Export de silicium par les cultures de riz par rapport aux flux de Si exportés par les rivières dans les arcs insulaires volcaniques

Details

Supervisors

Opfergelt, Sophie ; Delmelle, Pierre

Faculty

Faculté des bioingénieurs

Degree label

Master [120] : bioingénieur en sciences et technologies de l'environnement

Abstract

A long terme l’altération des silicates de magnésium et de calcium consomme du CO2 atmosphérique. Les régions volcaniques sont responsables de 30 % de la consommation totale de CO2 atmosphérique par l’altération des silicates bien que ces régions représentent moins de 5 % de la surface de la terre. Le flux de silicium (Si) exporté par les rivières est utilisé pour les calculs des flux d’altération. Les cultures accumulatrices de Si dans ces régions pourraient impacter les flux de Si exportés par les eaux de rivière utilisés pour calculer les flux d’altération. Ce mémoire vise à évaluer si les flux de Si exportés par les cultures sont significatifs par rapport aux flux de Si des eaux de rivière dans deux sites situés dans des arcs insulaires volcaniques. Ces zones volcaniques sont caractérisées par à la fois des taux d'altération élevés et des sols fertiles, ce qui en fait des sites d'étude idéaux pour répondre à notre objectif. La culture de riz en particulier est étudiée dans ce mémoire car c’est la culture qui produit le plus de Si biogénique annuellement à l’échelle mondiale. Les sites étudiés sont les volcans actifs de l’Aso, au Japon, et de l’Ijen, en Indonésie. Pour chaque site, des plants de riz sont analysés pour différentes parcelles. Une analyse de la biomasse et de la concentration en Si de ces plants de riz est effectuée. L’export de Si par les cultures de riz est calculé à l’aide des données de biomasse et de concentration en Si des plants de riz. Les flux de Si des eaux de rivière sont déterminés à partir du débit des rivières et de leurs concentrations en Si. La comparaison des flux de Si exportés par les cultures de riz à l’échelle d’un bassin versant par rapport aux flux de Si des eaux de rivière montre que ces flux sont significatifs. En tenant compte des pratiques culturales des sites, le flux de Si exporté par les cultures de riz par rapport au flux de Si exporté par les eaux de rivière représente 62,5% pour le Mont Aso et 17,9% pour le Kawah Ijen. Différents scénarios ont également été réalisés et les résultats obtenus montrent l’influence des pratiques culturales lors du calcul des flux de Si exportés par les cultures. En effet, les pratiques culturales telles que le nombre de récoltes par an ou la restitution éventuelle de parties non comestibles font varier considérablement les flux de Si exportés. De plus, on peut envisager que l’export de Si par les cultures est plus significatif encore si l'on tient compte des autres cultures accumulatrices de Si. Ce mémoire suggère que les flux de Si exportés par les cultures devraient être pris en considération lors des calculs de flux de Si liés à l'altération dans les arcs insulaires volcaniques, ceci afin d'améliorer les estimations de la consommation en CO2 atmosphérique associée à l'altération dans ces régions.