Atténuation des émissions de CO<inf>2</inf>, de CH<inf>4</inf> et de N<inf>2</inf>O provenant d’un milieu de culture horticole fertigué amendé au moyen de biocharbon et de compost

Citation

Lévesque, V., Rochette, P., Ziadi, N., Dorais, M., Antoun, H. (2018). Mitigation of CO2, CH4 and N2O from a fertigated horticultural growing medium amended with biochars and a compost. Applied Soil Ecology, [online] 126 129-139. http://dx.doi.org/10.1016/j.apsoil.2018.02.021

Résumé en langage clair

Il est urgent d’améliorer les propriétés physiques et chimiques des milieux de culture à base de tourbe (MCBT) couramment utilisés en horticulture en raison de leurs effets négatifs sur l’environnement, comme l’émission de gaz à effet de serre (GES) et la perte de nutriments due au lessivage. Plusieurs études indiquent que l’ajout de biocharbon, une matière stable riche en carbone (C) obtenue par la combustion thermique de biomasse, pourrait être une solution efficace pour améliorer les propriétés physiques et chimiques des MCBT fertilisés. Le but de notre étude d’incubation en laboratoire de 58 jours était d’évaluer les effets sur la disponibilité des éléments nutritifs (carbone et azote) et sur l’atténuation des émissions de dioxyde de carbone (CO2), de méthane (CH4) et d’oxyde nitreux (N2O), trois GES, après l’ajout de différents types de biocharbon et de compost à un MCBT fertilisé. Cinq types de biocharbon ont été produits à partir de trois matières premières exposées à trois températures de pyrolyse : de l’écorce d’érable à 400 °C (E400), 550 °C (E550) et 700 °C (E700); des copeaux de saule à 400 °C (S400); et des copeaux de pin à 700 °C (P700). Les résultats ont indiqué que l’ajout de biocharbon a augmenté la disponibilité du carbone et a diminué la disponibilité de l’azote dans les MCBT, et que la plupart des types de biocharbon testés ont atténué les émissions de CO2, de CH4 et de N2O. L’ajout de compost n’a eu aucun effet sur les émissions de N2O après l’un ou l’autre des traitements et a provoqué une augmentation notable des émissions de CO2. Ces travaux indiquent que le biocharbon peut être avantageusement utilisé comme amendement dans les MCBT dans un contexte de production serricole durable.

Résumé

© 2018 Elsevier B.V. L’effet du biocharbon sur l’atténuation des émissions de gaz à effet de serre a été principalement étudié dans des sols minéraux amendés. On dispose donc de peu d’information dans le cas des milieux de culture à base de tourbe (MCBT) utilisés en serre. Nous avons entrepris une étude d’incubation de 58 jours en microcosme avec un MCBT pour étudier l’effet de différents types de biocharbon et de compost sur la minéralisation du carbone (C) et de l’azote (N) et sur l’atténuation des émissions de CO2, de CH4 et de N2O. Nous avons ajouté du biocharbon et du compost à raison de 15 % et de 4 % (v/v), respectivement, et nous avons appliqué un engrais minéral azoté de façon hebdomadaire. Cinq types de biocharbon ont été produits à partir de trois matières premières exposées à trois températures de pyrolyse : de l’écorce d’érable à 400 °C (E400), 550 °C (E550) et 700 °C (E700); des copeaux de saule à 400 °C (S400); et des copeaux de pin à 700 °C (P700). L’ajout de biocharbon a augmenté la disponibilité du carbone et a diminué la disponibilité de l’azote dans les MCBT fertigués. Les teneurs en C et en N les plus élevées issues de la biomasse microbienne ont été obtenues (p < 0,05) avec l’E400 riche en matières volatiles et avec les traitements de compost. L’activité enzymatique microbienne était plus faible (p < 0,05) dans les MCBT traités avec de l’érable ou avec du S400 que dans les MCBT traités avec du P700 ou dans le groupe témoin. L’ajout de compost et de biocharbon d’érable produit à 400 °C ou à 550 °C a abaissé le quotient métabolique microbien. L’efficacité d’atténuation la plus élevée en ce qui concerne le CO2 a été obtenue avec l’E550, les émissions étant inférieures de 50 % par rapport aux autres traitements en 58 jours. Les émissions cumulatives totales de CH4 étaient également inférieures de 21 % dans les MCBT traités avec de l’érable par rapport au groupe témoin ou aux MCBT traités avec du P700. Les émissions cumulatives totales de N2O ont été réduites de 66 % par l’ajout de biocharbons alcalins (E400, E550, E700 et S400) dans les MCBT sans compost. Cette atténuation peut être associée à l’adsorption importante d’ammonium par ces types de biocharbon, qui ralentirait le processus de nitrification, ou être associée à une augmentation probable du rapport N2/N2O. L’ajout de compost n’a eu aucun effet sur les flux de N2O après l’un ou l’autre des traitements. Ces travaux indiquent que le biocharbon peut être avantageusement utilisé comme amendement dans les MCBT dans un contexte de production serricole durable.