Synthesis of Boron Composite Biochar and Its Evaluation for Growth Effectiveness in Rice

Dans le monde de l'agriculture, les plantes dépendent d'un équilibre délicat de nutriments pour prospérer, tout comme les humains ont besoin d'un régime équilibré. Bien que les nutriments majeurs comme l'azote et le phosphore reçoivent souvent le plus d'attention, il existe des oligo-éléments essentiels dont les plantes ont besoin en très petites quantités pour fonctionner correctement. L'un de ces éléments est le bore. Bien qu'il soit requis en quantités infimes, le bore agit comme une colle vitale pour les cellules végétales, aidant à construire des parois cellulaires solides et assurant la libre circulation des autres nutriments dans toute la plante. Sans assez de bore, les cultures peuvent avoir du mal à développer leurs racines, à produire des fleurs ou à remplir leurs grains, ce qui entraîne des récoltes moindres. Cependant, le bore est un nutriment complexe ; il est souvent rare dans le sol, et lorsqu'il est présent, il peut être facilement emporté par la pluie ou l'irrigation avant que la plante n'ait la chance de l'utiliser.

Les agriculteurs ont longtemps tenté de résoudre ce problème en ajoutant des engrais chimiques, mais ceux-ci peuvent parfois nuire à l'environnement ou dégrader la qualité du sol au fil du temps. Cela a conduit les scientifiques à chercher des solutions plus durables, telles que le biochar. Le biochar est une substance semblable à du charbon obtenue en chauffant des déchets organiques, comme des balles de riz ou de la paille de blé, dans un environnement pauvre en oxygène. Ce processus crée un matériau rempli de minuscules trous qui peuvent retenir l'eau et les nutriments, agissant comme une éponge pour le sol. La question que les chercheurs se posaient était de savoir s'ils pouvaient combiner ces deux idées : prendre le pouvoir de rétention de nutriments du biochar et le charger de bore pour créer un engrais à libération lente qui aide les cultures à mieux pousser sans les inconvénients des produits chimiques traditionnels.

Une équipe de chercheurs de l'Université de Sargodha, au Pakistan, s'est donné pour mission de tester cette idée en utilisant le riz, une culture qui est un aliment de base pour des millions de personnes et une partie majeure de l'économie du pays. Ils ont commencé par créer un nouveau type d'additif pour le sol. Ils ont pris du biochar fabriqué à partir de balles de riz et de paille de blé et l'ont traité avec des composés de bore pour s'assurer que le produit final contienne une quantité spécifique de l'élément nutritif. Une fois qu'ils ont obtenu ce biochar enrichi en bore, ils ont planté des graines de riz dans un champ et ont appliqué le mélange de plusieurs manières différentes pour voir quelle méthode fonctionnait le mieux. Certains parcelles ont reçu le mélange directement dans le sol à des doses variables, tandis que d'autres ont reçu une pulvérisation du mélange sur leurs feuilles. Un groupe témoin n'a rien reçu, permettant à l'équipe de comparer les résultats par rapport à une croissance normale.

L'étude a révélé que la manière dont le nutriment était administré importait tout autant que la quantité utilisée. Lorsque les chercheurs ont observé la hauteur de croissance des plantes et l'extension de leurs racines, ils ont constaté que l'ajout de biochar enrichi en bore au sol à un taux de 1,5 milligramme par kilogramme de sol produisait la croissance végétative la plus vigoureuse. Ces plantes avaient les plus grandes surfaces foliaires et produisaient le plus de chaume, qui est la partie feuillue de la plante. Cependant, lorsque l'objectif était de maximiser la récolte réelle des grains, une approche différente l'a emporté. Le rendement en grains le plus élevé, ainsi que les plantes les plus hautes, provenaient d'un traitement où le biochar enrichi en bore était pulvérisé directement sur les feuilles des plants de riz à une concentration de 0,1 %. Cette application foliaire a permis d'obtenir des grains plus lourds et plus de graines par tige par rapport à tous les traitements au sol.

Les chercheurs ont également examiné la qualité de la récolte et la santé du sol après la récolte du riz. Ils ont découvert que l'application du mélange au sol à un taux plus élevé de 2,0 milligrammes par kilogramme améliorait la qualité nutritionnelle du grain lui-même. Le riz cultivé avec cette dose de sol plus élevée présentait des niveaux plus élevés de protéines, de bore et de valeurs SPAD (une mesure de la verdure des feuilles), et le sol de ces parcelles contenait le plus de carbone organique. De plus, ce taux d'application au sol plus élevé laissait le sol dans le meilleur état pour l'avenir. Le sol de ces parcelles retenait les niveaux les plus élevés de bore, suggérant que le biochar avait réussi à maintenir le nutriment en place plutôt que de le laisser s'échapper.

Les conclusions suggèrent qu'il n'y a pas de "meilleure" façon unique d'utiliser ce nouveau matériau ; au contraire, la méthode idéale dépend de ce que l'agriculteur souhaite accomplir. Si la priorité est d'obtenir le plus de grains possible du champ, pulvériser les feuilles avec le biochar enrichi en bore est la stratégie la plus efficace. Si l'objectif est d'enrichir le sol en matière organique et de s'assurer que le sol reste riche en nutriments pour la saison suivante, ajouter une dose plus élevée du mélange au sol est le meilleur choix. Pour les agriculteurs qui cherchent à améliorer la santé globale de la plante et la taille des feuilles, une quantité modérée ajoutée au sol fonctionne le mieux. Cette recherche souligne qu'en combinant un matériau simple et durable comme le biochar avec un oligo-élément vital, il est possible d'adapter les pratiques agricoles pour répondre à des besoins spécifiques, en équilibrant les objectifs de récolte immédiats avec la santé du sol à long terme.