L'utilisation de feuilles de canne à sucre, connu sous le nom de poubelle ou de paille, produire de l'électricité et de l'éthanol de deuxième génération (2G) a été préconisé comme moyen d'augmenter la production de bioénergie sans augmenter la superficie des terres cultivées. Cependant, une étude menée au Brésil et publiée dans la revue Recherche en bioénergie montre qu'enlever la paille au lieu de la laisser au sol après la récolte pourrait doubler la quantité d'engrais requise par les plantations de canne à sucre brésiliennes d'ici 2050.

L'avertissement provient de chercheurs affiliés au Collège d'agriculture Luiz de Queiroz de l'Université de São Paulo (ESALQ-USP) et au Laboratoire national des biorenouvelables (LNBR) du Centre national de recherche sur l'énergie et les matériaux (CNPEM) de Campinas, État de São Paulo, qui a réalisé l'étude avec le soutien de la Fondation de recherche de São Paulo—FAPESP et du Fonds technologique (FUNTEC) géré par la BNDES, la banque nationale de développement.

Les récolteurs de canne à sucre coupent les tiges à la base, ôtez les feuilles et coupez les tiges en segments. Les tiges sont emportées pour être transformées en sucre et en éthanol. Les feuilles sont éjectées et laissées au sol, finit par se dessécher pour former une épaisse couche de paille. Cette biomasse est riche en nutriments et contribue à la fertilisation des sols, soulignent les auteurs de l'étude.

Pour la première fois, ils ont calculé la quantité de nutriments retenus par la paille de canne à sucre et la quantité d'engrais qui serait nécessaire sans la couche de paille.

"Dans l'étude, nous avons converti la valeur des nutriments dans la paille en équivalent engrais [azote, phosphore et potassium, NPK]. Les producteurs qui enlèvent cette biomasse devront acheter du NPK et l'utiliser pour reconstituer les nutriments du sol. Nous avons mesuré cette valeur, qui était jusqu'alors invisible, " Mauricio Chérubin, chercheur à l'ESALQ et premier auteur de l'article, Raconté.

Garder la paille sur le sol aide le cycle des nutriments. Les nutriments du sol sont absorbés et stockés dans les feuilles, et les nutriments sont retournés au sol lorsque les feuilles meurent et se décomposent, ce qui garantit qu'un nouveau cycle peut commencer. Le retrait de la paille interrompt ce processus.

"Produire de la bioénergie en brûlant de la paille, c'est utiliser un tiers du potentiel énergétique de la canne à sucre, ce qui est beaucoup, " dit Chérubin. " D'un autre côté, comme le montre l'étude, il est important de laisser une bonne proportion de paille au sol pour protéger le sol de la pluie, réduire les émissions de gaz à effet de serre et surtout maintenir le cycle des nutriments."

Nutrition du sol

Articles précédents publiés dans Recherche en bioénergie par le même groupe de chercheurs ont présenté des données sur les effets de l'enlèvement de la paille, comme la diminution de l'activité biologique dans le sol, lutte antiparasitaire moins efficace, compactage du sol plus intense, l'augmentation des émissions de gaz à effet de serre et la baisse des rendements des cultures.

« Le but de notre recherche a été d'entreprendre un examen complet des problèmes liés à l'enlèvement de la paille. Certains producteurs ont pris conscience de l'importance de la paille pour la productivité car elle influence la protection et la nutrition des sols, " dit Chérubin.

L'article le plus récent rapporte les résultats d'études sur le terrain réalisées pour mesurer la perte de nutriments du sol, les conclusions de l'analyse économique, et projections de scénarios basés sur les données d'utilisation d'engrais pour le centre-ouest, sud-est et sud du Brésil de l'Association nationale des engrais (ANDA).

Cinq scénarios possibles sont discutés. Les stratégies ayant moins d'impacts négatifs gardent les feuilles vertes et éliminent les feuilles sèches, tandis que le scénario le plus extrême suppose un enlèvement total de paille.

Définition des critères

Selon l'article, l'enlèvement total de la paille entraîne un besoin annuel en engrais de 195 kg par hectare (kg/ha), qui coûte environ 90 $ US. C'est le double de la quantité d'engrais actuellement utilisée dans les trois régions ci-dessus, où est cultivée la majeure partie de la canne à sucre du Brésil.

Le scénario le moins radical, en supposant une élimination modérée de la paille sèche avec des feuilles vertes laissées sur le sol, entraîne un besoin en engrais de 27 kg/ha qui coûte 27 USD.

"Comme on peut le voir, la décision de laisser ou non la paille au sol a un impact significatif sur la culture et l'ensemble de la filière. Aujourd'hui, chaque usine utilise ses propres critères pour définir la quantité à laisser et où. Nous devons avancer. Nous avons besoin d'un effort collectif pour définir les critères de cette pratique, avec tous les bénéfices associés en termes de production de bioénergie, qualité et productivité du sol, " dit Chérubin.

Le Brésil possède quelque 10 millions d'hectares de terres cultivées en canne à sucre et représente environ 40 pour cent de la production mondiale. La majeure partie de la canne à sucre (92 pour cent) est cultivée dans cinq États—Paraná dans le sud, São Paulo et Minas Gerais au sud-est, et Goiás et Mato Grosso do Sul dans le centre-ouest du Brésil.

L'étude ne compare pas les coûts des engrais avec les prix de la bioénergie générée à partir de la paille de canne à sucre. La valeur d'un kilowattheure par hectare varie avec la demande, emplacement, période de l'année et climat (saison humide contre saison sèche).

Utilisation croissante d'engrais

Selon l'étude, si la superficie plantée en canne à sucre continue de s'étendre comme au cours des trois dernières décennies, la consommation d'engrais NPK par les producteurs de canne à sucre augmentera de 80 pour cent d'ici 2050. L'utilisation d'engrais NPK a augmenté de 46, 500 tonnes par an entre 1986 et 2016, lorsqu'il a atteint 1,75 million de tonnes, ou 11,6 pour cent de tous les engrais NPK consommés au Brésil.

"L'utilisation de la paille de canne à sucre pour la bioénergie est une grande opportunité, mais il y a des avantages et des inconvénients. Il améliore l'efficacité productive dans une zone donnée. D'autre part, comme le montre l'étude, il est important de laisser une partie de la paille au sol, " dit Chérubin.