L’utilisation des feuilles de canne à sucre, appelées déchets ou paille, servant à produire de l’électricité et de l’éthanol de deuxième génération (2G) a été préconisée comme moyen pour accroître la production de bioénergie, sans pour cela étendre la superficie des terres cultivées. Toutefois, une étude menée au Brésil et publiée dans la revue BioEnergy Research montre que le fait d’enlever la paille au lieu de la laisser au sol après la récolte, pourrait doubler la quantité d’engrais nécessaire aux plantations de canne à sucre brésiliennes, d’ici 2050.
L’avertissement provient de chercheurs affiliés à l’école supérieure d’agriculture Luiz de Queiroz, de l’université de São Paulo (ESALQ-USP) et au Laboratoire national des biorenouvelables (LNBR) du Centre national de recherche sur l’énergie et les matériaux (CNPEM) de Campinas, dans l’État de São Paulo, à l’origine de l’étude.
Les chercheurs brésiliens ont évalué la quantité de nutriments contenus dans les feuilles de canne à sucre abandonnées au sol après la récolte, et l’équivalent en engrais nécessaire pour maintenir le rendement des cultures lorsque la paille est enlevée. (Image : PublicDomainPictures / Pixabay)
Lors de la récolte de canne à sucre, les feuilles sont enlevées et les tiges sectionnées, en laissant la partie basse (souche). Ces tiges sont ensuite débitées en segments qui serviront à la fabrication du sucre et à la production d’éthanol. Les feuilles laissées au sol vont finalement sécher et former une épaisse couche de paille. Cette biomasse est riche en nutriments et contribue à la fertilisation des sols, soulignent les auteurs de l’étude.
Pour la première fois, ils ont calculé la quantité d’éléments nutritifs retenus dans la paille de la canne à sucre, ainsi que la quantité d’engrais nécessaire au sol si l’on retirait cette couche de paille. Maurício Cherubin, chercheur à l’ESALQ et premier auteur de l’article, a déclaré : « Dans l’étude, nous avons converti la valeur des éléments nutritifs de la paille en équivalent d’engrais (azote, phosphore et potassium, NPK) ».
« Si les producteurs retirent cette biomasse, ils devront acheter du NPK et l’utiliser pour reconstituer les nutriments du sol. Nous avons mesuré cette valeur, qui était jusqu’à présent inconnue », a-t-il ajouté.
Selon M. Chérubin, le fait de conserver la paille au sol favorise le cycle des nutriments. Les nutriments du sol sont absorbés et stockés dans les feuilles et lorsque les feuilles meurent et se décomposent, les nutriments sont restitués au sol, ce qui garantit qu’un nouveau cycle peut démarrer. Le fait de retirer la paille interrompt ce processus : « Générer de la bioénergie en brûlant de la paille signifie utiliser un tiers du potentiel énergétique de la canne à sucre, ce qui représente beaucoup » a-t-il dit.
« D’autre part, comme le montre l’étude, il est important de laisser une proportion importante de paille sur le sol pour le protéger de la pluie, réduire les émissions de gaz à effet de serre et surtout maintenir le cycle des nutriments », a-t-il expliqué.
La nutrition du sol
De précédents articles publiés dans BioEnergyResearch par le même groupe de chercheurs présentaient des données sur les effets de retirer la paille, tels qu’une diminution de l’activité biologique dans le sol, une lutte antiparasitaire moins efficace, un compactage plus intense du sol, une augmentation des émissions de gaz à effet de serre et une diminution du rendement des cultures.
« Le but de nos recherches a été d’entreprendre un examen complet des questions relatives à l’enlèvement de la paille » a déclaré M. Chérubin.
« Certains producteurs ont réalisé l’importance de la paille pour la productivité car elle influence la protection et la nutrition du sol », a-t-il ajouté.
L’article le plus récent présente les résultats d’études de terrain réalisées pour mesurer la perte de nutriments dans le sol, les résultats de l’analyse économique et les projections de scénarios basées sur les données d’utilisation d’engrais pour le centre-ouest, le sud-est et le sud du Brésil de l’Association nationale des engrais (ANDA).
Cinq scénarios possibles sont examinés. Les stratégies ayant moins d’impacts négatifs consistent à conserver les feuilles vertes et éliminer les feuilles sèches, tandis que le scénario le plus extrême suppose l’élimination totale de la paille.
Définition des critères
Selon l’article, le fait de retirer complètement la paille entraîne un besoin annuel en engrais de 195 kg par hectare (kg/ha), ce qui coûte environ 90 dollars. Cela représente le double de la quantité d’engrais actuellement utilisée dans les trois régions susmentionnées, où la majeure partie de la canne à sucre du Brésil est cultivée.
Selon M. Cherubin, le scénario le moins radical, qui suppose de retirer de façon modérée la paille sèche et de laisser les feuilles vertes au sol, entraîne un besoin en engrais de 27 kg/ha, ce qui revient à 27 dollars.
« Comme on peut le voir, la décision de laisser ou non de la paille sur le sol a un impact important sur la culture et l’ensemble de l’industrie », a-t-il indiqué.
« Aujourd’hui, chaque usine utilise ses propres critères pour définir la quantité à laisser et l’endroit où elle doit être laissée. Nous devons aller de l’avant. Nous avons besoin d’un effort collectif pour définir les critères de cette pratique, avec tous les avantages qui en découlent en termes de production de bioénergie, de qualité des sols et de productivité » a-t-il précisé.
Le Brésil possède quelque 10 millions d’hectares de terres consacrées à la canne à sucre et représente environ 40 % de la production mondiale. La majeure partie de la canne à sucre (92 %) est cultivée dans cinq États : le Paraná au sud, São Paulo et Minas Gerais au sud-est, et Goiás et Mato Grosso do Sul dans le centre-ouest du Brésil.
L’étude ne compare pas les coûts des engrais avec les prix de la bioénergie produite à partir de la paille de canne à sucre. La valeur d’un kilowatt-heure par hectare varie en fonction de la demande, du lieu, de la période de l’année et du climat (saison humide ou sèche).
Utilisation croissante d’engrais
Selon l’étude, si la superficie cultivée en canne à sucre continue de s’étendre comme elle l’a fait au cours des trois dernières décennies, la consommation d’engrais NPK par les producteurs de canne à sucre augmentera de 80 % d’ici 2050. L’utilisation d’engrais NPK a augmenté de 46 500 tonnes par an entre 1986 et 2016, date à laquelle elle a atteint 1,75 million de tonnes, soit 11,6 % de tous les engrais NPK consommés au Brésil.
« L’utilisation de la paille de canne à sucre pour la bioénergie est une grande opportunité, mais il y a des avantages et des inconvénients. Elle améliore l’efficacité de la production dans une zone donnée. D’autre part, comme le montre l’étude, il est important de laisser une partie de la paille sur le sol » a expliqué M. Cherubin.
Fourni par : University of Chicago Medicine (Note : le contenu et la longueur des documents peuvent être modifiés)
Troy Oakes
Troy est né et a grandi en Australie et a toujours voulu savoir pourquoi et comment les choses fonctionnent, ce qui l’a conduit à son amour pour la science. Il est photographe professionnel et aime prendre des photos des magnifiques paysages australiens. Il est également chasseur de tempêtes professionnel et vit actuellement à Hervey Bay, en Australie.
Traduit par Fetty Adler
Version en anglais : Sugarcane Straw for Bioenergy Comes With Pros and Cons
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