Sommaire
Jusqu’à maintenant, très peu d’études ont été effectuées sur l’usage du biochar en horticulture. Les objectifs de cette étude étaient 1) d’évaluer l’effet d’un amendement de différents taux de biochars, dans un substrat de croissance à base de tourbe, sur les rendements d’une culture de la tomate ou du poivron de serre, et 2) d’évaluer l’effet du biochar sur l’efficacité d’utilisation de l’eau et de la réduction des apports en éléments minéraux. Deux expériences de 63 jours chacune ont été conduites dans une serre. La première avec la culture de la tomate cv. Micro-Tom et la deuxième avec la culture du poivron cv Redskin. Le substrat horticole a été amendé avec 0, 5, 10 ou 15% (en volume) de biochar. Trois biochars parmi les cinq étudiés au chapitre 2 ont été utilisés : biochar d’érable pyrolysé à 550°C (M550) et à 700°C (M700) et le biochar de pin pyrolysé à 700°C (P700). Les biochars pyrolysés à 400°C [écorces d’érable (M400) et copeaux de saule (W400)] ont été retirés à cause d’une forte immobilisation de l’azote dans le substrat amendé de M400 et de la faible granulométrie du biochar W400 pouvant nuire à l’aération du substrat. Les essais ont été réalisés avec la dose recommandée de fertilisation ou la moitié de cette dose.
Les résultats ont montré qu’en utilisant 50% de la dose recommandée de fertilisant, l’ajout de biochar a significativement augmenté les rendements en fruits de la culture de la tomate et du poivron. L’augmentation de la dose de biochar n’a pas eu d’effets significatifs sur l’augmentation des rendements en fruits et sur la biomasse aérienne et celle des racines. De plus, le type de biochar a eu des effets variables sur les rendements des deux cultures. Pour la culture de la tomate, l’ajout de biochar P700 dans le substrat de tourbe a été plus favorable sur la croissance de la plante que les biochars d’érable, tandis que dans la culture du poivron c’est plutôt les biochars d’érable. Avec la dose recommandée de fertilisant, l’amendement en biochar n’a pas eu d’effets significatifs sur le développement des plants de tomate, excepté le substrat amendé avec 5% de P700 où la biomasse aérienne et les rendements en fruits ont été significativement plus élevés que ceux dans le substrat témoin. Pour la culture du poivron fertilisée avec la dose complète en nutriments, l’ajout de 5% et de 10% de biochar M700 et de M550, respectivement, ont significativement augmenté la biomasse aérienne et celle des racines. De plus, c’est seulement avec le substrat amendé avec 10% de M550 et fertilisé avec la dose complète en nutriments où les rendements en fruits du poivron ont été significativement plus élevés comparativement au substrat témoin. Concernant l’efficacité d’utilisation de l’eau, celle-ci a significativement augmenté en présence de biochars chez la tomate et le poivron, et ce, principalement dans les cultures ayant reçu 50% de la dose en fertilisant. Les résultats suggèrent donc qu’il est possible d’utiliser du biochar afin de diminuer significativement l’utilisation de l’eau et les apports d’engrais minéraux sans diminuer les rendements de la tomate et du poivron de serre dans un substrat de croissance à base de tourbe. De plus, l’amendement avec seulement 5% de biochar dans un substrat à base de tourbe semble être une avenue prometteuse pour les producteurs horticoles.
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3.1 Introduction
La tourbe est le composé principal utilisé dans les substrats de croissance en horticulture surtout pour ses propriétés physicochimiques (Bohlin et Holmberg, 2004). Toutefois, la qualité de la tourbe est très variable et ses propriétés ne sont pas toujours favorables (pauvre en nutriments, faible porosité et faible mouillabilité) (Alexander et al., 2008). De plus, par préoccupations économique et environnementale le gouvernement sollicite, depuis quelques années, de trouver d’autres alternatives afin de diminuer l’exploitation des tourbières. En effet, l’exploitation des tourbières occasionne des pertes élevées en gaz à effet de serre et endommage l’écosystème de ces milieux marécageux (Caron et al., 2013; Cleary et al., 2005). Donc, il est crucial de trouver d’autres alternatives pour remplacer la tourbe avec un composé de même qualité et à des prix raisonnables (Caron et al., 2013; Nemati et al., 2014).
D’autre part, l’utilisation accrue des engrais chimiques dans la production horticole engendre des coûts élevés pour les producteurs et cause de graves conséquences sur l’environnement. De plus, l’optimisation de l’utilisation de l’eau et la nutrition des plantes peuvent s’avérer un défi pour de nombreuses cultures horticoles afin d’obtenir de hauts rendements en fruits et légumes (Mikkelsen et al., 2015).
L’intérêt d’utiliser du biochar comme amendement, un matériel riche en carbone stable produit par pyrolyse de biomasse, ne cesse d’augmenter pour améliorer la fertilité des sols agricoles (Ding et al., 2016). C’est seulement depuis quelques années que les gens en horticulture s’intéressent à ce matériel organique (Nemati et al., 2014). Sa capacité de rétention en eau et en éléments minéraux, son pouvoir chaulant, son potentiel d’augmenter l’activité biologique et la porosité du sol sont des propriétés physicochimiques qui alimentent l’intérêt pour l’utilisation du biochar dans le domaine horticole (Nemati et al., 2014; Ding et al., 2016). Selon différentes études (Graber et al., 2010; Akhtar et al., 2014; Vaughn et al., 2015a), l’usage du biochar pourrait être bénéfique pour réduire les apports d’engrais et favoriser le développement des plantes horticoles. Toutefois, le type de biomasse et la température de pyrolyse affectent la qualité du biochar et ceci influence directement les rendements des cultures (Lehmann et al., 2015; Ding et al., 2016).
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À ce jour, très peu d’études ont été effectuées sur l’usage de biochar en horticulture. Dans un contexte de développement durable, des études sont donc nécessaires pour évaluer l’effet d’un substrat de tourbe amendé en biochar sur les rendements des plantes et l’effet du biochar sur la réduction des engrais de synthèse et de l’eau en horticulture (Cox et al., 2012). Les objectifs de cette présente étude étaient donc de comparer la performance de trois types de biochars (écorces d’érable pyrolysés à 550°C et 700°C, et copeaux de pin pyrolysés à 700°C) à des doses variées (0, 5, 10 et 15% en volume, v/v) dans un substrat à base de tourbe sur les rendements de la de tomate et du poivron de serre, l’activité biologique dans les substrats et d’évaluer l’effet du biochar sur l’efficacité d’utilisation de l’eau et la réduction des apports d’engrais au cours de la production de ces deux cultures.