d’arginine sont susceptibles d’accroître la rétention azotée. En outre, l’amélioration de l’état nutritionnel permise par l’arginine supplémentaire en phase post-traumatique montre une augmentation importante du besoin dans cette situation de stress, ainsi qu’une implication de cette molécule dans les processus d’accrétion tissulaire. Les différentes voies du métabolisme de l’arginine conduisent à des composés tels que l’ornithine, la proline, le glutamate, les polyamines et le NO, dont le potentiel d’action au niveau cellulaire est considérable. Ils sont susceptibles de produire de nombreux effets biologiques et d’expliquer en partie les multiples activités physiologiques autres que nutritionnelles de l’arginine.

L’influence du niveau azoté de la ration pour la finition de la vache de réforme de race Charolaise a été étudiée au cours de deux essais successifs portant sur un effectif total de 82 animaux. L’objectif était d’évaluer l’effet strict d’un apport d’azote excédentaire sur la reprise de poids, l’efficacité alimentaire, la proportion de muscle dans le gain de poids de carcasse et les caractéristiques physico-chimiques des deux muscles longissimus du thorax et rhomboïde thoracique. Pour chaque essai, 41 vaches de réforme âgées en moyenne de 5 ans, maigres et taries ont été réparties en 5 lots homologues pour l’âge, le poids et l’état d’engraissement : 4 lots ont été engraissés avec un régime à base d’ensilage de maïs plante entière et de tourteau de soja et un lot de 5 vaches a été abattu au début de la période expérimentale comme témoin initial. Les lots N, M et H1 ont reçu des rations isoénergétiques apportant respectivement 90, 120 ou 160 g de PDI/UFL. Le lot H2 a reçu 160 g de PDI/UFL avec ensilage de maïs ad libitum pour évaluer l’effet du niveau azoté de la ration sur l’ingestion. Le lot N a été abattu à un état d’engraissement optimum (note 3,5 sur 5) et les 3 autres lots à même durée moyenne d’engraissement que le lot N (81 j pour l’essai 1 et 75 j pour l’essai 2). A même quantité d’énergie ingérée, l’élévation du niveau azoté de la ration (lots N, M et H1) n’améliore pas significativement la reprise de poids vif (1320 g/j pour le lot H1 vs 1070 g/j pour le lot N). Les poids de carcasse sont pratiquement identiques (respectivement 376 kg et 382 kg pour les lots N et H1). L’état d’engraissement, apprécié par les proportions de tissu adipeux du 5ème quartier et de la carcasse, a tendance à diminuer avec l’augmentation du niveau azoté. La suralimentation protéique ne modifie pas significativement les teneurs intramusculaires en lipides et collagène ainsi que les caractéristiques de cisaillement, de couleur et de rétention d’eau de la viande. A niveau azoté élevé, lorsque l’ensilage de maïs est distribué à volonté (comparaison lots N et H2), la quantité de matière sèche ingérée augmente de 0,7 kg/j, soit 0,6 UFL. Cette ingestion supplémentaire d’énergie a tendance à améliorer la reprise de poids mais accroît significativement les dépôts adipeux de la carcasse et du 5ème quartier.

L’enjeu était de caractériser et de quantifier les processus d’élimination de l’azote dans un bassin versant agricole artificiellement drainé. Les bilans azotés réalisés sur une série de sous-bassins montrent une rétention en azote à toutes les échelles spatiales. La mesure du δ15N des nitrates dans les eaux de surface et de l’azote organique du sol a mis en évidence des processus de dénitrification souterrains. Le δ15N de l’azote organique des sols apparaît comme un indicateur semi-quantitatif de la dénitrification dans les sols et indique une forte dénitrification de plusieurs dizaines de kgN/ha. Enfin, deux modèles ont été utilisés: le modèle DRAINMOD-N II à l’échelle de la parcelle drainée et le modèle SENEQUE à l’échelle des sous-bassins. Une forte rétention d’environ 20-30 kgN/ha est confirmée dans les sols de bas de versant. Malgré la présence d’un réseau de drainage très dense, le bassin étudié est le siège d’une importante dénitrification, dans les zones de bas de versant.

BIRGAND, FRANÇOIS. Quantification and Modeling of In-Stream Processes in Agricultural Canals of the Lower Coastal Plain. (Under the direction of Dr. R. Wayne Skaggs).Excess nutrient loads have been recognized to be the major cause of serious water quality problems recently encountered in the North Carolina estuaries and coastal waters. There has been a particular concern in coastal watersheds because agricultural and forested lands are located in close proximity to recreational and environmentally sensitive waters. The key to nutrient management at the watershed scale is the understanding and quantification of the fate of nutrients at the field scale and after they enter the aquatic environment. There is no accepted method to describe and predict fate of nutrients in canals and streams. The purpose of this research was to investigate the magnitude of the effects of in-stream processes in agricultural canals of the lower coastal plain and to propose a modeling approach for quantifying nitrogen transformations in such canals. This was accomplished in four steps.The first step was an extensive review of the literature on nitrogen retention in agricultural streams. Nitrogen removal rates in most agricultural canals and streams vary between 50 and 800 mg N/m²/d, with mass transfer coefficient varying between 0.01 and 0.10 m/d. The magnitude of nitrogen retention in streams and canals of agricultural watersheds has been reported to vary between less than 5% to more the 60% of the gross load. In the second step, the effects of biogeochemical processes on chemical and nutrient loads was evaluated in a 1125-m long agricultural canal reach of the lower coastal plain near the town of Plymouth, NC. Chemical and nutrient loads at both ends of the reach were measured by continuous measurement of flow and concentrations. Flow measurements were made using trapezoidal flumes in which flow velocity and depth was continuously measured and recorded with velocity meters. Nutrient concentrations were measured on water samples taken both manually and automatically at strategic times along the hydrographs so that linear interpolation between two consecutive samples could be made. Nutrient addition due to seepage along the reach was estimated. After corrections for lateral contribution, it was estimated that, over the 14-month measuring campaign, 3% of the total nitrogen load entering the upstream end was retained within the reach. This was mostly due to the combination of nitrate retention and release of organic nitrogen (ON) within the reach. Up to 10.2 % of the total phosphorus load measured at the upstream station was retained while 10% of the total suspended solids was also retained. There was a release of inorganic carbon equal to 18.7% more that the load measured at the upstream end.Measurements of algae and macrophyte biomass within the reach, and, measurements of nitrogen and carbon concentration profiles at the sediment-water interface revealed that most of nitrate retention was likely due to denitrification after diffusion from the water-column to the sediment. Release of organic nitrogen was attributed to flux of refractory organic nitrogen from the sediment into the water-column. Assimilation by algae and macrophytes may have accounted for as much as 20% of the total retention of inorganic nitrogen. Rates of nitrate removal and release of organic nitrogen were estimated using the model DUFLOW. Nitrate removal rates varied between 200 and 800 mg NO3-N/m²/d, while release rates of organic nitrogen varied between 100 and 400 mg ON/m²/d. A mass transfer coefficient of 0.3 m/d was obtained for nitrate at two distinct periods of the year.A simple approach was proposed for modeling nitrogen transformations in canals of the lower coastal plain. Transformations are simplified as the combination of downward diffusion of water-column nitrate into the sediment and an upward diffusion of organic nitrogen from the sediment.

Au cours de cette etude, realisee dans le bas adour sur un troncon du fleuve (rang 7) long de 25 km, nous avons voulu connaitre l'impact des ripisylves (1 km#2) et d'une zone inondable dite barthes de l'adour (15 km#2), dans la retention de la matiere et des nutriments. Une estimation des flux de matiere et de nutriments entrant et sortant par le vecteur aquatique a ete realisee dans la zone determinee ci-dessus. Ces flux ont ete calcules a partir de releves bimensuels. Les periodes de crue ont ete suivies avec un pas de temps horaire. Un volume de 2,2. 10#9 m#3 d'eau ecoulee a dax durant une annee a permis le drainage de 160. 10#3 tonnes de m. E. S et de 11. 10#3 tonnes d'azote dissous pour un bassin versant de 7380 km#2. Ce flux varie tout au long de l'annee, il diminue de 30% environ au moment des etiages. La perte d'azote par denitrification est tres limitee sur l'ensemble du lit mineur, elle avoisine 0,14% des flux entrants. Deux crues se sont produites pendant cette annee hydrologique: une crue pluviale au mois de novembre et une crue pluvio-nivale au mois de juin. Elles ont permis respectivement un gain de 10,6% et 26% de m. E. S ainsi que de 19% et 20% d'azote organique pour la zone d'etude. L'azote mineral, par contre, n'a pas ete retenu dans ce secteur lors des hautes eaux. Ces resultats ont ete compares a ceux concernant les retentions de matieres en suspension et de matieres organiques. Des pieges a sediments places dans la zone inondable ont permis d'evaluer les capacites de retention respectives des ripisylves et des barthes. Dans les ripisylves, cet alluvionnement depend de nombreux facteurs (micro topographie, courant d'eau traversant les formations vegetales, pente du terrain, abris naturels, variations amont-aval). Dans les ripisylves, la retention des m. E. S atteint 14 a 22% des flux entrants, celle de l'azote organique est de 6 a 14%. En comparaison, dans les barthes d'une superficie 15 fois superieure, une faible quantite de sediments a ete stockee (0,5%). Les concentrations en azote et en carbone organique sont plus importantes et varient aussi en fonction des saisons. Ainsi les ripisylves, avec une surface de 1 km#2, jouent un role determinant dans la retention des transports solides. Par contre, les barthes, avec une superficie bien plus importante, stockent peu de matiere mais participent tres efficacement a l'ecretement des crues. Elles accumulent peu d'azote et de carbone organique meme si les concentrations en sont plus elevees. Au cours de la conclusion, un developpement a ete propose, reinvestissant les resultats de cette etude dans la perspective d'amenagements du fleuve

En agriculture de conservation (AC), les résidus de cultures sous forme de paillis à la surface du sol associés à la suppression du travail du sol sont une composante intrinsèque des systèmes de culture. L'objectif principal de ce travail était de comprendre les effets de la nature et de la décomposition de mulch de résidus s sur les services d'approvisionnement et de régulation fournis par les sols dans les agrosystèmes en AC de régions tempérées (France) et tropicales (Madagascar et le Brésil). Des études expérimentales ont été réalisées pour obtenir des paramètres de décomposition pour une large gamme représentative de la qualité des résidus végétaux des agrosystèmes étudiés et pour tester et améliorer un modèle de décomposition des mulchs. Ensuite nous avons utilisé le modèle PASTIS_MULCH qui simule les biotransformations C et N et le transport de solutés dans les sols lors de la décomposition des mulchs.Pour la gamme de résidus de tiges testées, la rétention d'eau maximale a varié considérablement et ceci a été expliqué par les caractéristiques physiques du résidu. Avec les données obtenues par une série d'incubations de décomposition de résidus, nous avons proposé un ensemble de paramètres biologiques unique pour le module de décomposition CANTIS, simulant une large gamme de qualité des résidus de culture. L'étude expérimentale dans les colonnes de sol a montré que le mulch de maïs + dolique se décompose plus rapidement que mulch de blé + luzerne. Un régime de pluies fines et fréquentes augmente la décomposition du mulch par rapport à des pluies plus rares et plus fortes et cela est dû au maintien de l'humidité du mulch.Les simulations de scénarios avec PASTIS_MULCH ont montré que la pluie et les conditions d'évaporation classent les résidus de culture vis-à-vis de la décomposition lorsque ceux-ci sont placés en mulch à la surface des sols, tandis que les caractéristiques chimiques des résidus classent ceux-ci vis-à-vis de la décomposition lorsqu'ils sont incorporés. Aucune des situations étudiées pourrait être définie au vu des résultats de simulation comme étant adaptée à toutes les conditions pédo-climatiques et agricoles
In conservation agriculture (CA), crop residues mulches are associated to reduction or suppression of soil tillage and are an intrinsic component of CA. The objective of this work was to understand the effects of nature and decomposition of crop residue mulches on the provisioning and regulating services of agrosystems provided by soils under temperate (France) and tropical (Madagascar and Brazil) conditions. Experimental studies were realized to get decomposition parameters for a large range of residue quality representative of the agrosystems studied and to test and improve a MULCH model. Then we used PASTIS_MULCH model which simulates the C and N biotransformations and solutes transport in soils during mulch decomposition.For a range of plant-stem residues tested, the maximal water retention varied greatly and was only explained by the physical features of the residue. With a series of decomposition incubations, we proposed a single set of biological parameters for CANTIS decomposition module, simulating a large range of crop residue quality. Experimental study in soil columns showed that maize+dolichos mulch decomposed faster than wheat+alfalfa mulch. Frequent and light rain enhanced mulch decomposition compared to infrequent and heavy rain and this was due to the mulch remaining wetter with frequent rain.The simulations of scenarios with PASTIS showed that rain and evaporation conditions ranked crop residues decomposition when placed as mulches while the residue chemical characteristics ranked crop residues decomposition when incorporated. None of the situations studied would be defined as suitable in all pedo-climatic and agricultural conditions

Dans le contexte actuel des enjeux environnementaux, des stratégies innovantes d’amendement organique peuvent être utilisées afin d’améliorer les propriétés agronomiques du sol, tout en augmentant la séquestration du carbone (C) dans le sol. La combinaison de biochar hautement stable avec du compost, matériau riche en nutriments et contenant du C labile, pourrait être une de ces stratégies, dans un contexte d’économie circulaire. L’objectif de la thèse était d’étudier l’existence d’interactions entre biochar et compost et le cas échéant, de déterminer les mécanismes responsables de leurs effets sur la dynamique du C et de l’azote, ainsi que sur les plantes, à différentes échelles de temps. Pour ce faire, nous avons réalisé des expériences au laboratoire et au champ et analysé les stabilités thermiques et biologiques. La stabilité thermique du biochar a été affectée par les interactions biochar-compost, survenant dès leur mélange. L’altération artificielle a induit des changements sur la stabilité biologique des deux composants. Dans les conditions au champ, les processus induits par les interactions biochar-compost n’ont pas impacté significativement la dynamique du C des mélanges, contrairement à leurs effets sur la friabilité du biochar et la dynamique de l’azote. En conclusion, les interactions entre biochar et compost peuvent se produire à différentes échelles de temps et affecter significativement les propriétés des matériaux ainsi que leur performance en tant qu’amendement organique
In the context of global challenge, innovative organic amendment strategies could be used to improve soil agronomic properties in addition to increasing carbon (C) sequestration in soil. The combination of highly stable biochar with compost, a nutrient-rich material containing labile C, may be a solution to improve C sequestration while enhancing soil fertility in the context of a circular economy. Aim of the thesis was to examine if there are biochar-compost interactions and if yes, what are the mechanisms determining their effect on C and nitrogen (N) dynamics and plant growth, at different time scales. To this end we used laboratory and field experiments and analyzed for biological and thermal stability. The thermal stability of biochar was affected by biocharcompost interactions, which may already occur during their blending. Artificial weathering influenced the biological stability of both materials. Under field conditions, these processes did not significantly influence the carbon dynamics of the mixture, while biochar friability and N dynamics were affected by biochar-compost interactions. We conclude that biochar and compost interactions may occur at different time scales and affect their material properties and performance as soil amendment

Les ruisseaux sont d’importants sites de transformations chimiques dû au taux de contact élevé entre l’eau du chenal et leurs sédiments biogéochimiquement réactifs. L’urbanisation entraîne généralement une charge en nutriments et en carbone plus élevée vers les ruisseaux à partir du bassin versant et la modification des formes du chenal se traduisant par une augmentation du débit et réduisant ainsi les transformations biogéochimiques intra-sédiments et contribuant à l’augmentation des exports vers l’aval. Toutefois, il y a peu d’information disponible sur l’influence d’une pression d’urbanisation modérée sur le traitement de l’azote, du phosphore et du carbone dans les ruisseaux ainsi que sur l’importance relative des changements des caractéristiques du bassin versant et du chenal sur le flux de ces éléments. Dans cette étude, nous avons effectué des bilans de masse sur différentes espèces de carbone (C), d’azote (N) et de phosphore (P) dans plusieurs tronçons de ruisseaux ayant différentes utilisations du territoire et caractéristiques géomorphologiques (composition en mouilles, seuils ou courses) afin d’élucider comment ces traits influencent les flux d’éléments au sein d’un ruisseau vierge et d’un ruisseau modérément urbanisé. L’azote s’est avéré être l’élément le plus sensible, avec des concentrations de nitrates 3.5 fois plus élevées dans le ruisseau péri-urbain. Les concentrations de carbone organique dissous étaient légèrement plus élevées dans les sites péri-urbains alors que les niveaux de P total ne différaient pas significativement entre les deux ruisseaux. En termes de flux, les nitrates étaient la forme chimique la plus réactive résultant en une rétention nette dans la majorité des tronçons en contexte vierge alors qu’un export net fût observé dans tous les tronçons en contexte péri-urbain. Nous avons observé une baisse en concentrations de nitrates avec une augmentation d’excès de deutérium de l’eau du chenal, indiquant ainsi une capacité de rétention de l’eau notable au sein du bassin versant favorisant l’élimination d’azote. Au sein des ruisseaux, la présence de mouilles et d’une pente de chenal peu prononcée, traits contribuant aussi à l’augmentation du temps de résidence, ont également favorisés la perte d’azote. Globalement, les nitrates furent les formes chimiques les plus réactives à de faibles pressions d’urbanisation, ce qui suggère que les efforts de restauration visant à augmenter le temps de résidence de l’eau afin de favoriser les pertes par la dénitrification devraient être implémentés autant au sein du bassin versant qu’au sein du chenal des ruisseaux.
Streams are important sites of elemental transformations due to the relatively high contact rates between flowing water and biogeochemically reactive sediments. Increased urbanization typically results in higher nutrient and carbon (C) inputs to streams from their watersheds and increased flow rates due to modification in channel form, reducing within stream net retention and increasing downstream exports. However, less is known on how moderate urbanization might influence the joint processing of C, nitrogen (N), and phosphorus (P) in streams or the relative influence of changes in watershed and stream features on their fluxes. In this study, we performed mass-balances of different C, N, and P species in multiple reaches with contrasting land use land cover and geomorphic features (pools, riffles, runs) to determine the effects of geomorphology versus human influence on elemental fluxes in a pristine and a semi-urban stream. N was the most responsive of all elements, where nitrate concentrations were 3.5-fold higher in the peri-urban stream. Dissolved organic carbon was only slightly higher in the peri-urban site whereas total P not significantly different between streams. In terms of fluxes, nitrate behaved differently between the streams with net retention occurring in the majority of the reaches of the pristine site, whereas net export was observed in all of the reaches of the semi-urban one. We found a decrease in nitrate concentrations with an increase in excess deuterium of the water (d-excess), an indicator of how overall water retention capacity of the watershed favored N loss. Within the stream, the presence of pools, and reduced channel slope, which also increase water retention time, again favored N loss. Overall, nitrate was the most sensitive nutrient to slight urbanization, where higher export to stream was influenced by land use, but where geomorphic features were more important in driving retention capacity.