Investigation of the Effects of Biodegradable Hydrogel on Paddy Crop Growth

Le champ assoiffé et la petite éponge

Imaginez un agriculteur debout dans un champ de riz, observant le ciel. Dans de nombreuses parties du monde, la pluie est imprévisible ; parfois, elle tombe trop fort et emporte tout, et d'autres fois, elle ne se manifeste tout simplement pas quand les cultures ont le plus soif. C'est la lutte quotidienne pour la culture du riz dans des régions comme l'Afrique subsaharienne, où l'eau est rare et le climat changeant. Pour résoudre ce problème, les scientifiques cherchent des moyens d'aider le sol à mieux retenir l'eau, un peu comme une éponge retient l'eau dans votre main.

L'un des outils qu'ils testent est appelé « hydrogel ». Considérez l'hydrogel comme une super-éponge fabriquée à partir de produits chimiques capables d'absorber de grandes quantités d'eau et de les restituer lentement aux racines des plantes lorsqu'elles sont sèches. Habituellement, ces éponges sont fabriquées à partir de pétrole (la matière utilisée pour le plastique), ce qui n'est pas idéal pour l'environnement car elles ne se décomposent pas. Mais et si nous pouvions fabriquer ces éponges à partir de choses que nous jetons déjà, comme les épluchures de racines de manioc ? Cette idée combine deux grands problèmes : trop de déchets et pas assez d'eau pour les cultures. Si nous pouvons transformer les déchets en un outil qui économise l'eau et fait pousser plus de nourriture, cela pourrait changer la donne pour les agriculteurs du monde entier.

Transformer les épluchures de manioc en un superpouvoir d'économie d'eau

Cet article de recherche prend cette idée et la met à l'épreuve dans le monde réel. Les scientifiques, travaillant au complexe d'irrigation de Ruwhiti en Tanzanie, voulaient voir si un hydrogel biodégradable fabriqué à partir d'épluchures de manioc pouvait réellement aider les plants de riz à mieux pousser. Ils ne se sont pas contentés de mélanger cela en laboratoire ; ils sont allés dans les champs et ont planté du riz avec différentes quantités de ce « sponge de manioc » pour voir quelle quantité fonctionnait le mieux.

Ils ont mis en place une expérience avec quatre groupes différents de riz. Un groupe n'a reçu aucun hydrogel (c'est le groupe « témoin », ou la base de comparaison). Les trois autres groupes ont reçu différentes quantités d'hydrogel de manioc mélangées au sol : 10 kg/ha, 20 kg/ha et 30 kg/ha. Ils ont cultivé une variété spécifique de riz appelée TXD 306 et ont observé ses performances tout au long de la saison de croissance.

Les résultats étaient assez passionnants. L'article suggère que l'ajout de l'hydrogel a réellement aidé le riz. Le groupe ayant reçu le plus d'hydrogel — 30 kg/ha — a été le grand gagnant. Ces plants de riz ont fini par obtenir le rendement en grains le plus élevé, produisant 4 850 kg/ha. Pour mettre cela en perspective, le groupe sans hydrogel n'a produit que 4 300 kg/ha. C'est un bond notable de la production alimentaire simplement en ajoutant un peu de poudre d'épluchure de manioc dans la terre.

Mais il ne s'agissait pas seulement de la quantité de riz obtenue ; il s'agissait aussi de la façon dont les plantes poussaient. Le riz traité avec 30 kg/ha d'hydrogel présentait plus de « panicules » (qui sont les grappes de fleurs qui se transforment en grains) par plante, avec une moyenne de 13 panicules contre 12 pour le groupe témoin. Ils avaient également un « indice de surface foliaire » (LAI) plus élevé de 2,29. Vous pouvez considérer l'indice de surface foliaire comme une mesure de la surface verte feuillue que la plante possède pour capter la lumière du soleil. Plus de feuilles signifient généralement plus de nourriture pour la plante, et l'hydrogel a aidé les plantes à en construire davantage.

Le résultat le plus important pour les agriculteurs inquiets de l'eau était l'« efficacité de l'utilisation de l'eau » (WUE). C'est une façon sophistiquée de dire : « Combien de riz avons-nous obtenu pour chaque goutte d'eau utilisée ? » Le traitement à 30 kg/ha a amélioré ce chiffre à 0,272 kg/m³, soit une amélioration de 16,2 % par rapport au groupe témoin qui était de 0,234 kg/m³. En termes simples, l'hydrogel a agi comme un minuscule réservoir dans le sol, retenant l'humidité et la libérant lentement afin que les plantes n'aient pas besoin de boire autant dans les canaux d'irrigation. En fait, le groupe à haute dose d'hydrogel a eu besoin de moins d'eau au total (17 771,7 m³/ha) par rapport au groupe témoin (18 387,0 m³/ha).

L'article a également examiné la « biomasse », qui est le poids total de la plante (tiges, feuilles et racines). Le groupe à 30 kg/ha avait la biomasse la plus élevée avec 10 777,78 kg/ha, montrant que les plantes étaient plus saines et plus grandes globalement. Curieusement, la hauteur des plantes n'a pas beaucoup changé entre les groupes, ce qui nous indique que l'hydrogel a aidé les plantes à concentrer leur énergie sur la production de grains et de feuilles plutôt que de simplement grandir en hauteur.

Les chercheurs ont pris soin de noter que si les doses de 10 kg/ha et 20 kg/ha ont également aidé un peu, elles n'étaient pas significativement meilleures que le groupe témoin en termes de rendement en grains. C'est vraiment la dose de 30 kg/ha qui a fait la grande différence. L'étude conclut que cet hydrogel à base de manioc est un moyen prometteur et écologique d'aider les riziculteurs à faire face à la pénurie d'eau. Elle suggère qu'en transformant un produit de déchets courant en un amendement du sol, les agriculteurs peuvent cultiver plus de riz avec moins d'eau, rendant leurs cultures plus résilientes lorsque la pluie ne coopère pas. Les auteurs recommandent aux petits exploitants agricoles d'essayer d'utiliser ce taux de 30 kg/ha pour obtenir les meilleurs résultats, tout en précisant que nous avons besoin de recherches supplémentaires pour voir comment cela affecte le sol sur de nombreuses années et si cela est assez bon marché pour que tout le monde puisse l'utiliser.