Nanocomposites d’engrais écologiques à base de cellulose d’écorce d’ananas pour une meilleure délivrance des nutriments

Transformer les déchets de fruits en nourriture pour les plantes

Chaque année, les exploitations agricoles et les cuisines produisent des montagnes d’écorces de fruits et de restes qui sont largement gaspillés, tandis que les agriculteurs dépendent d’engrais chimiques qui sont souvent lessivés avant que les cultures ne puissent les utiliser. Cette étude explore une façon d’aborder ces deux problèmes simultanément : transformer les écorces d’ananas jetées et les déchets de cuisine en granules d’engrais intelligents et écologiques qui nourrissent les cultures plus efficacement et avec moins d’impact sur le sol et l’eau.

Pourquoi les engrais doivent évoluer

L’agriculture moderne dépend fortement des engrais pour suivre une population mondiale croissante, pourtant les produits conventionnels sont étonnamment peu efficaces. Une grande partie de l’azote et du phosphore qu’ils contiennent n’atteint jamais les plantes ; au lieu de cela, ils lessivent dans les rivières et les nappes phréatiques ou s’échappent dans l’air. Le résultat est des cours d’eau pollués, des émissions de gaz à effet de serre et de l’argent gaspillé. Parallèlement, de nombreux pays peinent à assurer leur sécurité alimentaire et importent de grandes quantités d’aliments de base. Les chercheurs à l’origine de ce travail ont voulu concevoir un nouveau type d’engrais qui libère les nutriments lentement et de façon prévisible, en s’alignant sur les besoins des cultures tout en réduisant les pertes pour l’environnement.

Tirer davantage des écorces d’ananas

La production d’ananas en Malaisie génère de gros volumes d’écorces et de feuilles qui sont généralement considérés comme des déchets de faible valeur. Cependant, ces écorces sont riches en cellulose, une fibre végétale robuste qui peut être décomposée en brins microscopiques appelés nanofibres. L’équipe a comparé deux méthodes « vertes » pour extraire ces nanofibres à partir d’écorces d’ananas hachées et séchées : le mixage à grande vitesse et le chauffage par micro-ondes dans un réacteur spécial. Les deux méthodes ont produit un matériau utile, mais l’approche par micro-ondes a permis d’obtenir plus de nanofibres avec une structure plus pure et plus ordonnée. Ces caractéristiques rendent les fibres particulièrement adaptées pour renforcer d’autres matériaux, un peu comme l’armature dans le béton.

Concevoir des granules d’engrais intelligents

Puis, les chercheurs ont combiné trois ingrédients : les nanofibres de cellulose dérivées de l’ananas, un engrais riche en nutriments fabriqué à partir de déchets de cuisine, et un plastique biodégradable connu sous le nom de PBS. En ajustant les proportions de chaque composant, ils ont créé six types de petits granulés solides. Les nanofibres ont joué le rôle d’armature microscopique à l’intérieur du PBS, aidant à former un réseau plus solide et plus régulier autour de l’engrais. Les tests en laboratoire ont montré qu’une formulation, appelée F1, offrait le meilleur compromis. Elle se dégradait plus lentement dans le sol, absorbait et retenait bien l’eau, et libérait les nutriments de manière douce et régulière plutôt qu’en une seule fois.

Tester les granulés en conditions réelles

Pour vérifier si ces nouveaux granulés aident réellement les cultures, l’équipe a cultivé du maïs en pots et du piment et du gombo dans un système vertical en serre. Ils ont comparé des plantes fertilisées avec des engrais standard à celles recevant les différentes formulations de granulés. Pour les trois cultures, les granulés F1 ont systématiquement donné des plantes plus grandes, des feuilles plus vastes, un feuillage plus vert et des rendements supérieurs. Par exemple, les plantes cultivées avec F1 ont montré des augmentations de la hauteur, de la surface foliaire et du poids de récolte par rapport aux traitements conventionnels. Les mesures de la verdure des feuilles, qui reflètent le statut en chlorophylle et en azote, se sont également améliorées, indiquant que les nutriments à libération lente étaient absorbés efficacement plutôt que d’être lessivés.

Qu’est-ce que cela signifie pour les exploitations et l’alimentation

En termes simples, cette recherche montre que les écorces d’ananas et les déchets de cuisine peuvent être transformés en granules d’engrais « intelligents » qui durent plus longtemps dans le sol et nourrissent les cultures de façon plus douce et plus efficace. En utilisant des matériaux biodégradables et des nutriments dérivés de déchets, les granulés offrent un moyen de réduire le ruissellement d’engrais, de diminuer la fréquence et le coût des applications, et de mieux valoriser les résidus agricoles et ménagers. Si cette approche est montée en échelle, de tels engrais à libération contrôlée et écologiques pourraient aider les agriculteurs à produire davantage sur des terres limitées tout en allégeant la pression sur les rivières, les lacs et le climat — autant d’étapes clés vers des systèmes alimentaires plus durables et plus sûrs.

Citation: Shariful Juhari, M.H., Luthfi, A.A.I., Saleh, N.M. et al. Pineapple peel cellulose based eco-friendly fertilizer nanocomposites for improved nutrient delivery. Sci Rep 16, 8971 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-025-32774-5

Mots-clés: engrais à libération contrôlée, écorce d’ananas, nanocellulose, biofertilisant, agriculture durable