Les engrais biosourcés circulaires soutiennent l’agriculture, les économies rurales et l’environnement
Les engrais sont essentiels pour stimuler la productivité des cultures nécessaires à l’alimentation d’une population croissante. Cependant, l’utilisation généralisée d’engrais chimiques et minéraux conventionnels a eu des effets indésirables sur l’eau, l’air et le sol. La contamination des nappes phréatiques et des sources d’eau potable, ainsi que la dégradation à long terme des sols, menacent la productivité agricole future, les écosystèmes naturels et la biodiversité. Les processus de production à forte intensité énergétique reposant sur les combustibles fossiles et les émissions d’oxyde nitreux provenant des produits appliqués aggravent le changement climatique. Des engrais plus durables comme le compost et le fumier existent depuis un certain temps, mais leur contenu n’est pas normalisé, ce qui produit des résultats variables avec une utilisation souvent sous-optimale des biodéchets disponibles. Le projet RUSTICA(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, a rassemblé 18 partenaires de sept pays européens et de Colombie afin de développer des engrais biosourcés sur mesure pour des cultures ou des méthodes agricoles spécifiques dans un paradigme d’économie circulaire - axé sur la minimisation des déchets et l’optimisation de la réutilisation, de la réparation et du recyclage des ressources.
Des biodéchets de fruits et légumes aux engrais biosourcés
«RUSTICA s’est concentré sur cinq processus permettant de transformer des matières organiques d’origine végétale sous-utilisées, telles que les restes de cultures ou les déchets de la transformation alimentaire, en éléments constitutifs de mélanges d’engrais biosourcés adaptés à différentes cultures et systèmes agricoles», explique Liesbet Vranken, coordinatrice du projet rattachée à la KU Leuven(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). Une plateforme spécialisée a converti les biodéchets en acides carboxyliques utilisés pour produire des éléments constitutifs d’engrais dans deux autres processus: la culture microbienne et la filtration (électrodialyse). Le processus de culture microbienne produit une biomasse microbienne riche en nutriments. La filtration a permis d’extraire l’azote, le phosphore et le potassium des sous-produits liquides, créant ainsi un concentré similaire aux composants clés des engrais minéraux. Le processus de culture d’insectes de RUSTICA utilise des biodéchets agricoles pour élever des insectes comme source de biomasse et de frass (déchets d’insectes riches en nutriments). Enfin, la pyrolyse a transformé les déchets lignocellulosiques provenant du bois et des matières végétales en bon, qui améliore la santé des sols. Certains mélanges contenaient également du compost.
Des résultats agronomiques et environnementaux prometteurs
«Nos engrais biosourcés ont montré un potentiel prometteur de performances similaires à celles des engrais traditionnels tout en contribuant à l’amélioration de la santé des sols», explique Erika De Keyser de la KU Leuven, chercheuse du projet RUSTICA. En ce qui concerne l’impact sur l’environnement, la plupart des nouveaux mélanges du projet ont donné de meilleurs résultats que les engrais de référence dans de nombreuses régions, en particulier en Colombie. Lorsque les taux d’application (quantités par hectare) étaient plus élevés, l’impact sur l’environnement était plus important, ce qui montre qu’il existe des domaines dans lesquels la recherche et l’optimisation doivent être poursuivies.
L’intégration régionale et la transposition à plus grande échelle favorisent le rapport coût-efficacité
La réduction des coûts sera essentielle. Si le prix à la tonne était inférieur à celui des engrais de référence, certains engrais biosourcés nécessitaient des taux d’application beaucoup plus élevés - jusqu’à 35 fois plus. Il est possible de réduire les coûts et les incidences sur l’environnement en ajustant la composition des mélanges, en intégrant les technologies existantes et en augmentant la production. «Nos technologies peuvent être intégrées à d’autres solutions disponibles localement - par exemple les bio-hubs(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ou des systèmes de traitement des déchets, ou même l’intégration de fumier local - pour produire une gamme de produits durables mixtes. Cette approche plus large et intégrée peut réduire les coûts et rendre les systèmes agricoles plus résistants et durables à long terme», ajoute Erika De Keyser. «Le projet RUSTICA a le potentiel de transformer la production d’engrais avec des alternatives plus durables et circulaires aux engrais minéraux. En réutilisant les flux de biodéchets et en fermant les boucles de nutriments au niveau régional, nous pouvons bénéficier à la fois à l’environnement et aux économies rurales», conclut Liesbet Vranken. La poursuite de la recherche devrait porter ses fruits avec des mélanges d’engrais biosourcés innovants qui améliorent la santé des sols, réduisent l’impact sur l’environnement et garantissent une plus grande efficacité des ressources dans l’agriculture.
Mots‑clés
RUSTICA, engrais, biodéchets, santé des sols, agriculture, bio-hubs, biomasse, systèmes agricoles, biocharbon, frass
