Une recherche récemment publiée par la Michigan State University détaille comment le panic raide, une culture de biocarburant, peut atténuer les effets du changement climatique lorsqu'il est cultivé sur des terres marginales, des terres agricoles de peu de valeur. Pour les agriculteurs, cela peut également fournir des rendements économiques dans ces espaces autrement improductifs.

La recherche a été publiée dans Environmental Research Letters .

L'équipe était dirigée par Bruno Basso, professeur de la Fondation MSU dans les départements des sciences de la Terre et de l'environnement, et des sciences végétales, du sol et microbiennes, ainsi que du W.K. Station biologique de Kellogg. Seungdo Kim, professeur associé de recherche au MSU College of Engineering, et Rafael Martinez-Feria, chercheur postdoctoral au laboratoire de Basso, ont également été impliqués.

L'énergie renouvelable est un sujet de discussion important dans le monde entier. Les climatologues mettent en garde contre des conséquences catastrophiques si les combustibles fossiles restent la principale source d'énergie à l'avenir. De plus, des pays comme les États-Unis sont confrontés aux dilemmes éthiques et financiers liés à la dépendance au pétrole étranger.

Les biocarburants lignocellulosiques, issus de la biomasse végétale, sont l'une des seules sources d'énergie renouvelables actuelles ayant un potentiel comme carburant alternatif pour les véhicules. Mais les problèmes de combustibles fossiles ne sont pas facilement résolus en plantant simplement plus de cultures de biocarburants comme le panic raide.

« Cultiver suffisamment pour utiliser des cultures de biocarburants pour le secteur des transports à grande échelle nécessiterait des changements massifs d'utilisation des terres », a déclaré Basso. "C'est un problème à plusieurs niveaux. Il y a des problèmes de sécurité alimentaire si des terres précédemment utilisées pour les cultures vivrières sont remplacées par des cultures de biocarburants. systèmes de production agricole."

Le défi est amplifié lorsque les agriculteurs se demandent quoi faire avec des terres marginales et moins productives. Avec la hausse des coûts des intrants, il y a souvent peu ou pas d'avantage à planter dans ces zones. Si les producteurs décident de planter, les problèmes environnementaux abondent, car ces champs manquent souvent d'azote et peuvent nécessiter une utilisation intensive d'engrais.

"Pour amener les agriculteurs à changer leur comportement, le changement doit d'abord et avant tout avoir un sens pour eux sur le plan économique", a déclaré Basso. "Notre objectif était d'examiner si les terres marginales pouvaient être à la fois rentables et respectueuses de l'environnement, ce qui serait une victoire pour toutes les personnes impliquées."

Pour ce projet, Basso et son équipe ont utilisé un ensemble multimodèle de systèmes de simulation de cultures qui tiennent compte des données pédologiques, météorologiques et de gestion. Celles-ci comprenaient trois modèles d'études précédentes et le programme SALUS (System Approach to Land Use Sustainability) de Basso, qui simule la production agricole quotidienne sur de nombreuses années en utilisant différentes stratégies de gestion.

L'ensemble multi-modèle est conçu pour mieux comprendre et quantifier les incertitudes provenant des entrées du modèle et des paramètres propres à chaque modèle. Basso a déclaré qu'il s'agissait de la première étude à utiliser un ensemble de modèles lié à l'intelligence artificielle pour le panic raide utilisé pour la production de bioénergie.

L'équipe de Basso a découvert que de faibles quantités d'engrais azotés provoquaient des augmentations de rendement à long terme qui l'emportaient sur les émissions de gaz à effet de serre, une conclusion qui va à l'encontre d'autres études. Les chercheurs pensent que le bénéfice peut être beaucoup plus important sur des terres limitées par une carence en azote, ce qui est le cas dans plusieurs régions du Michigan. Basso a noté que l'utilisation de cette stratégie n'est pas aussi efficace dans les zones où le sol est riche en carbone organique ou dans celles où les précipitations sont faibles et les saisons de croissance courtes.

"Cela montre que certaines terres marginales manquant d'azote ont une valeur potentielle pour la production de cultures de biocarburants, ce qui intéresse les agriculteurs qui cherchent à augmenter leur rentabilité et revêt une importance environnementale en réduisant l'empreinte carbone de l'opération", a déclaré Basso. "Il est important que lorsque nous essayons de résoudre un problème, nous n'en créons pas un autre, de sorte que les niveaux d'engrais azotés ajoutés sont cruciaux pour maintenir le résultat climatique net positif global."