Biochar formulation determines soil improvement and fertiliser synergy during Eucalyptus globulus plantation establishment
Cette étude démontre que la combinaison de biochar dérivé d'Eucalyptus, particulièrement une formulation enrichie en minéraux, avec une fertilisation minérale crée une synergie supra-additive qui améliore significativement les propriétés chimiques du sol et la croissance d'Eucalyptus globulus lors de l'établissement initial des plantations en conditions méditerranéennes.
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Dans les forêts gérées de la Méditerranée, le sol est souvent un endroit difficile pour le démarrage de la vie des nouveaux arbres. Il est fréquemment acide, ce qui signifie qu'il possède une composition chimique capable de verrouiller les nutriments essentiels, et il manque de la capacité naturelle d'éponge pour retenir les minéraux dont les plantes ont besoin pour croître. Pendant des décennies, les forestiers se sont appuyés sur l'ajout d'engrais synthétiques pour donner un coup de pouce aux plantations d'arbres, mais cette approche est coûteuse et ne corrige pas la mauvaise qualité sous-jacente du terrain. Ces dernières années, un autre type d'amendement du sol a attiré l'attention : le biochar. Il ne s'agit pas d'un engrais standard, mais plutôt d'une substance semblable au charbon obtenue en chauffant de la matière végétale, comme des copeaux de bois ou des déchets forestiers, dans un environnement pauvre en oxygène. Le matériau résultant est rempli de pores minuscules et de carbone stable, ce qui peut aider le sol à mieux retenir l'eau et les nutriments. La grande question pour les gestionnaires forestiers était de savoir si l'ajout de ce charbon au sol pouvait réellement aider les jeunes arbres à croître, ou s'il s'agissait simplement d'un moyen de stocker du carbone sans aucun bénéfice pratique pour la forêt elle-même.
Des chercheurs du centre du Portugal ont cherché à répondre à cette question en testant le biochar dans une plantation d'eucalyptus réelle. Ils ont choisi un site avec un sol acide, typique de la région, et ont planté des milliers de jeunes Eucalyptus globulus. Pour voir ce qui fonctionnait le mieux, ils ont créé plusieurs groupes d'arbres différents. Certains recevaient uniquement l'engrais minéral standard, d'autres recevaient uniquement du biochar, et d'autres recevaient une combinaison des deux. Ils ont également testé deux types de biochar : l'un qui était du charbon pur fabriqué à partir de bois d'eucalyptus, et un autre qui avait été enrichi en minéraux supplémentaires comme le magnésium et le potassium lors de sa création. L'objectif était de voir si le charbon pouvait améliorer le sol suffisamment pour aider la croissance des arbres, et si le mélange avec l'engrais créerait un résultat supérieur à la somme de ses parties.
Les résultats ont montré que le sol lui-même a changé rapidement après l'ajout du biochar. En cinq mois, le sol des zones traitées est devenu moins acide, avec une augmentation du pH d'environ 0,3 à 0,6 unité. Le sol a également retenu davantage de nutriments, spécifiquement sa capacité à attirer et à conserver les minéraux chargés positivement, qui a augmenté de plus de 80 % au cours des premiers mois. La quantité de carbone organique dans le sol a également augmenté de manière significative, restant élevée même après un an. Cependant, ces améliorations chimiques ne se sont pas automatiquement traduites par des arbres plus grands. Le groupe d'arbres qui n'a reçu que le biochar pur, sans aucun engrais, n'a pas grandi plus haut que les arbres qui n'ont rien reçu du tout. Cette découverte suggère que bien que le sol soit chimiquement plus sain, les arbres manquaient toujours des nutriments spécifiques nécessaires pour transformer ce sol sain en une croissance rapide.
L'histoire a changé lorsque l'engrais a été introduit. Les arbres qui n'ont reçu que l'engrais standard ont poussé 57 % plus haut que le groupe témoin après cinq mois, et 117 % plus haut après un an. Mais la croissance la plus spectaculaire s'est produite lorsque le biochar et l'engrais ont été utilisés ensemble. Dans les zones plates de la plantation, les arbres qui ont reçu le biochar pur mélangé à l'engrais ont poussé 175 % plus haut que le groupe témoin non fertilisé après un an. C'était nettement plus que les arbres ayant reçu l'engrais seul. Les chercheurs ont calculé un indice de synergie pour mesurer cette interaction, et le chiffre s'est élevé à 1,50, indiquant que la combinaison du biochar et de l'engrais a produit une réponse supérieure à la simple addition des effets de chacun séparément. Le biochar semblait agir comme un assistant, rendant l'engrais plus efficace en retenant les nutriments et en empêchant leur lessivage.
Le second type de biochar, celui enrichi en minéraux, a montré un schéma différent. Les arbres recevant ce biochar riche en minéraux sans aucun ajout d'engrais ont grandi 75 % plus haut que le groupe témoin après un an. C'était un résultat fort, montant que le biochar enrichi pouvait fournir certains des bénéfices de l'engrais à lui seul. Cependant, il n'atteignait toujours pas la croissance des arbres ayant reçu le traitement complet à l'engrais minéral. Lorsque le biochar riche en minéraux a été combiné à l'engrais, les arbres ont grandi de 158 % par rapport au groupe témoin, ce qui était excellent, mais le surplus de croissance provenant de la combinaison des deux n'était pas aussi important qu'avec le biochar pur. Cela suggère que la version enrichie en minéraux faisait déjà tellement de travail à elle seule que l'ajout d'engrais offrait moins de surprise relative.
L'étude a également révélé que le type de terrain importait. La plantation comportait deux zones distinctes : une section plate et une section en terrasses construite sur une pente. Le sol des terrasses était naturellement plus riche, avec plus d'argile et de matière organique dès le départ. Dans ce meilleur sol, les arbres ont généralement poussé plus haut globalement, mais les améliorations relatives des traitements étaient moins spectaculaires que dans le sol plus pauvre et plat. Cela indique que le biochar est plus efficace lorsque le sol a besoin d'aide, agissant comme un outil puissant pour régénérer les terrains dégradés. Les chercheurs ont également développé une méthode pour mesurer la santé globale du système forestier, en combinant la qualité du sol et la hauteur des arbres en un score unique. Ce score a confirmé que les meilleurs résultats provenaient du moment où le sol était amélioré et les arbres nourris en même temps.
En fin de compte, l'étude démontre que le biochar est un outil fonctionnel pour la gestion forestière, mais qu'il n'est pas un remède miracle remplaçant le besoin de nutriments. Dans les sols acides des forêts méditerranéennes, le biochar peut rapidement améliorer l'état chimique du sol, le rendant plus hospitalier pour les jeunes arbres. Pourtant, sans l'ajout de nutriments, les arbres ne peuvent pleinement capitaliser sur cet environnement amélioré. La stratégie la plus efficace pour établir de nouvelles plantations est d'utiliser le biochar parallèlement à l'engrais conventionnel. Cette approche aide non seulement les arbres à croître plus vite, mais crée également un système plus efficace où les nutriments sont mieux retenus dans le sol. En transformant les déchets forestiers en un amendement du sol qui booste la performance de l'engrais, les forestiers peuvent soutenir un système plus circulaire où les résidus de la forêt sont utilisés pour guérir la terre et faire pousser la prochaine génération d'arbres.
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