Effets de l’amendement au biochar sur l’azote disponible dans le sol de la rhizosphère et la croissance des cultures

Transformer les résidus de culture en booster pour le sol

Les agriculteurs du monde entier font face à un problème fondamental : une grande partie de l’azote apporté par les engrais n’atteint jamais les plantes. Il se perd dans l’air et l’eau, gaspillant de l’argent et nuisant à l’environnement. Cette étude examine une piste prometteuse pour retenir davantage cet azote en transformant les résidus agricoles — comme les tiges de maïs et les tailles de vigne — en biochar, un matériau proche du charbon, puis en l’incorporant dans les sols de culture du tabac. Les résultats suggèrent qu’un mélange de biochars adapté peut aider le sol à nourrir les plantes de façon plus régulière, conduisant à une croissance plus vigoureuse.

Comment la matière végétale brûlée devient un auxiliaire du sol

Le biochar est obtenu en chauffant des déchets végétaux à haute température en présence d’un faible apport en oxygène, ce qui produit un matériau noir et poreux. Riche en micropores et à grande surface spécifique, le biochar peut agir comme une éponge et offrir des abris dans le sol, piégeant les nutriments et fournissant des niches pour les microbes. Les chercheurs se sont concentrés sur deux types : le biochar issu de tiges de maïs et celui issu de sarments de vigne. Ils ont voulu savoir si chaque type, ainsi que des mélanges des deux, modifierait la dynamique et le stockage de l’azote dans le sol autour des racines du tabac, et si ces changements se traduiraient par des plantes en meilleure santé.

Tester des mélanges de biochar en pots sur tabac

L’équipe a réalisé une expérience en pots dans le sud‑ouest de la Chine en utilisant un sol local courant et une variété de tabac largement cultivée. Chaque pot a reçu soit aucun biochar, soit 2 % de biochar de maïs, de biochar de vigne ou l’un des trois mélanges des deux. Tous les pots ont été fertilisés de la même façon, en mimant les pratiques agricoles réelles. Au cours de la saison, à trois stades clés du développement des plantes, les scientifiques ont prélevé des échantillons dans deux zones : le sol de la rhizosphère adhérant aux racines, et le sol en masse situé plus loin. Ils ont mesuré plusieurs formes d’azote — comme l’azote total, l’ammonium et le nitrate assimilables par les plantes, l’azote microbien et l’azote organique dissous — ainsi que l’activité des enzymes du sol impliquées dans les transformations de l’azote.

Plus d’azote disponible là où les racines en ont le plus besoin

L’ajout de biochar a nettement modifié le profil d’azote du sol. Dans les pots amendés, en particulier ceux contenant un mélange 1:1 de biochar de maïs et de vigne, le sol proche des racines présentait davantage d’azote total et plus d’ammonium et de nitrate prêts à être absorbés par les plantes que le sol sans biochar. L’azote microbien et l’azote organique dissous ont également augmenté, indiquant une rhizosphère plus active et plus riche en nutriments. Au fil du temps, les formes immédiatement assimilables telles que l’ammonium et le nitrate ont diminué au fur et à mesure que la culture les prélevait et qu’une partie de l’azote se perdait, mais elles partaient de niveaux plus élevés et restaient plus disponibles dans les sols traités au biochar. Dans le sol éloigné des racines, le biochar a augmenté l’azote total mais a semblé favoriser un équilibre différent, les formes organiques dissoutes se convertissant en nitrate pour contribuer au maintien de l’approvisionnement.

Vie du sol, enzymes et plants de tabac plus gros

Le biochar n’a pas seulement retenu plus d’azote ; il a aussi semblé accélérer la machinerie naturelle qui recycle l’azote dans le sol. Les pots amendés affichaient une activité plus élevée de la nitrogenase, qui contribue à l’apport d’azote, ainsi que de l’uréase et de la nitrate réductase, impliquées dans les conversions entre formes azotées. Ces effets étaient les plus marqués dans la rhizosphère et ont de nouveau été les plus prononcés pour le mélange équilibré maïs–vigne. En conséquence, les plants de tabac cultivés avec du biochar, en particulier ce mélange, présentaient une teneur foliaire en azote plus élevée et une accumulation bien plus importante de matière sèche, tant au‑dessus qu’au‑dessous du sol. Les racines étaient plus développées et les parties aériennes plus massives, ce qui suggère que les plantes pouvaient accéder et utiliser l’azote de manière plus efficace.

Ce que cela signifie pour les agriculteurs et l’environnement

Cette étude montre que tous les biochars ne se valent pas, mais qu’un choix judicieux de combinaisons peut améliorer le fonctionnement du sol pour les cultures. En enrichissant la zone étroite autour des racines en azote plus disponible et en microbes plus actifs, un mélange 1:1 de biochar de maïs et de vigne a favorisé une croissance plus importante du tabac sans apport d’engrais supplémentaire. Pour les agriculteurs, des mélanges de biochar adaptés, produits à partir de résidus locaux, pourraient améliorer les rendements et réduire les pertes d’azote. Pour l’environnement, une meilleure utilisation de l’azote signifie moins d’engrais ruisselant vers les cours d’eau ou s’échappant dans l’atmosphère. Des essais sur le terrain seront nécessaires, mais les résultats pointent vers une voie pratique pour transformer les déchets agricoles en un outil de production plus propre et plus efficace.

Citation: Jiang, H., Zhu, M., Li, J. et al. Effects of biochar amendment on rhizosphere soil available nitrogen and crop growth. Sci Rep 16, 11917 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42014-z

Mots-clés: biochar, azote du sol, croissance du tabac, rhizosphère, fertilité des sols