Biochar in native Brazilian tree seedling production: growth responses to substrate replacement
Une expérience en pépinière au Brésil a démontré que l'incorporation de 5 à 10 % de biochar issu de déchets de taille dans des substrats de haute qualité n'entrave pas de manière significative la croissance de cinq espèces d'arbres indigènes, alors qu'un taux de remplacement de 50 % impacte négativement le développement de manière dépendante de l'espèce et de la dose.
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Restaurer les forêts est une course contre la montre et une course contre le coût. Pour guérir les terres dégradées de la planète, les scientifiques et les conservationnistes ont besoin de millions de jeunes plants d'arbres sains, cultivés en pépinières et prêts à être plantés en pleine terre. La qualité de ces jeunes arbres dépend fortement du mélange de terre dans lequel ils poussent, une substance souvent appelée substrat de culture. Pendant des décennies, les meilleurs mélanges ont reposé sur la tourbe, un matériau récolté dans les zones humides anciennes, qui est efficace mais dont l'extraction est coûteuse pour l'environnement. Alors que le monde cherche des moyens plus verts de reconstruire la nature, les chercheurs se sont tournés vers le biochar. Il s'agit d'une substance semblable au charbon, fabriquée en brûlant des déchets végétaux, comme des tailles d'arbres, dans un environnement pauvre en oxygène. Il est rempli de minuscules trous qui peuvent retenir l'eau et les nutriments, et parce qu'il est composé de plantes riches en carbone, il aide à emprisonner le carbone loin de l'atmosphère. La grande question pour les restaurateurs de forêts est simple : pouvons-nous mélanger ce biochar à notre terre de pépinière pour remplacer une partie de la tourbe coûteuse sans nuire aux arbres ? Si nous le pouvons, nous pourrons faire pousser plus d'arbres pour moins d'argent tout en aidant la planète.
Dans une pépinière de l'État de São Paulo, au Brésil, une équipe de chercheurs s'est donné pour mission de trouver la réponse pour cinq espèces d'arbres indigènes différentes utilisées dans des projets de restauration à grande échelle. Ils voulaient savoir exactement quelle quantité de biochar pouvait être substituée au mélange de terre avant que les semis ne commencent à souffrir. L'équipe a pris un sol commercial de haute qualité, le type déjà utilisé avec succès par les pépinières professionnelles, et y a mélangé du biochar fabriqué à partir de déchets de taille. Ils ont créé six lots différents de terre. Un lot était le mélange standard sans aucun biochar, servant de témoin. Les cinq autres lots contenaient des quantités croissantes de biochar mélangé par volume : 5 %, 10 %, 20 %, 35 % et, enfin, une dose très importante de 50 %. Ils ont planté un total de 750 semis, soit 125 de chacune des cinq espèces dans chaque type de sol, et les ont observés pousser pendant 150 jours sous le soleil naturel du Brésil.
Les résultats ont offert une voie à suivre, claire bien que prudente. Pendant les premiers mois, les semis dans les mélanges contenant 5 % et 10 % de biochar semblaient tout aussi sains et poussaient tout aussi haut et épais que ceux dans le sol standard sans aucun biochar. Il n'y avait aucune différence détectable dans leur hauteur, la largeur de leurs tiges ou la quantité de biomasse sèche accumulée dans leurs feuilles et leurs racines. Cela suggère que remplacer une petite partie du sol commercial par du biochar est sûr et ne nuit pas aux jeunes arbres. Cependant, l'histoire a changé lorsque les chercheurs ont examiné les mélanges avec des quantités plus élevées de biochar. Lorsque le sol contenait 50 % de biochar, les semis de la plupart des espèces ont commencé à montrer des signes clairs de stress. Ils étaient plus courts, avaient des tiges plus fines et produisaient moins de biomasse totale par rapport au groupe témoin. Les arbres dans le mélange à 50 % n'étaient tout simplement pas aussi vigoureux que leurs homologues des mélanges plus légers.
Les chercheurs ont également mesuré ce qui se passait à l'intérieur des plantes en analysant les nutriments de leurs feuilles et de leurs racines. Ils ont découvert que les semis dans le sol à 50 % de biochar présentaient des niveaux plus faibles de nutriments essentiels comme l'azote, le phosphore et le potassium. Il semble que lorsque le biochar constituait la moitié du volume du sol, il diluait la concentration de nutriments disponibles pour les plantes, les affamant essentiellement de la nourriture dont elles ont besoin pour croître rapidement. Cet effet n'était pas le même pour chaque arbre ; certaines espèces étaient plus sensibles aux doses élevées que d'autres, mais la tendance générale était claire : trop de biochar était une mauvaise nouvelle pour la croissance. L'équipe a noté que le mélange à 50 % modifiait également l'équilibre chimique du sol, augmentant son pH à un niveau qui pourrait rendre plus difficile l'absorption par certaines plantes du peu de nutriments restants.
L'un des enseignements les plus importants de ce travail est que l'idée selon laquelle « plus c'est mieux » ne s'applique pas au biochar dans ce contexte. Bien que le biochar soit un outil prometteur pour la durabilité, l'étude montre qu'il existe une limite à la quantité qui peut être utilisée dans une pépinière sans nuire à la culture. Les chercheurs ont trouvé que le point d'équilibre se situe dans la fourchette basse, plus précisément entre 5 % et 10 % de remplacement. À ces niveaux, le biochar n'a pas réduit la croissance et les semis sont restés assez robustes pour être plantés sur le terrain. L'étude n'a pas trouvé que le biochar faisait mieux pousser les arbres que le sol standard ; elle a simplement constaté qu'une petite quantité pouvait être utilisée comme substitut sans causer de dommages. C'est une découverte significative pour l'économie de la restauration, car elle ouvre la porte à l'utilisation de déchets végétaux locaux pour réduire la dépendance à l'égard de la tourbe importée, à condition que le ratio de mélange soit maintenu bas.
L'expérience a été menée dans des conditions de pépinière idéales avec un arrosage régulier et un sol de base de haute qualité, ce qui signifie que les résultats pourraient être différents dans un environnement plus rude ou avec un sol plus pauvre. Les chercheurs ont également souligné qu'ils n'avaient pas testé si ces semis survivraient mieux une fois plantés dans la nature, ni mesuré les bénéfices à long terme du carbone du biochar lui-même. Ce qu'ils ont prouvé, cependant, c'est que pour ces arbres indigènes spécifiques, une quantité modeste de biochar est une option viable. C'est une étape pratique vers une économie plus circulaire dans la foresterie, où les déchets de taille d'arbres deviennent une ressource pour faire pousser la génération suivante d'arbres, tant que la recette est suivie avec soin. L'étude confirme que si le biochar a du potentiel, il doit être utilisé avec précision, adapté aux besoins spécifiques de l'espèce d'arbre, et ne jamais être considéré comme un remède miracle qui fonctionne en quantités illimitées.
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