Utilisation des boues d'épuration comme milieu de culture pour la production d'inoculants à base de rhizobium.

La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de \nce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce \nrésumé peut être lue en PDF. L'utilisation des boues d'épuration pour la production d'un inoculum commercial de \nrhizobium à été démontré en tenant compte de leur composition en éléments nutritifs \ncapable de supporter la croissance des rhizobia. La première étape du projet consistait \nà caractériser des boues de différentes origines et à tester la croissance de deux \ngroupes de rhizobia (à croissance rapide: Sinorhizobium meliloti, Rhizobium \nleguminosarum bv. viciae et à croissance lente: Bradyrhizobium japonicum et \nBradyrhizobium elkanii). Les essais de croissance en erlenmeyer ont montré la \npossibilité d'utiliser les boues comme milieu de culture pour les rhizobia et que \ngénéralement le nombre de cellules de rhizobia dépasse 1 x 1 09 ufc/ml après 72h de \ncroissance. Ajoutons à cela que la variabilité de la composition des boues affecte le \ntemps de génération, le rendement en cellules et l'indice de nodulation sur les \nlégumineuses hôtes. Par ailleurs, une concentration élevée en solide totaux tend à \ndonner un temps de génération élevé. En outre, les boues primaires peuvent inhiber la \ncroissance des cellules et l'utilisation d'un prétraitement acide, alcalin et oxydatif \naugmentent la biodégradabilité des boues primaires et en conséquence le compte \ncellulaire (cas de S. meliloti). \nL'effet de la concentration des solides en suspension et d'un prétraitement acide (pH \n2.0 à pH 6.0 obtenu avec du H2S04) et alcalin (50 à 200 meq/L NaOH) des boues \nprimaire (boue de Black Lake primaire) et secondaire (boue de Black Lake \nsecondaire) a été étudié sur la croissance de S. meliloti. Dans les boues primaires ainsi \nque dans les boues secondaires, quelques traitements acides et alcalins ont causé une \naugmentation des comptes cellulaires et une réduction du temps de génération de S. \nmeliloti et ceci est en fonction de la concentration en solides en suspension. Par \nexemple, dans les boues primaires non-traitées, le nombre le plus élevé de cellules \n(11.lOxl09ufc/mL) a été obtenu avec 1.3% de solides en suspension. Cependant, un \ndénombrement maximum de 13.00xl09ufc/mL a été atteint avec un traitement acide à \npH 2.0 sous une concentration de 0.325% de solides en suspension, alors que le \ntraitement alcalin avec 100 meq/L NaOH à 0.65% de solides a augmenté le rendement \ndes cellules à 21.00x 109cfu/mL. Les résultats de cette partie expérimentale ont \nmontré aussi que S. meliloti produit dans les boues traitées a maintenu sa capacité à \nnoduler la luzerne. \nL'effet de l'addition de sources de nutriments (extrait de levure et glycérol) à la boue \nsecondaire de la Communauté Urbaine de Québec (CUQ) sur la souche S. meliloti à \nété étudié. Les résultats ont montré que le nombre de cellules ainsi que le temps de \ngénération ont été affectés par l'addition de ces sources de nutriments et que le \nnombre maximal de cellules de 8.85x109ufc/ml à été observé au bout de 32 heures \nd'incubation après addition de 4 g/l d'extrait de levure. De même l'addition du \nglycérol, aux échantillons de boue contenant 4 g/l d'extrait de levure a amélioré \nencore la croissance rhizobiale et la valeur la plus élevée de 16.5xl0 9ufc/ml a été \nobtenue avec 7.5 g/l de glycérol. \nL'effet du contrôle du pH sur la souche S. meliloti dans les boues de CUQ à été étudié \nen fermenteur de 15 litres équipé d'un contrôleur de pH. Dans cette expérience en \nfermenteur, il a été observé que le pH n'était pas un facteur limitant et l'augmentation \ndu pH à 8.85 dans le fermenteur non contrôlé semble n'avoir aucun effet sur la \ncroissance de la souche en question. \nIl a été aussi prouvé que la boue offre une meilleure protection pour la survie du \nrhizobia (S. meliloti cultivée dans la boue de CUQ) durant la congélation- \ndécongélation à -20°C que le milieu standard (milieu à l'extrait de levure et au \nmannitol: YMB). Les résultats ont montré également la possibilité d'utiliser la boue \ncomme support (Cas de la boue de Jonquière) par ce qu'elle supporte, comme la \ntourbe, la survie de S. meliloti et que le nombre de cellules demeure acceptable \ncomparativement au standard quelque soit l'origine de l'inoculant (préparé dans les \nboues ou dans YMB) et la température de conservation (4 ou 25°C). \nFinalement, l'efficacité des inoculants (cas de S. meliloti) à base de boue (inoculant \nsolide ou liquide) a été étudiée et comparée à celle des inoculants à base du milieu de \nculture standard (YMB) pour le cas de la luzerne cultivée dans des pots contenant \ndeux types de sol (Kamouraska: sol argileux et Saint-André: sol sableux) fertilisés \n(fertilisant commercial) et amendés à des doses de 60 et 120KgN/ha (avec des boues \nsecondaires de la CUQ). Les résultats des rendements de la luzerne en matière sèche \net en azote ont montré que les inoculants à base de boue ont le même potentiel que \nceux à base d'YMB et tous les inoculants (inoculant solide ou liquide) ont la même \ntendance. Ajoutons à cela, l'application des boues comme amendement a augmenté le \nnombre du rhizobia dans les sols et a amélioré significativement le poids sec et le \ncontenu en azote de la luzerne. Cette amélioration augmente avec l'augmentation de la \ndose des boues et avec la coupe. Cependant, l'application du fertilisant azoté a donné \ndes faibles rendements de la plante. Les résultats ont montré aussi que le processus de \nnodulation a été toujours maintenu dans les sols amendés et fertilisés et que les \nmacroéléments et les métaux lourds apportés par les boues sont à un niveau acceptable \net ne sont pas considérés comme des facteurs négatifs dans cette étude. Cependant, les \nmeilleurs rendements obtenus avec le sol de Kamouraska par apport à celui de SaintAndré \nsemble être en relation avec leurs caractéristiques.

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