Une technologie de capteur intelligent qui aidera les agriculteurs à utiliser les engrais plus efficacement et à réduire les dommages environnementaux.
Cette technologie, décrite dans le magazine Natural Foods, peut aider les producteurs à déterminer le meilleur moment pour fertiliser leurs cultures et la quantité nécessaire, en tenant compte de facteurs tels que les conditions météorologiques et l'état du sol. Cela réduira la surfertilisation coûteuse et néfaste pour l'environnement, source de rejets de protoxyde d'azote, un gaz à effet de serre, et de pollution des sols et des cours d'eau.
Aujourd’hui, la surfertilisation a rendu inutilisables 12 % des terres autrefois arables de la planète, et l’utilisation d’engrais azotés a augmenté de 600 % au cours des 50 dernières années.
Il est cependant difficile pour les producteurs agricoles de réguler précisément leur utilisation d’engrais : s’ils en utilisent trop, ils risquent de nuire à l’environnement ; s’ils en dépensent trop peu, ils risquent de réduire leurs rendements ;
Les chercheurs qui travaillent sur cette nouvelle technologie de capteur affirment qu’elle pourrait être bénéfique pour l’environnement et les producteurs.
Le capteur, appelé capteur de gaz électrique chimiquement fonctionnalisé sur papier (chemPEGS), mesure la quantité d'ammonium dans le sol, un composé transformé en nitrite et en nitrate par les bactéries du sol. Il utilise une forme d'intelligence artificielle appelée apprentissage automatique, en combinant cette information avec des données météorologiques, le temps écoulé depuis l'application d'engrais, ainsi que des mesures du pH et de la conductivité du sol. Il utilise ces données pour prédire la teneur totale en azote du sol aujourd'hui et dans 12 jours afin de déterminer le meilleur moment pour appliquer l'engrais.
L'étude montre comment cette nouvelle solution économique peut aider les producteurs à tirer le meilleur parti d'une quantité minimale d'engrais, notamment pour les cultures exigeantes en engrais comme le blé. Cette technologie pourrait simultanément réduire les coûts de production et les impacts environnementaux des engrais azotés, le type d'engrais le plus utilisé.
Le Dr Max Greer, chercheur principal au département de bio-ingénierie de l'Imperial College de Londres, a déclaré : « Le problème de la surfertilisation, tant d'un point de vue environnemental qu'économique, ne peut être surestimé. La productivité et les revenus qui en découlent diminuent d'année en année, et les fabricants ne disposent pas actuellement des outils nécessaires pour y remédier. »
Notre technologie peut contribuer à résoudre ce problème en aidant les producteurs à comprendre les niveaux actuels d'ammoniac et de nitrate dans le sol et à prévoir les niveaux futurs en fonction des conditions météorologiques. Cela leur permet d'adapter précisément leurs apports d'engrais aux besoins spécifiques de leur sol et de leurs cultures.
L'excès d'engrais azotés libère dans l'air du protoxyde d'azote, un gaz à effet de serre 300 fois plus puissant que le dioxyde de carbone, qui contribue à la crise climatique. L'excès d'engrais peut également être emporté par les eaux de pluie dans les cours d'eau, privant la vie aquatique d'oxygène, provoquant la prolifération d'algues et réduisant la biodiversité.
Cependant, ajuster précisément les apports d'engrais aux besoins du sol et des cultures reste un défi. Les analyses sont rares, et les méthodes actuelles de mesure de l'azote du sol nécessitent l'envoi d'échantillons de sol en laboratoire – un processus long et coûteux dont les résultats sont d'une utilité limitée une fois parvenus aux producteurs.
Le Dr Firat Guder, auteur principal et chercheur principal au département de bio-ingénierie de l'Imperial College, a déclaré : « La majeure partie de notre alimentation provient du sol – c'est une ressource non renouvelable et si nous ne la protégeons pas, nous la perdrons. De plus, la pollution azotée due à l'agriculture crée un problème planétaire que nous espérons contribuer à résoudre grâce à l'agriculture de précision, qui, nous l'espérons, contribuera à réduire la surfertilisation tout en augmentant les rendements des cultures et les profits des producteurs. »
Date de publication : 20 mai 2024