Combined Application of Phosphoric Acid-Modified Biochar and HPMA for Amelioration of Saline-Alkali Soil
Cette étude démontre que l'application combinée de biochar modifié par l'acide phosphorique et d'anhydride polymaléique hydrolysé améliore efficacement les sols salino-alcalins en favorisant le transport de l'eau, en réduisant la salinité et l'alcalinité, et en augmentant le rendement du riz, le traitement ABH2 étant identifié comme le dosage optimal pour la remédiation des sols.
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Imaginez le sol de la Terre comme une éponge géante et vivante qui nourrit nos cultures. Parfois, cette éponge tombe malade. Elle devient « salino-alcaline », une façon élégante de dire qu'elle est imprégnée de trop de sel et qu'elle est devenue trop alcaline (comme du bicarbonate de soude). Quand le sol devient ainsi, il se transforme en une brique dure et croûteuse à travers laquelle l'eau ne peut pas s'infiltrer, et le sel agit comme un poison pour les racines des plantes, les empêchant de boire ou de grandir. Pour les agriculteurs, c'est un cauchemar car cela transforme des champs fertiles en terres désolées, menaçant notre approvisionnement alimentaire mondial.
Pour soigner une éponge malade, les scientifiques essaient souvent de laver le sel ou d'ajouter des ingrédients spéciaux pour briser la croûte dure. Un ingrédient populaire est le « biochar », qui est essentiellement du charbon fabriqué à partir de déchets végétaux. Considérez le biochar comme une éponge microscopique pleine de minuscules trous qui peuvent retenir l'eau et les nutriments. Cependant, le biochar ordinaire présente un défaut : il est souvent trop alcalin lui-même, ce qui peut aggraver le problème du sol au lieu de l'améliorer. Un autre outil est une substance chimique appelée HPMA, qui agit comme un acide puissant capable de dissoudre les croûtes de sel dures et d'aider l'eau à circuler. Mais l'HPMA est comme un sprinteur ; il travaille vite mais disparaît rapidement, emporté par la pluie avant d'avoir pu faire son travail complet. La grande question pour les scientifiques est la suivante : pouvons-nous combiner ces deux outils pour créer une « super-éponge » qui répare le sol rapidement, reste en place et rend les plantes heureuses ?
Cette étude de Cailian Yu et de son équipe de l'Université des sciences et technologies de Harbin s'attaque précisément à cette question. Ils ont décidé de mélanger du « biochar modifié par l'acide phosphorique » (un biochar qui a été traité avec de l'acide pour le rendre moins alcalin et plus collant) avec de l'HPMA. Ils voulaient voir si cette alliance pouvait aider l'eau à circuler mieux dans le sol salé, à évacuer les mauvais sels et à aider les plants de riz à pousser hauts et forts.
Les chercheurs ont mis en place deux types d'expériences. Premièrement, ils ont utilisé de grands tubes transparents remplis de sol salé pour observer comment l'eau se déplaçait à travers celui-ci. Deuxièmement, ils ont fait pousser de vrais plants de riz dans des pots pour voir comment les changements du sol affectaient la récolte. Ils ont testé différentes recettes : uniquement le biochar traité à l'acide, uniquement l'HPMA, et divers mélanges des deux.
Les résultats ont été comme trouver une clé magique pour le sol. Lorsqu'ils ont combiné le biochar traité à l'acide avec l'HPMA, l'eau ne s'est pas contentée de stagner en surface ; elle s'est précipitée profondément dans le sol, emportant avec elle le « poison » salin. En fait, le meilleur mélange (appelé ABH3) a aidé l'eau à s'infiltrer dans le sol si bien qu'elle a complètement traversé les tubes beaucoup plus rapidement que dans le sol non traité. Ce mouvement profond de l'eau était crucial car il a rincé le sel hors de la zone racinaire où vivent les plantes.
Mais la véritable magie s'est produite avec les plantes. Le riz cultivé avec le traitement mixte ne s'est pas contenté de survivre ; il a prospéré. L'équipe a constaté que la combinaison du biochar et de l'HPMA a abaissé le pH du sol (le rendant moins semblable au bicarbonate de soude) et a réduit drastiquement la conductivité électrique (une mesure de la salinité) de plus de 50 %. Cela a également augmenté la capacité du sol à retenir les bons nutriments tout en expulsant le mauvais sodium.
L'une des découvertes les plus intéressantes fut la manière dont les deux ingrédients s'entraident. L'HPMA est un travailleur rapide mais il est facilement emporté. Le biochar traité à l'acide, avec sa structure poreuse semblable à une éponge, a agi comme un piège, retenant l'HPMA et l'empêchant de fuir trop vite du sol. Cela signifie que l'HPMA a pu continuer à travailler pendant plus longtemps. Le biochar a également ajouté du phosphore, un nutriment clé, au mélange.
Lors de la récolte finale, les plants de riz soumis au traitement combiné étaient les champions. Le traitement étiqueté ABH3 a produit le rendement le plus élevé, augmentant la quantité de riz par plante de près de 79 % par rapport au témoin non traité. Un autre traitement, ABH2, arrive juste derrière et pourrait être l'option la plus rentable car il utilise légèrement moins d'ingrédients. L'étude a montré que si l'utilisation de l'HPMA seul ou du biochar seul aidait un peu, l'utilisation des deux ensemble créait une puissante synergie qui réparait le flux d'eau du sol, nettoyait le sel et transformait une culture en difficulté en une récolte abondante.
En résumé, l'article suggère qu'en traitant le biochar avec de l'acide et en l'associant à l'HPMA, nous pouvons créer un amendement du sol qui est meilleur pour déplacer l'eau, conserver ses effets bénéfiques et faire pousser le riz dans des conditions salines que l'utilisation de l'un ou l'autre ingrédient seul. C'est une stratégie prometteuse pour transformer un sol salé et obstiné en une terre agricole productive.
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