Biochar : y a-t-il une face cachée ?
Au cours des cinq dernières années, le terme "biochar" a beaucoup fait parler de lui dans la littérature scientifique et la presse populaire ; il est souvent présenté comme la "balle d'argent" qui résoudra tous les problèmes de la production agricole. Mais qu'est-ce que c'est exactement ? Les avantages revendiqués sont-ils réels ? Les promesses ont-elles été tenues ?
Le biochar a été défini comme un sous-produit semblable au charbon produit lors de la conversion thermique de la biomasse en énergie. Tout comme le charbon, il se caractérise par de petits fragments noirs, légers et très poreux. La biochar est principalement composée de carbone et de cendre, mais sa composition et ses caractéristiques globales dépendent du type de biomasse utilisé comme matière première et des conditions de production (c'est-à-dire du type de conversion thermique et de la température utilisée). Il est donc clair qu'il existe une grande variété de types de biochar, avec des implications pour ce qu'il peut faire lorsqu'il est ajouté à un sol.
Perspective historique
Pour comprendre l'enthousiasme suscité par le biochar, il est plutôt important de connaître l'histoire sous-jacente au développement de cet amendement du sol. Il y a environ 60 ans, le scientifique des sols Wim Sombroek a découvert ce que nous connaissons aujourd'hui sous le nom de "Terra Preta de Indio" ou "Terre noire des Indiens" en Amazonie. Il est probable que les populations indigènes aient créé et géré ces sols particuliers entre 500 et 2500 ans en ajoutant continuellement du charbon de bois issu de la cuisson, ainsi que du charbon de bois et/ou de la biomasse fraîche provenant des déchets agricoles et des coupes forestières. Cette adjonction continue de biomasse broyée a rendu ces sols très sombres en termes de couleur, extrêmement riches en matière organique et très fertiles en comparaison avec les sols voisins très exposés aux intempéries ; c'est presque un contraste de noir et de blanc. Par conséquent, il y a eu un grand intérêt à comprendre exactement comment ces sols de la Terre noire ont été formés, les mécanismes derrière leur haute fertilité, et la persistance de leur fertilité longtemps après qu'ils aient été 'créés'. Au cours des cinq dernières années, l'intérêt pour la génération de sols similaires par l'ajout de biochar produit de façon moderne a augmenté de façon spectaculaire, mais il est évidemment très difficile, voire impossible, de générer en quelques années ce qui a été formé pendant des décennies, voire des siècles.
The claimed benefits
La liste des bénéfices potentiels de l'application de biochar aux sols rapportés dans la littérature est presque infinie :
- des rendements accrus jusqu'à deux fois plus élevés
- augmentation de l'efficacité des fertilisants
- augmentation de la qualité de l'eau due à la rétention de polluants, tels que pesticides, herbicides, nitrates, phosphates, métaux lourds, etc.
- mitigation of climate change due to the sequestration of carbon in a resistant form, the reduction of the emissions of the powerful greenhouse gases nitrous oxide and methane, production of renewable energy, etc.
- émissions d'ammonium réduites
- élimination des déchets verts de l'agriculture et de la sylviculture
Voici quelques-uns des avantages plus mondains qui alimentent réellement les avantages susmentionnés :
- augmentation de la capacité d'échange de cations du sol
- increased soil moisture
- augmentation du pH du sol (c.-à-d. moins acide)
- augmentation de la biomasse microbienne du sol
The less popular drawbacks
Malheureusement, pour chacun des avantages énumérés ci-dessus, un contre-argument ou un inconvénient a été trouvé :
- Dans certains cas, les rendements peuvent diminuer en raison de la sorption de l'eau et des nutriments par le biochar, ce qui réduit la disponibilité de ces ressources pour les cultures. Le biochar a également été montré comme inhibiteur de la germination.
- La sorption des pesticides et des herbicides par le biochar peut réduire leur efficacité.
- Certains biochars peuvent agir comme une source de contaminants, tels que les métaux lourds, les COV (composés organiques volatils), les HAP (hydrocarbures aromatiques polycycliques) et le COD (carbone organique dissous).
- La réduction des émissions d'oxyde nitreux n'est pas universelle et les émissions augmentent même parfois.
- Les fines cendres associées au biochar sont une source parfaite de poussières, présentant un risque de maladies respiratoires.
- L'élimination à long terme des résidus de cultures, tels que les tiges, les feuilles et les pods de graines, utilisés pour la production de biochar, peut réduire la santé globale du sol en diminuant le nombre de micro-organismes du sol et en perturbant le cycle interne des nutriments.
- L'augmentation de la capacité d'échange de cations dépend de la composition du sol : elle est minimale dans les sols à forte teneur en argile ou en matière organique, surtout à des taux réalistes d'ajouts de biochar.
- Dans les sols à pH élevé (alcalin), une augmentation du pH du sol n'est pas souhaitable car les cultures ne tolèrent qu'une certaine gamme de pH du sol.
Quoi de neuf ?
Nous espérons que la liste ci-dessus vous a convaincu que, oui, le biochar peut avoir un certain potentiel, mais soyons prudents. Avant d'entreprendre la promotion du biochar en tant qu'amendement du sol, il convient de préciser certaines choses :
- La plupart des études ont été réalisées dans des conditions de laboratoire et à court terme (< 2 ans). Par conséquent, des essais sur le terrain à long terme d'ajouts de biochar doivent être réalisés.
- Il existe un large spectre de biochars et un manque de standardisation parmi les biochars actuellement disponibles, ce qui conduit, en partie, à des effets divergents. Il est donc nécessaire d'établir une définition et une normalisation rigoureuses de ce qu'est un bon biochar.
- Comme il existe de nombreux avantages et inconvénients associés à différents biochars, des analyses approfondies de compromis sont nécessaires. Par exemple, à quel type de sol et/ou de culture faut-il ajouter quel biochar ? Voulons-nous produire du biochar uniquement pour le biochar, sans les avantages supplémentaires de la production d'énergie ?
- Il est très pertinent d'évaluer la faisabilité économique et logistique des applications de biochar à plus grande échelle dans des conditions de terrain.
Actuellement, de nombreux chercheurs commencent à aborder ces questions et travaillent à l'élaboration de recommandations pour l'utilisation du biochar. L'objectif général est de s'assurer que les agriculteurs tirent le meilleur parti des avantages potentiels du biochar tout en évitant les nombreux inconvénients potentiels. Ce n'est que lorsque tout cela aura été mis au point que nous saurons à quel point le biochar est réellement bénéfique. Pour l'instant, il semble que les revendications de ses avantages aient été exagérées.
Ce blog a été co-écrit par Johan Six, Engil Pujol Pereira et Elizabeth Verhoeven.