Analyse spectroscopique des résidus de riz pilotée par la décomposition microbienne et la gestion de l’azote sous blé en semis direct dans le nord de l’Inde

Transformer les déchets de culture en ressource

Tous les automnes dans le nord de l’Inde, les agriculteurs font face à un dilemme : comment dégager rapidement d’immenses quantités de paille de riz résiduelle pour pouvoir semer le blé à temps. La solution la plus rapide a souvent été de brûler la paille sur place, remplissant l’air de fumée et détériorant la santé des sols. Cette étude explore une alternative plus propre. En utilisant des microbes utiles et une gestion plus avisée des engrais, les chercheurs montrent comment les agriculteurs peuvent décomposer la paille de riz directement sur le champ, produire de bons rendements de blé, tout en réduisant la pollution et en améliorant la qualité du sol.

Le problème des brûlis de parcelles

La rotation riz–blé dans les plaines indo-gangétiques nourrit des millions de personnes mais laisse après la récolte d’énormes tas de paille de riz. Comme il n’y a que deux à trois semaines entre la récolte du riz et le semis du blé, de nombreux agriculteurs brûlent les résidus sur place pour gagner du temps. Cette pratique libère de grandes quantités de fumée et de gaz à effet de serre, prive le sol de nutriments précieux et détruit de nombreux micro-organismes qui contribuent à la fertilité. À long terme, des brûlis répétés peuvent dégrader les terres et aggraver la qualité de l’air pour des régions entières.

Une nouvelle façon de gérer la paille résiduelle

L’équipe de recherche a testé une approche plus durable dans des exploitations du Pendjab, en Inde. Plutôt que de brûler, ils ont laissé la paille de riz hachée sur le champ et semé le blé directement dedans à l’aide d’une machine appelée Happy Seeder, qui peut enfouir les graines à travers les résidus de surface sans labour. Ils ont ensuite combiné différents niveaux et formes d’engrais azotés — y compris une part de fumier — avec des pulvérisations de microbes sélectionnés. Ces microbes, principalement une bactérie du genre Delftia et un champignon du genre Aspergillus, sont connus pour aider à décomposer les matières végétales résistantes comme la paille. L’objectif était de déterminer quelle combinaison de microbes et de gestion de l’azote accélérerait la décomposition de la paille, favoriserait la vie du sol et produirait de bons rendements de blé.

Comment les microbes renforcent l’activité du sol

En échantillonnant régulièrement le sol pendant la saison de croissance du blé, les scientifiques ont mesuré les populations de bactéries, de champignons et de micro-organismes cellulolytques. Ils ont constaté que les traitements combinant un apport d’azote plus élevé (150 kilogrammes par hectare) avec soit du fumier soit de l’urée et des pulvérisations microbiennes entraînaient des populations beaucoup plus importantes de ces organismes utiles, en particulier autour de 60 jours après le semis. Des outils d’imagerie avancés ont confirmé ces observations : au microscope électronique à balayage, les fragments de paille traités par Delftia et par le mélange microbien montraient des fissures, des surfaces effondrées et des cellules de silice érodées — signes visibles d’une digestion active de la paille par les microbes. La spectroscopie infrarouge a en outre révélé des changements chimiques dans les composants de la paille, indiquant que la cellulose, l’hémicellulose et la lignine étaient dégradées en composés plus simples pouvant nourrir la vie du sol et les cultures.

D’un sol plus sain à des récoltes plus abondantes

L’augmentation de l’activité microbienne s’est traduite par de meilleures performances des cultures. Le blé cultivé avec 150 kilogrammes d’azote par hectare plus une pulvérisation légère d’urée sur les résidus a produit des rendements en grain supérieurs d’environ 9 à 17 % par rapport à la recommandation d’engrais standard, selon les sites. L’utilisation d’un mélange de fumier et d’urée au même niveau d’azote, combinée au mélange microbien, a donné les comptes les plus élevés de microbes bénéfiques du sol ainsi que de bons rendements. Des analyses statistiques ont montré que les communautés bactériennes, fongiques et dégradant la paille avaient tendance à croître et décroître ensemble, ce qui suggère un réseau vivant étroitement lié répondant à la gestion des résidus et des nutriments.

Ce que cela signifie pour les agriculteurs et l’environnement

En termes simples, l’étude montre que les agriculteurs n’ont pas à choisir entre dégager rapidement leurs parcelles et protéger l’environnement. Laisser la paille de riz sur le sol, ajouter une dose d’azote bien planifiée (notamment avec un peu de fumier) et pulvériser des microbes utiles peut accélérer la décomposition naturelle des résidus, enrichir la vie du sol et augmenter les rendements en blé. Plutôt que de transformer la paille en fumée, cette approche la transforme en nourriture pour le sol et la culture suivante. Si elle était largement adoptée, elle pourrait réduire les brûlis des chaumes, améliorer la qualité de l’air et soutenir une production céréalière plus durable dans l’une des régions agricoles les plus importantes du monde.

Citation: Khedwal, R.S., Singh, J., Kalia, A. et al. Spectroscopy based analysis of rice residue driven by microbial decomposition and nitrogen management under zero till wheat in Northern India. Sci Rep 16, 8279 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-025-25793-9

Mots-clés: gestion de la paille de riz, décomposition microbienne, blé en semis direct, fertilisation azotée, agriculture durable