Journal de gestion des zones côtières

Abstrait

Possibilités d'augmenter la séquestration du carbone dans les écosystèmes forestiers grâce à l'application de biochar au sol

Martyna Zywalewska

Au cours des dernières années, l'intérêt pour les engrais naturels a augmenté, leur production, leur forme et leur potentiel. En même temps, d'année en année, la superficie récoltée des forêts augmente chaque année dans le monde entier. Par conséquent, de plus en plus de recherches sont menées qui font état du potentiel croissant de l'utilisation du biochar dans les systèmes de production agricole, comme engrais naturel. Les problèmes croissants de protection de l'environnement liés à la dégradation progressive des sols, à l'intensification des effets du changement climatique, à la production d'énergie et à la gestion des déchets nécessitent la recherche de nouvelles solutions plus efficaces et moins chères. L'une des solutions proposées aux problèmes actuels dans le domaine de la protection de l'environnement est le biochar, c'est-à-dire le carbonate obtenu dans le processus de pyrolyse de la biomasse végétale et des déchets organiques. Le biochar et son utilisation ne sont pas une solution nouvelle - il est utilisé dans l'agriculture depuis des siècles. Cependant, ces dernières années, ses propriétés et ses applications potentielles ont été redécouvertes et on peut maintenant conclure que le carbonate traditionnellement connu, en réponse aux besoins et aux applications modernes dans le domaine de la protection de l'environnement, a acquis une nouvelle « marque » et fonctionne comme un biochar. Français Les substrats pour la production de biochar comprennent un groupe diversifié de matériaux, parmi lesquels : les cultures énergétiques, les déchets forestiers, la biomasse agricole, les boues d'épuration, la fraction organique des déchets municipaux ou les résidus de la transformation agroalimentaire. Le choix des substrats dépend, entre autres, des propriétés physico-chimiques (par exemple, la teneur en eau et en matière organique, la taille des particules), des applications potentielles (par exemple, pour la production d'énergie, à des fins agricoles, pour l'élimination des contaminants), des aspects logistiques et du processus de pyrolyse et de ses paramètres. Le biochar, en raison de propriétés physico-chimiques telles que la teneur élevée en carbone organique sous forme stable et en substances minérales, une porosité et une surface spécifique considérablement développées, peut être utilisé avec succès : en bioénergétique comme carburant renouvelable ; pour la séquestration du carbone dans le sol ; dans le processus de compostage comme matériau structurel ou additif limitant les émissions d'ammoniac ; dans la production d'engrais organiques à base de biochar ; pour améliorer les propriétés des terres agricoles ; pour éliminer les impuretés des solutions aqueuses, des eaux usées municipales et industrielles et des gaz de procédé ; dans l'assainissement des sols contaminés par des composés organiques et inorganiques, et pour réduire la pollution des eaux souterraines et des eaux de surface par la rétention, par exemple, de composants biogéniques dans le sol.
L'utilisation du biochar dans la protection de l'environnement apporte de nombreux avantages, notamment la possibilité de remplacer les combustibles fossiles par un carburant renouvelable, l'amélioration des propriétés du sol, par exemple en augmentant la quantité de carbone dans le sol ou la capacité hydrique du sol, la réduction de la consommation d'engrais organiques et inorganiques et de produits phytosanitaires, et donc du risque de pollution des eaux souterraines et de surface. Malgré les nombreux avantages identifiés, la production de biochar et son introduction dans l'environnement peuvent également présenter certains risques. Ils peuvent concerner, entre autres, l'extraction intensive de biomasse des cultures, et ainsi conduire à la dégradation des sols, l'introduction de composés toxiques, par exemple les HAP, les dioxines et les furanes, dans l'environnement du sol, ce qui affecte négativement les organismes vivants et peut conduire à la pollution des eaux souterraines. De plus, les propriétés physicochimiques du biochar obtenu à partir de divers substrats, ainsi que les processus et mécanismes d'impact à long terme sur l'environnement naturel, ne sont pas encore entièrement compris. Français Les directions de recherche futures devraient donc inclure, entre autres, le développement d'un système de classification du biochar obtenu à partir de différents substrats en fonction de leurs propriétés physico-chimiques et de leurs critères d'application, l'analyse des possibilités d'optimisation des paramètres du processus de pyrolyse pour obtenir les propriétés de biochar souhaitées pour diverses applications dans la protection de l'environnement, l'évaluation de l'impact du biochar sur l'environnement naturel à long terme, la détermination de l'occurrence des risques potentiels d'introduction du biochar dans l'environnement, l'analyse du coût de production du biochar et de la disponibilité des substrats utiles à sa production, et le coût d'utilisation du biochar, par exemple pour la production d'énergie, l'assainissement des terres contaminées, l'amélioration des propriétés du sol ou l'élimination de la pollution des eaux usées municipales et industrielles.
Le biochar est un matériau très intéressant qui peut fournir aux futures forêts davantage de substituts et les aider à pousser plus vite, plus grandes et à couvrir de bonnes conditions de croissance. Cependant, on sait peu de choses sur l'impact du biochar, en particulier sous forme d'hydrochar. Ce document de travail vise à examiner les informations et les faits connus sur l'effet de l'utilisation du biochar dans la sélection des semis. Les biochars dans de nombreux articles ont été proposés comme nouveaux matériaux pour fournir des milieux de croissance hors sol. Cependant, il faut se rappeler qu'il faut beaucoup plus de connaissances avant de pouvoir donner des conseils fiables sur l'utilisation de ces matériaux comme engrais dans le cas des forêts. Dans une technologie de production de biochar, selon le processus appliqué, une phytotoxicité et des émissions de gaz à effet de serre ont été constatées pour certains charbons. J'ai étudié comment ces charbons affectaient les caractéristiques du substrat, les performances des plantes, l'économie d'eau et les émissions de CO2 respiratoires. Cependant, le biochar est fortement recommandé dans la production agricole, pour aider à obtenir un rendement plus élevé