Effects of Bio-organic Fertilizer Application Rate on the Degradation of Biodegradable Mulch Films of Different Colors and the Soil Environment
Cette étude démontre que l'augmentation des taux d'application d'engrais bio-organiques accélère différemment la dégradation des films de paillage biodégradables noirs par rapport aux blancs tout en améliorant significativement la disponibilité des nutriments du sol, les activités enzymatiques et l'abondance de microbes dégradant le polyester, le film noir combiné à la dose d'engrais la plus élevée (90 g) produisant les résultats les plus favorables.
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Dans le monde agricole moderne, les films plastiques sont un spectacle courant, drapés sur les champs pour emprisonner la chaleur, retenir l'humidité et tenir les mauvaises herbes à distance. Ces films agissent comme une couverture protectrice pour les cultures, les aidant à pousser plus vite et plus fort. Cependant, le type de plastique le plus couramment utilisé à cette fin ne se décompose pas naturellement. Avec le temps, ces feuilles se brisent en minuscules morceaux invisibles qui restent dans le sol, endommageant sa structure et étouffant les racines des plantes. Cette accumulation de déchets plastiques, souvent appelée « pollution blanche », représente une menace sérieuse pour la santé à long terme de la terre. Pour résoudre ce problème, les agriculteurs se sont tournés vers les films biodégradables, qui sont conçus pour se décomposer en substances inoffensives comme l'eau et le dioxyde de carbone lorsqu'ils sont enfouis dans la terre. Pourtant, la vitesse à laquelle ces films disparaissent dépend fortement de l'environnement qui les entoure. Tout comme un morceau de fruit pourrit plus vite dans une cuisine chaude et humide que dans un garde-manger frais et sec, la température du sol, l'humidité et les minuscules créatures vivantes à l'intérieur déterminent la rapidité avec laquelle le plastique s'évanouit.
Des chercheurs en Chine se sont donné pour mission de comprendre comment rendre cette décomposition plus rapide et plus fiable. Ils se sont concentrés sur un type spécifique de pratique agricole : combiner ces films biodégradables avec un type particulier d'engrais appelé engrais bio-organique. Cet engrais n'est pas seulement une source de nourriture pour les plantes ; il est chargé de micro-organismes vivants et bénéfiques qui peuvent aider à décomposer les matériaux résistants dans le sol. Les scientifiques voulaient savoir si l'ajout de plus de cet engrais accélérerait la décomposition du plastique, et si la couleur de la feuille de plastique elle-même — noire ou blanche — changerait le résultat. Ils ont choisi des plants de concombres pour leur expérience, les plantant dans des pots recouverts de trois types différents de film biodégradable : un noir, et deux nuances différentes de blanc. Ils ont appliqué l'engrais bio-organique en deux quantités différentes, 60 grammes et 90 grammes par pot, et ont attendu cinquante jours pour voir ce qu'il se passerait.
Les résultats ont révélé que la couleur du film importait énormément. Pour le film noir, la relation était simple et encourageante. À mesure que les chercheurs augmentaient la quantité d'engrais bio-organique, le film se décomposait de plus en plus vite. Lorsqu'ils ont utilisé la dose plus élevée de 90 grammes, le film noir s'est dégradé de près de 23 pour cent, une amélioration significative par rapport à la dose plus faible. Le film noir crée un environnement unique en dessous de lui ; il bloque la lumière du soleil mais retient bien la chaleur et l'humidité, créant un foyer stable et humide pour les micro-organismes. L'engrais ajouté fournissait à ces petits décomposeurs une énergie supplémentaire et un renfort de nouveaux alliés, leur permettant de travailler plus efficacement sur le plastique.
L'histoire était très différente pour les films blancs. Ces films laissent passer plus de lumière, ce qui réchauffe le sol pendant la journée mais permet un refroidissement rapide la nuit. Lorsque les chercheurs ont appliqué une petite quantité d'engrais aux films blancs, la décomposition a en fait ralenti par rapport à l'utilisation de l'absence d'engrais. Ce n'est que lorsqu'ils ont augmenté l'engrais pour atteindre la dose plus élevée de 90 grammes que le taux de décomposition a commencé à se rétablir, bien qu'il n'ait toujours pas atteint les niveaux élevés observés avec le film noir. Cela suggère que les fluctuations de température sous le film blanc peuvent stresser les micro-organismes, et qu'une petite dose d'engrais n'était pas suffisante pour surmonter ce défi. Seul un approvisionnement plus important en nutriments et en microbes pouvait partiellement restaurer leur capacité à consommer le plastique.
Au-delà de la simple vitesse de décomposition, l'étude a montré que la combinaison du film avec l'engrais améliorait le sol lui-même. Le sol sous les traitements combinés était plus riche en nutriments et plus actif en enzymes, qui sont les outils que les êtres vivants utilisent pour décomposer la nourriture. Le film noir, en particulier, a aidé le sol à retenir davantage de potassium, un nutriment vital pour les plantes, tandis que les films blancs étaient plus efficaces pour aider le sol à libérer de l'azote et du phosphore. Les chercheurs ont également observé la vie microscopique dans le sol et ont découvert que les traitements au film noir encourageaient la croissance de bactéries spécifiques connues pour leur capacité à digérer le plastique. Ces bactéries prospéraient dans les conditions stables et humides créées par le film noir et l'apport de nourriture de l'engrais.
Ce travail souligne qu'il n'existe pas de solution unique pour chaque champ. L'efficacité du plastique biodégradable dépend d'un équilibre délicat entre la couleur du film, le type d'engrais utilisé et l'environnement du sol qui en résulte. Bien que le film noir se soit révélé être le plus réactif à l'augmentation de l'engrais, créant une tempête parfaite pour une décomposition rapide, les films blancs ont montré que la relation est plus complexe et sensible au changement. Les conclusions suggèrent que les agriculteurs peuvent gérer activement la décomposition de leurs feuilles de plastique en choisissant la bonne combinaison de couleur de film et de quantité d'engrais, transformant ainsi un problème potentiel de déchets en une partie gérable du cycle agricole.
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