De nombreuses fermes ont des zones où le sol soit inondé ou ne retient pas assez d'eau ou d'engrais pour que les cultures prospèrent. Ces terres marginales pourraient devenir utiles et potentiellement rentables si elles sont plantées de cultures bioénergétiques pérennes telles que le saule arbustif et le panic raide, rapportent les chercheurs cette semaine lors de la réunion annuelle de la Geological Society of America à Indianapolis.

Dans un projet en cours depuis 2011, des chercheurs du Laboratoire national d'Argonne ont étudié comment le saule arbustif et le panic raide dans les sables, des parcelles de terre facilement desséchées peuvent non seulement contrôler l'érosion, mais aussi aspirer les engrais chimiques en excès qui pourraient autrement contaminer les eaux de surface et les eaux souterraines. L'excès de nutriments d'engrais peut entraîner une multitude de problèmes en aval, notamment des proliférations d'algues toxiques, augmentation des coûts des installations de traitement de l'eau, et la croissance de la zone "morte" hypoxique dans le golfe du Mexique.

"L'accent est mis sur l'amélioration de la qualité de l'eau, " dit John Quinn, chercheur au Laboratoire National d'Argonne à Lemont, Illinois. Mais en cours de route, ils ont découvert que le saule arbustif et les graminées présentaient également d'autres avantages potentiels, y compris être une source de biomasse pour le biocarburant, une ressource pour les pollinisateurs et autres animaux sauvages, et en fournissant d'autres services écosystémiques.

Pour mener leur étude, l'équipe, dirigé par Cristina Negri, situé des zones marginales sur leurs terres agricoles de recherche de 6,5 hectares dans le centre-est de l'Illinois, en utilisant les cartes de rendement du maïs, SIG, et des données accessibles au public sur le sol et la topographie pour identifier une faible productivité, fort lessivage des nitrates, et les zones sujettes à l'érosion, a expliqué Jules Cacho, également du Laboratoire National d'Argonne.

Ils ont planté du saule arbustif comme culture bioénergétique dans des zones marginales et ont ensuite surveillé leurs effets sur le sol, eau du sol, eaux souterraines, et la végétation pour déterminer comment les nutriments appliqués aux champs de maïs et de soja ont été perdus dans l'eau du sol ou absorbés par les plantes. Ils ont également suivi l'évolution des gaz à effet de serre, la diversité des insectes, et la masse totale de végétation.

Leurs résultats montrent que depuis que les saules ont été plantés en 2013, les arbres ont des concentrations considérablement réduites de nitrate d'engrais dans l'eau du sol par rapport à l'eau du sol dans les champs de maïs adjacents.

"Ce qui est important dans les cultures pérennes, c'est leur capacité d'enracinement profond, " a déclaré Quinn. "Ils peuvent intercepter l'excès de nitrates des cultures de maïs. Les herbes énergétiques en particulier ont des systèmes racinaires profonds et fibreux."

"Ce qui est intéressant en mettant en œuvre cette approche paysagère, c'est qu'elle a le potentiel de répondre à de multiples besoins sociétaux à la fois, intensifiant ainsi avantageusement l'utilisation des terres, " dit Négri.

Si les avantages de l'élimination des nitrates et de la production potentielle de bioénergie (provenant de la récolte et de la digestion des saules et des graminées) sont pris en compte, le coût de mise en œuvre des saules graminées et arbustives pourrait être au moins partiellement compensé.

"Ce n'est pas en concurrence avec le maïs, " a déclaré Cacho. " S'il y a un marché local pour la biomasse, il y a un avantage économique. Vous ne déplacez aucune terre agricole. Vous identifiez des terres qui ne sont pas bonnes pour le maïs et le soja. Vous ne gaspillez pas d'engrais."

L'équipe travaille avec le service de conservation des ressources naturelles de l'USDA dans le but de faire de leur gestion intégrée des terres avec des saules et des herbes une "meilleure pratique de gestion officielle, " ce qui pourrait créer des incitations financières supplémentaires pour les agriculteurs.