Résidu de culture

L'importance des résidus de culture est considérable si on la compare aux volumes récoltés pour la production d'aliments pour l'homme et le bétail, ou de fibres. Cependant il n'existe aucune statistique officielle sur le volume de résidus produits par pays ou mondialement, mais seulement des évaluations issues d'études concernant la gestion des agroécosystèmes, l'énergie potentielle de la biomasse, l'alimentation animale, ou les émissions de gaz à effet de serre. Une évaluation, basée sur la notion d'indice de récolte, chiffre à 3,75 milliards de tonnes de matière sèche le volume mondial de résidus dans les années 1990, pour un indice de récolte moyen de 0,42[1], ce qui signifie que les résidus de culture représentent en moyenne 58 % de la phytomasse produite par les cultures.

Résidus de tiges et feuilles de canne à sucre après la récolte.

Balle de riz.

Déchets de taille d'un chêne.

Bagasse, résidu des tiges de canne à sucre dont on a extrait le jus.

Son de blé.

Les résidus de culture sont composés essentiellement de matière organique, principalement de cellulose, hémicellulose et lignine, ainsi que de macro- et microéléments[2]. La cellulose représente généralement 30 à 50 % de la phytomasse résiduelle mais peut en représenter jusqu'à 61 % dans le cas des chicots de riz (chaumes). L'hémicellulose représente généralement 25 à 30 % de la phytomasse sèche, et la lignine, mis à part le cas des déchets de taille, n'en représente en général que 10 à 20 %[1].

Les discussions sur la valeur économique des résidus de culture se concentrent sur les nutriments qu'ils contiennent et le coût d'engrais équivalents. Bien que les résidus de culture contiennent à la fois des macroéléments et des microéléments, seuls les premiers, azote (N), phosphore (P) et potassium (K), ont une valeur économique significative.

Les nutriments contenus dans la plupart des résidus de culture ne sont pas immédiatement assimilables par les plantes cultivées. Leur libération (appelée minéralisation) se produit sur une période de plusieurs années. Les processus biologiques impliqués dans le cycle des nutriments sont complexes. À titre indicatif, la paille de céréales libère environ 10 à 15 % de ses nutriments dans un délai d'un an, et les résidus de pois environ 35 % dans le même laps de temps.

La vitesse de minéralisation dépend de la teneur en azote et en lignine (fibre), de l'humidité du sol, de la température et du degré de mélange avec le sol. L'azote est libéré assez rapidement du résidu lorsque la teneur est supérieure à 1,5 % (comme c'est le cas des résidus de pois). En revanche, en dessous de 1,2 % (cas des résidus céréaliers), l'azote disponible dans le sol est fixé (immobilisé) par les bactéries au fur et à mesure qu'elles décomposent le résidu.

Ainsi, les résidus de pois présentent un intérêt à court et à long terme pour la fertilité des sols, tandis que la paille de céréales réduirait l'apport de nutriments disponibles dans le sol l'année suivante. Au fil du temps, les nutriments fixés par les bactéries du sol et l'humus sont libérés et disponibles pour les plantes cultivées. Les éléments nutritifs des résidus ne sont pas entièrement assimilés par les cultures. Tout comme ceux des fertilisants, les nutriments libérés dans le sol par les résidus de culture sont sujets à des pertes dues au lessivage (lixiviation) (N et S), à la dénitrification (N), à l'immobilisation (N, P, K et S) et la fixation (P et K).

On considère généralement que l'efficacité de l'absorption des nutriments par les plantes cultivées est similaire, qu'ils proviennent d'engrais ou de la libération par les résidus de culture. Par exemple, la récupération de l'azote dans les parties aériennes des plantes est d'environ 50 % au cours de la première année. Les engrais ont un avantage résiduel car les cultures absorbent une petite quantité des éléments nutritifs deux à trois ans plus tard. Le placement des engrais peut affecter de façon significative l'efficacité de l'absorption par les cultures. L'effet de la mise en place des résidus (selon qu'ils sont enfouis par le labour ou laissés en surface sans labour) sur le cycle et l'efficacité des nutriments est à l'étude.