📝 EN BREF

• Austin Liu, chercheur principal sur le biochar au Local Carbon Network, s'est penché sur la façon dont les nutriments solubles dans l'eau sont retenus et échangés dans le sol, et pourquoi cela est si important pour la santé de votre sol.
• La capacité d'échange cationique élevée, ou CEC, et la capacité d'échange anionique, ou CEA, sont des mesures caractéristiques d'un sol fertile.
• Lorsque le biochar co-composté est ajouté au sol, il améliore considérablement la CEC et la CEA. Cela améliore ensuite l'échange de nutriments, conduisant à une meilleure efficacité d'utilisation des engrais et à un ruissellement plus propre.
• L'efficacité d'utilisation des engrais peut servir d'indicateur de l'efficacité d'utilisation des éléments nutritifs. L'objectif final n'est pas d'améliorer l'utilisation des engrais mais d'améliorer la fertilité du sol à long terme, de sorte que les engrais non naturels ne seront plus nécessaires.
• Le biochar est créé en chauffant lentement une biomasse dans un environnement à faible teneur en oxygène, tel qu'un four, jusqu'à ce que tout sauf le carbone soit brûlé. Le biochar résultant peut ensuite être ajouté au compost avant d'être ajouté au sol.

🩺Par le Dr. Mercola

Un sol fertile est la clé de la vie sur Terre. Tandis que l'agriculture industrielle décime la fertilité des sols par l'utilisation de labours destructeurs, le surpâturage et l'utilisation d'engrais chimiques créant un appauvrissement en carbone et de pesticides, pendant des décennies, des chercheurs se sont inspirés de la terra preta de Indio, ou « terre noire des Indiens ».

On pense que ce sol, découvert dans le bassin amazonien, est âgé de centaines ou de milliers d'années et c'est l'un des sols les plus fertiles au monde. Ceci malgré le fait qu'il se trouve dans une région tropicale, où des volumes élevés de précipitations peuvent provoquer un ruissellement des nutriments qui laisse le sol appauvri.

Il y a de nombreux débats (et d'études) sur l'origine de la fertilité de la terra preta. Toutefois, une théorie concerne le biochar, un amendement du sol similaire au charbon de bois qui peut augmenter la teneur en carbone de votre sol tout en améliorant la disponibilité et la rétention des nutriments. La séquestration du carbone peut réduire la charge de dioxyde de carbone dans l'atmosphère, et une fois séquestré dans le sol, le carbone nourrit activement la santé du sol et améliore la rétention d'eau.

Les mécanismes à l'origine de la fertilité du sol à long terme

Dans un article paru dans Medium, Austin Liu, chercheur principal sur le biochar au Local Carbon Network, se penche sur la façon dont les nutriments solubles dans l'eau sont retenus et échangés dans le sol, et pourquoi cela est si important pour la santé de votre sol. La raison pour laquelle les sols tropicaux ont tendance à être pauvres pour une utilisation agricole est que les plantes utilisent l'eau pour absorber et transporter les nutriments, notamment ceux solubles dans l'eau.

Ces nutriments solubles dans l'eau sont sujets à la lixiviation chaque fois que le sol est saturé d'eau, par la pluie ou l'irrigation. L'application d'engrais chimiques n'est d'aucune aide, car eux aussi sont solubles dans l'eau. Austin Liu explique :

« Quelle est alors la différence entre un sol qui peut retenir les nutriments des végétaux solubles dans l'eau et un autre qui ne le peut pas ? La différence est la capacité d'échange d'ions de chaque sol, avec la capacité d'échange en cations pour les ions positifs et la capacité d'échange en anions pour les ions négatifs. Étant donné que les principaux éléments nutritifs des plantes solubles dans l'eau sont tous ioniques, la capacité de capturer et d'échanger des ions se traduit par la capacité de capturer et de libérer des nutriments solubles dans l'eau. »

La capacité d'échange cationique élevée, ou CEC, et la capacité d'échange anionique, ou CEA, sont des mesures caractéristiques d'un sol fertile. Les cations portent une charge positive tandis que les anions portent une charge négative. Austin Liu a énuméré plusieurs exemples de nutriments cationiques pour les plantes, notamment le potassium, le magnésium, le calcium, l'ammonium, le fer, le sélénium et le zinc.

Les principaux nutriments anioniques comprennent le nitrate, le phosphate, le sulfate et le chlorure. Austin Liu explique ce que cela signifie en termes de maintien des nutriments dans votre sol, plutôt que de les laisser se faire lessiver :

« Les cations se dissolvent dans l'eau parce que leur charge positive attire les parties chargées négativement des molécules d'eau. Les molécules d'eau entourent alors le cation et l'extrait du cristal de sel. Les anions se dissolvent dans l'eau parce que leur charge négative attire les parties chargées positivement des molécules d'eau qui les entourent et les mettent en solution.

Pour que les ions dissous ne soient pas lessivés lorsque l'eau draine le sol, celui-ci doit disposer de nombreux sites pour l'échange d'ions, des sites qui peuvent suffisamment attirer ces ions dissous pour les capturer hors de l'eau, sans les maintenir trop fortement pour que la plante puisse récupérer ces ions quand elle en a besoin. Pour les cations, ces sites sont appelés sites d'échange en cations et pour les anions, ils sont appelés sites d'échange en anions. »

Le compostage du biochar renforce sa CEC

Le biochar favorise la croissance des plantes, en particulier lorsqu'il s'inscrit dans un processus de compostage. Le biochar stimule également la fertilité du sol et la croissance des plantes via une libération lente des nutriments depuis son revêtement riche en nutriments.

Ce revêtement se forme sur le biochar co-composté (du biochar mélangé à de la matière organique et composté) et il « ajoute de l'hydrophilie, des fractions redox-actives et une mésoporosité supplémentaire, ce qui renforce les interactions entre le biochar et l'eau, et améliore ainsi la rétention des nutriments ». Le compostage du biochar renforce également la CEC. Austin Liu explique :

« Les tas de compost aérés sont des foyers de fermentation bactérienne aérobie par un mélange diversifié de décomposeurs bactériens. La fermentation bactérienne a tendance à produire des acides organiques faibles, dont beaucoup réagissent avec et s'incorporent au revêtement qui se forme sur le biochar pendant le compostage.

De nombreux aliments familiers fermentés par des bactéries en sont des exemples : les cornichons lacto-fermentés et la choucroute (qui contiennent de l'acide lactique), le vinaigre (qui contient de l'acide acétique) et le kombucha (qui contient des acides lactique, acétique, gluconique et glucuronique).

En même temps, la décomposition de la matière organique produit souvent de l'ammoniac et des substances contenant des amines à partir de tous les matériaux contenant de l'azote, tandis que de nombreux nutriments minéraux alcalins sont libérés au cours du processus de décomposition. Ces substances étant basiques, le mélange global du compost ne devient pas nécessairement de plus en plus acide au fur et à mesure de la progression du compostage.

Une grande partie de l'ammoniac qui serait autrement émis par le compost réagit avec le biochar et se lie à sa surface, contribuant à la capacité d'échange en anions. »

Le biochar réagit et se lie à l'ammoniac dans le compost, réduisant ces émissions et augmentant la CEA. « Les taux remarquables d'anions nitrate et phosphate retenus sur le biochar co-composté et protégés contre la lixiviation soutiennent cette inférence », écrit Austin Liu.

Le biochar co-composté améliore l'échange de nutriments dans le sol

Lorsque du biochar co-composté est ajouté au sol, il améliore considérablement la CEC et la CEA. Ensuite, cela améliore l'échange de nutriments, ce qui conduit à deux avantages principaux, dit Austin Liu.

1.  Meilleure utilisation des engrais :l'efficacité de l'utilisation des engrais dans les exploitations agricoles conventionnelles est très faible. Les estimations varient, mais il est suggéré que jusqu'à 80 % des engrais appliqués sur les terres agricoles sont perdus par ruissellement ou dégazage. Non seulement cela entraîne une pollution importante et inutile des cours d'eau environnants, mais la production excessive d'engrais est également dommageable.

« La production d'engrais est elle-même extrêmement dommageable pour l'environnement, entraînant des émissions massives de méthane bien pires que ce que l'industrie déclare », explique Austin Liu. Le ruissellement des engrais chimiques répandus sur les champs agricoles contribue à l'apport d'azote et de phosphore dans les cours d'eau de surface et les eaux souterraines, conduisant à des zones mortes.

Dans les zones mortes, les animaux de la région peuvent suffoquer et mourir, ceux qui sont incapables de nager facilement, comme les crabes fouisseurs et les vers dans les sédiments, étant les plus touchés. D'autres espèces, telles que les crevettes et les anguilles, peuvent être obligées de nager vers des eaux moins profondes pour trouver de l'oxygène.

Dans les zones marines hypoxiques, ou les eaux avec des taux d'oxygène faibles ou nuls (définis aux États-Unis comme un taux d'oxygène dissous égal ou inférieur à 2 mg/l, ou parties par million (ppm)), une mortalité massive de poissons et de crustacés, ainsi qu'un ralentissement et un retard de croissance, sont fréquents. Cependant, l'utilisation de méthodes d'agriculture régénérative et l'ajout de biochar au sol améliorent considérablement l'efficacité de l'utilisation des engrais.

« Plus d'ions issus des engrais dissous seraient capturés par les sites d'échange d'ions pour être mis à la disposition de vos plantes, et moins d'engrais seraient gaspillés », selon Austin Liu. « Étant donné que l'efficacité d'utilisation dépend de manière critique de la rétention des nutriments et de l'échange efficace de nutriments avec les plantes, l'augmentation de la CEC et de la CEA de votre sol vous permettra d'utiliser beaucoup plus efficacement tous les engrais que vous appliquez. »

Cependant, il ne s'agit pas seulement d'engrais. Austin Liu souligne que l'efficacité de l'utilisation des engrais peut servir d'indicateur de l'efficacité de l'utilisation des éléments nutritifs. Et c'est à cause de la faible fertilité des sols que les engrais sont nécessaires dans les modèles agricoles industriels. L'objectif final n'est pas d'améliorer l'utilisation des engrais, mais d'améliorer la fertilité du sol à long terme, de sorte que les engrais non naturels ne seront plus nécessaires.

2.  Ruissellement plus propre : un autre avantage de l'ajout de biochar co-composté au sol pour améliorer la CEC et la CEA est un ruissellement plus propre. Bien que cela n'arrête pas physiquement le ruissellement, cela garantit que l'eau qui s'écoule est moins dommageable pour l'environnement environnant. Selon Austin Liu :

« Les ions nutritifs dissous qui sont drainés d'un sol pauvre seraient considérablement réduits dans l'eau qui ruisselle avec une forte capture et une rétention des nutriments. De plus, les mécanismes chimiques impliqués dans la CEC et la CEA dans le carbone organique du sol sont également associés à une meilleure rétention d'eau.

Du point de vue de la réduction de la pollution (à savoir la réduction de la pollution par les engrais, la prolifération d'algues, la pollution par les nitrates dans l'eau potable et les zones mortes nauséabondes qui s'ensuivent), l'amélioration de la CEC et de la CEA des terres agricoles est l'une des mesures les plus efficaces qui peuvent être prises pour lutter contre la pollution par les engrais. »

Comment préparer du biochar ?

Le biochar est créé en chauffant lentement une biomasse dans un environnement à faible teneur en oxygène, tel qu'un four, jusqu'à ce que tout sauf le carbone soit brûlé. Le biochar résultant peut ensuite être ajouté au compost avant d'être ajouté au sol.

Historiquement, le feu est le moteur du cycle du carbone de la Terre. Les incendies naturels déclenchés par la foudre ont brûlé de vastes étendues de plantes et d'arbres, renvoyant le carbone au sol sous forme de charbon de bois. Aujourd'hui, la plupart des sociétés prennent des mesures pour prévenir les incendies de forêt et restreignent considérablement les pratiques de brûlis.

Le documentaire « Dirt Rich »débute sur la grande île d'Hawaï, où un agriculteur local montre comment il fabrique son propre biochar dans une simple fosse de brûlage. Si vous souhaitez créer du biochar chez vous, vous découvrirez que c'est relativement facile. Le bois carbonisé laissé après un feu de camp est une forme de biochar, par exemple.

Pour préparer le vôtre, vous devrez creuser une tranchée en extérieur et la remplir de biomasse, telle que des broussailles, des mauvaises herbes, des branchages et des feuilles séchées. Allumez le feu à la biomasse, puis surveillez-la attentivement. Vous devez avoir un environnement à faible teneur en oxygène pour empêcher la combustion complète de transformer les matériaux en cendres.

Pour y parvenir, ajoutez d'autres couches de biomasse sur le dessus du tas pour recouvrir les entrées d'air. Vous pouvez superposer les couches jusqu'à atteindre le haut du trou. Une fois que les flammes ont traversé les différentes couches, éteignez le feu et vous aurez avec un matériau qui ressemble à du charbon de bois, pas à de la cendre.

Une autre option simple pour améliorer radicalement la qualité du sol et la teneur en éléments nutritifs de vos aliments consiste à faire un paillage avec des copeaux de bois. Déposez simplement des copeaux de bois non compostés sur le sol de votre jardin, en utilisant tout ce qui est disponible localement, généralement une combinaison de feuilles, de brindilles et de branches.

Les copeaux se décomposent progressivement et sont digérés et redigérés par une grande variété de bactéries, champignons et nématodes dans le sol, ce qui est exactement ce qui se passe dans la nature. Après environ un an, vous développerez un sol luxuriant sous les copeaux qui accueillera avec bonheur des arbres, des légumes ou tout ce que vous essayez de faire pousser.

L'agriculture régénérative est nécessaire de toute urgence

Le biochar n'est qu'un élément de l'agriculture régénérative, qui agit avec la nature pour produire des aliments sains en harmonie avec l'environnement. Dans l'agriculture régénérative, le bétail et les cultures sont intégrés dans un système symbiotique et complémentaire qui imite le fonctionnement de la nature.

À l'autre extrémité du spectre, les sociétés agrochimiques utilisent l'édition de gènes, le génie génétique, les produits chimiques et d'autres « technologies » pour créer des lignées de semences hybrides, des cultures résistantes aux vents, aux inondations et à la sécheresse, et d'autres éléments agricoles créés en laboratoire.

Comme le biochar, les méthodes de pâturage planifiées holistiques séquestrent naturellement le carbone, contrôlent l'érosion et augmentent la matière organique dans le sol. En plus d'utiliser le biochar, le compostage, les copeaux de bois et d'autres méthodes d'agriculture régénérative dans votre jardin, vous pouvez faire la différence en soutenant les agriculteurs régénératifs de votre région.

Que ce soit dans les marchés fermiers, dans les coopératives alimentaires ou directement à la ferme, plus nous choisissons des aliments cultivés avec des méthodes régénératives, plus nous pouvons améliorer rapidement la fertilité des sols à long terme et provoquer des changements significatifs et durables.