Mise au point d’un engrais azoté à libération lente

Un scientifique de l’université d’État de l’Iowa et un entrepreneur d’Ames pensent avoir mis au point une technologie qui pourrait aider à maintenir les engrais azotés dans les champs agricoles et à les éloigner des cours d’eau.

Cela pourrait améliorer la santé humaine en éloignant les nitrates, qui peuvent affecter la façon dont le sang transporte l’oxygène, en particulier chez les bébés, des sources d’eau potable. Cela pourrait améliorer l’habitat des poissons et de la faune sauvage en réduisant les zones mortes privées d’oxygène dans l’eau causées par la prolifération d’algues nourries par les nitrates. Enfin, cela pourrait améliorer le budget des agriculteurs en réduisant la quantité d’engrais qu’ils achètent et utilisent.

Leur technologie consiste en un engrais azoté stable à libération lente qui nourrit les cultures pendant toute la saison de croissance. Comme ils l’indiquent sur le site web de leur start-up, il s’agit d’un « engrais azoté réformé par la science ».

Les cofondateurs et leur entreprise

Le scientifique : Santanu Bakshi est chercheur principal au Bioeconomy Institute de l’Iowa State University, professeur adjoint d’ingénierie agricole et des biosystèmes, et cofondateur, inventeur et conseiller scientifique de la start-up basée à Ames.

L’entrepreneur : Kyle Anderson a grandi dans une ferme familiale près de Grygla, dans le Minnesota. Il a étudié l’économie agricole à l’université d’État du Dakota du Nord, a travaillé dans l’agriculture, a dirigé des start-ups de haute technologie et a dirigé la stratégie produit pour des entreprises du Fortune 500. Il a été mentor bénévole pour une société de capital-risque spécialisée dans les technologies agricoles et pour le Venture Mentoring Service du Pappajohn Center for Entrepreneurship de l’Iowa State University. Il est cofondateur et PDG de l’entreprise.

Leur entreprise : Reform Bio.

Un ingrédient clé : le biochar.

Des années d’expérimentation et un brevet

Santanu Bakshi peut donner des conférences universitaires sur le biochar, le coproduit solide issu du chauffage des déchets ligneux, des tiges de maïs et d’autres biomasses pour produire de l’huile biologique liquide dans un processus appelé pyrolyse. Le charbon poreux et riche en carbone qui reste est utilisé pour enrichir les sols et fait l’objet d’études pour d’autres utilisations agricoles. Il travaille avec cette poudre noire depuis plus de dix ans.

Selon l’entreprise, il s’agit là d’un « avantage lié au biochar » qui permettra d’obtenir « des résultats prouvés et scientifiquement validés par l’ISU ».

Dans une étude menée par l’Iowa State University, par exemple, il a découvert que le biochar fabriqué à partir de biomasse prétraitée au sulfate de fer pouvait adsorber (attirer à sa surface) jusqu’à 12 fois plus de phosphate que la biomasse non traitée. Cela pourrait le rendre utile comme engrais.

Bakshi est répertorié comme le premier inventeur (avec Robert C. Brown et Ryan Smith de l’Iowa State) sur le brevet 2023 attribué à la Fondation de recherche de l’Iowa State University pour un « produit à base de biochar, son utilisation dans les engrais et les méthodes de fabrication du produit à base de biochar ».

À présent, pour son offre de produits initiale, Reform Bio cherche à commercialiser une méthode découverte par Bakshi qui permet de créer un engrais à libération lente à base de biochar pour l’azote, un engrais couramment utilisé pour les plants de maïs.

« Les producteurs de maïs sont très préoccupés par la perte d’engrais azotés », a déclaré Bakshi. « Et cette année, avec les fortes pluies, ils ont perdu trop d’azote. »

Les engrais à libération lente à base de biochar pourraient aider. « Ils répondent aux besoins des plantes. Ils augmentent également la teneur en carbone du sol, réduisent les coûts d’apport d’engrais, améliorent la qualité de l’eau et réduisent la mortalité des poissons. ».

« Transformer les déchets en valeur »

M. Bakshi a déclaré que le premier produit de Reformed Bio, un engrais appelé « Azote reformé », contiendra du biochar fabriqué à partir de biomasse ligneuse. Le biochar sera chargé d’azote qui proviendra à terme du fumier du bétail.

« Cette approche circulaire transforme les déchets en valeur, réduisant ainsi la dépendance aux engrais fossiles », selon les documents de l’entreprise.

Le biochar chargé en azote sera ensuite transformé en granulés stables et durables recouverts d’un enrobage de qualité alimentaire à libération lente. M. Bakshi a déclaré qu’il visait une libération progressive de l’azote tout au long de la saison de croissance. Il a ajouté que des études en serre ont montré d’excellents résultats en termes d’efficacité de l’utilisation de l’azote et de réponse des plantes.

« Une autre chose que j’apprécie dans cette innovation de l’ISU est que les agriculteurs et les coopératives n’ont pas besoin de modifier leur mode de fonctionnement pour utiliser Nitrogen Reformed. Cela fonctionne avec les pratiques et les machines actuelles. » a observé M. Anderson.

Production et essais à l’Iowa State

L’entreprise commencera la production en louant des locaux et du matériel à la Ferme de recherche BioCentury de l’Iowa State, juste à l’ouest d’Ames. M. Bakshi dirigera les efforts de l’Iowa State pour commencer les essais sur le terrain dans les champs de recherche de l’université à la fin de l’automne, et la société espère commencer des ventes limitées l’année prochaine.

Le premier produit de Reform Bio vise à remplacer complètement les engrais azotés traditionnels tels que l’urée, le fumier non traité et l’ammoniac anhydre. M. Anderson a déclaré que des études montrent que 40 à 50 % de ces engrais sont perdus à cause du lessivage et des émissions.

Existe-t-il un marché pour cette nouvelle méthode ?

« Je suis très optimiste », a déclaré M. Anderson. « Il s’agit d’une activité à forte intensité capitalistique à grande échelle. Le chemin vers la commercialisation à grande échelle sera un exercice périlleux qui pourrait nécessiter des partenariats ou des capitaux à risque. »

Mais il a déclaré qu’il existait de nombreuses raisons d’aller de l’avant. Les documents de l’entreprise, par exemple, énumèrent quatre avantages principaux pour les agriculteurs :

• Réduction du lessivage des engrais, du ruissellement et des émissions dans l’atmosphère.

• Amélioration de la rétention des nutriments et augmentation des rendements.

• Synchronisation de la libération des engrais avec les besoins des cultures, de la croissance précoce à la production de céréales.

• Réduction de l’impact environnemental grâce à la diminution du ruissellement, à l’amélioration des sols et à la séquestration du carbone.

Les documents indiquent également que la séquestration du carbone peut aider les agriculteurs et les producteurs d’éthanol à bénéficier de divers crédits carbone et paiements gouvernementaux.

Selon l’entreprise, il s’agit là d’un « avantage lié au biochar » qui donnera « des résultats prouvés, étayés scientifiquement par l’ISU ».

Source : Iowa State