Sur 12 semaines, chaque couverture biologique a été évaluée pour son efficacité à réduire les odeurs. Le biochar pourrait avoir une utilisation future comme amendement de sol riche en nutriments. Crédit :Brian Dougherty
Le fumier est une réalité dans l'élevage des animaux de ferme. Le fumier peut être un engrais utile, retour d'azote valorisé, phosphore, et de potassium au sol pour la croissance des plantes. Mais le fumier a des problèmes. Odeur offensive, émissions de gaz, ruissellement de nutriments, et la pollution possible de l'eau ne sont que quelques-uns.
Le timing est également un problème. Le bétail produit du fumier 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 - même lorsqu'il est peu pratique ou peu judicieux de le déplacer vers le champ. La livraison du fumier au champ doit être adaptée aux besoins en éléments nutritifs, taux d'humidité du sol, et la température. Comment les agriculteurs peuvent-ils gérer ce problème de calendrier, ainsi que d'autres problèmes de fumier?
Dans les villes, les égouts et les installations de traitement des eaux traitent les déchets humains. Dans les fermes, les lagunes de stockage du fumier peuvent retenir le fumier jusqu'à ce que le temps soit mûr. Cela résout le problème du calendrier et de la livraison - mais qu'en est-il des émissions d'odeurs et de gaz ?
En plus de l'inconvénient d'odeur, le fumier peut libérer des gaz liés à la pollution de l'air et au changement climatique. Méthane, protoxyde d'azote, ammoniac, et le sulfure d'hydrogène en sont des exemples. Le scientifique Brian Dougherty et ses collègues ont recherché des méthodes pour réduire ces négatifs tout en ajoutant potentiellement des positifs :les couvertures en biochar.
Le biochar est une matière végétale, comme la paille, débris ligneux, ou des tiges de maïs, qui a été chauffé à des températures élevées dans un environnement pauvre ou sans oxygène. Le résultat est un noir, matériau riche en carbone similaire au charbon de bois.
Une partie de l'expérience, dans une serre à température régulée, la libération de gaz mesurée du fumier avec divers revêtements. Crédit :Brian Dougherty
Dougherty dit que le biochar est comme une éponge. « Le biochar fournit une structure avec beaucoup d'espaces poreux vides », dit-il. "La surface extérieure peut sembler petite, mais la surface intérieure est absolument énorme. Quelques onces de biochar peuvent avoir une surface interne de la taille d'un terrain de football. Il y a beaucoup de potentiel pour retenir l'eau et les nutriments. "
En plus de sa capacité de stockage cachée, la surface du biochar a tendance à avoir une charge chimique. Cela donne au biochar la capacité d'attirer et de retenir l'azote, phosphore, et des ions potassium, métaux, et d'autres composés. Le biochar peut également flotter (certains types plus que d'autres). Cet attribut signifie qu'il peut piéger les gaz à la surface de l'eau.
Ayant grandi dans une ferme laitière, Dougherty n'est pas étranger aux défis du stockage du fumier. "Une fois que j'ai compris les propriétés du biochar, Je pensais qu'il avait un bon potentiel pour une couverture de lagon, " il dit.
La recherche de Dougherty a étudié deux fumiers laitiers liquides avec des niveaux de nutriments différents. Il a également étudié deux types de biochars, fait à des températures différentes. Biochar est quelque peu volage, présentant différentes propriétés lorsqu'il est créé à différentes températures. Il a également inclus des seaux de fumier avec une couverture de paille pour la comparaison, et au naturel sans couverture comme son contrôle.
La recherche a révélé que les biochars ramassaient le plus de nutriments du fumier plus concentré avec une teneur en nutriments plus élevée. "Le biochar prendra tout ce qu'il pourra, donc s'il y a plus de nutriments disponibles, le potentiel d'absorption des nutriments est plus grand, " Dougherty dit. L'azote, phosphore, et le potassium sont des nutriments ayant la plus grande valeur économique dans une ferme, mais les appliquer au-delà de ce que la culture peut absorber peut entraîner une perte de nutriments dans le bassin versant.
Lors de l'évaluation de l'efficacité d'un biochar, le nez sait. Ici, Dougherty prend possession de ses sens pour faire des observations Crédit :Brian Dougherty
Dougherty a également mesuré l'ammoniac au sommet de chaque seau. L'ammoniac et les sulfates sont la principale source d'odeur du fumier. Le biochar conçu pour la glacière a fait le mieux ici, réduire l'ammoniac de 72 à 80 %. Il flottait aussi mieux. Mais parce qu'il flottait mieux et avait tendance à repousser l'eau, il était moins efficace pour attirer et s'attacher aux nutriments que le biochar plus chaud.
Le biochar est actuellement plus cher à l'achat que la paille, mais Dougherty est intrépide. Le biochar pourrait avoir un bon rendement économique :les résidus agricoles et forestiers excédentaires pourraient être utilisés pour créer le biochar sur place. Ce processus génère de l'énergie qui pourrait être utilisée pour chauffer l'eau et chauffer les bâtiments pendant les mois les plus froids. Il existe également un potentiel de production d'électricité, carburants, et d'autres sous-produits utilisant des équipements plus sophistiqués. Après son utilisation dans le lagon, le biochar pourrait être épandu sur les champs selon les besoins. Tout excédent pourrait être vendu comme engrais de grande valeur.
Et le biochar a de grands avantages environnementaux. "Tout ce que vous pouvez faire pour empêcher les gaz de s'échapper du lagon est une bonne chose, " Dougherty dit. " Le biochar appliqué sur les sols, en particulier les sols de moins bonne qualité, est très utile. La fabrication de biochar peut également aider à réduire les niveaux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Une partie du dioxyde de carbone absorbé pendant la croissance des plantes se retrouve sous la forme d'une forme très stable de carbone dans le sol. L'image globale a de multiples avantages. »
Les recherches de Dougherty n'ont pas évité l'évidence. Le biochar ou la paille amélioreraient-ils mieux l'air de la laiterie ? Puisque le nez humain sait, Dougherty a recruté un panel de juges. La météo est intervenue, cependant, avec des températures glaciales et de la pluie affectant l'intensité des odeurs au cours des 12 semaines d'essai. Malgré ces défis, il a été démontré que trois biochars différents réduisaient les odeurs du fumier laitier liquide, alors qu'une couverture de paille n'était pas efficace.
"Déterminer le meilleur compromis des propriétés du biochar sera une prochaine étape importante, " Dougherty dit. " Plus de recherches pourraient trouver la bonne température de production de biochar, la taille des particules, pH, et les propriétés flottantes. Le potentiel est là. » Cette partie de la recherche doit encore être flairée.
