Le biochar n'est peut-être pas l'additif miracle pour le sol que de nombreux agriculteurs et chercheurs espéraient, selon une nouvelle étude de l'Université de l'Illinois. Le biochar peut augmenter le rendement agricole de certains sols, en particulier ceux de mauvaise qualité, mais il n'y a pas de consensus sur son efficacité. Les chercheurs ont testé les réponses de différents sols à plusieurs types de biochar et n'ont pas pu vérifier leur capacité à augmenter la croissance des plantes. Cependant, l'étude a montré la capacité du biochar à affecter les émissions de gaz à effet de serre du sol.

Les nouvelles découvertes sont publiées dans la revue Chémosphère .

Les additifs de biochar (particules de matière organique brûlées dans un processus contrôlé sans oxygène) fournissent au sol une forme de carbone plus résistante à l'action microbienne que les additifs traditionnels, additifs de biomasse non carbonisés. En théorie, cette propriété devrait permettre au sol de retenir le carbone pour un stockage à long terme, les chercheurs ont dit, car il ne se dégrade pas aussi rapidement que les autres formes de carbone.

"Il existe des rapports contradictoires sur l'efficacité du biochar à utiliser pour augmenter la production agricole ainsi que sur son potentiel en tant que réservoir de stockage de carbone, " a déclaré Nancy Holm, un chercheur du Centre de technologie durable de l'Illinois et co-auteur de l'étude. « Nous sommes entrés dans cette étude en soupçonnant que les variations des types de matières premières du biochar, les méthodes de préparation et la composition du sol étaient à l'origine des résultats contradictoires."

Remédier aux incohérences des recherches passées, l'équipe a conçu une étude systématique utilisant 10 types de sols courants de l'Illinois pour tester les effets du mélange dans différentes concentrations de biochars provenant de trois matières premières différentes :maïs, Miscanthus et bois dur.

Pour ajouter une dimension à l'étude qui est commune dans les contextes agricoles du monde réel, l'équipe a également examiné comment deux autres sources de carbone - les matières végétales brûlées dans un environnement ouvert non contrôlé et les tiges de maïs - affectent les sols. La tige de maïs est composée de tiges brutes, les feuilles et les épis qui restent dans le champ après la récolte.

En tenant compte de chaque scénario, échantillons d'analyse et de contrôle en triple, l'expérience a produit 429 échantillons de sol dans lesquels les chercheurs ont planté deux graines de maïs chacun.

Après une période de germination de 14 jours, l'étude a montré que l'ajout de biochar à partir de l'une des matières premières ou des techniques de production n'avait aucune influence substantielle sur la production de gaz à effet de serre, la dynamique de croissance des plantes ou l'activité de la communauté microbienne. Cependant, les chercheurs ont vu des différences importantes dans les sols qui comprenaient des tiges de maïs et du matériel végétal brûlé.

« L'ajout de tiges de maïs, qui simule les conditions réelles du champ, a entraîné une augmentation spectaculaire des émissions de gaz à effet de serre, ainsi qu'un changement dans la communauté microbienne du sol, " a déclaré Elizabeth Meschewski, un chercheur de l'ISTC et auteur principal de l'étude. "Mais, la croissance initiale des semis n'a pas été affectée en comparant ces résultats aux sols sans additifs. L'ajout de matière végétale brûlée a montré une biomasse végétale réduite au-dessus du sol, augmentation de la production du gaz à effet de serre oxyde d'azote et altération de la communauté microbienne du sol. »

L'équipe a conclu que le biochar pourrait améliorer la qualité des sols très dégradés ou de mauvaise qualité, mais ne semble pas apporter de bénéfices de qualité aux sols utilisés dans cette étude. Cependant, les chercheurs ont déclaré que l'utilisation du biochar comme additif au lieu de la biomasse brute ou de la matière végétale brûlée pourrait empêcher les émissions de gaz à effet de serre générées par les microbes.

L'équipe reconnaît qu'une étude sur une plus longue période est nécessaire pour une compréhension plus complète de la façon dont le biochar peut profiter à l'agriculture.

"Pour les études futures, nous recommandons d'effectuer une étude similaire dans de nombreux types de sols différents pour toute la saison de croissance du maïs - pas seulement 14 jours - et éventuellement sur plusieurs saisons de croissance, " a déclaré B.K. Sharma, chercheur à l'ISTC et co-auteur de l'étude.