Résidu de culture

Les résidus de culture sont les parties aériennes des végétaux non récoltées et laissées sur le sol dans les champs ou les vergers au moment de la récolte : les tiges et les chaumes, feuilles et les gousses par exemple.

Champ de chaumes à Brastad (Suède).

Résidus de bananiers à Chinawal (Inde).

Les résidus représentent une quantité importante de matière organique, souvent plus importante que celle des produits récoltés. Ils peuvent être valorisés de différentes manières : soit recyclés sur place pour restaurer la fertilité des sols, soit retirés des champs comme ressource pour d'autres utilisations telles que alimentation animale, amendement du sol ou engrais, production d'énergie ou transformation industrielle. Dans le premier cas, ils peuvent être enfouis en l'état dans le sol par une façon culturale ou un labour, ou après avoir été brûlés. Une bonne gestion des résidus de culture peut améliorer l'efficacité de l'irrigation et limiter l'érosion des sols. Lorsqu'ils sont utilisés pour nourrir le bétail, les résidus peuvent être recyclés au moins partiellement par l'épandage du fumier sur les parcelles cultivées.

À ces résidus, peuvent être assimilés les déchets issus de la première transformation des produits agricoles en ressources valorisables. Ces déchets comprennent notamment les feuilles, les graines, le son des céréales, la balle de riz, la bagasse, la mélasse et les racines.

Proportions de résidus

Volume mondial des résidus de culture
(estimation pour les années 1990 en millions de tonnes)

Cultures	Volume récolté		Résidus	Indice de récolte
	Poids frais	Matière sèche	Matière sèche
Céréales	1900	1670	2500	0,40
Plantes sucrières	1450	450	350	0,56
Racines, tubercules	650	130	200	0,40
Légumes	600	60	100	0,38
Fruits	400	60	100	0,38
Légumineuses	200	190	200	0,49
Oléagineux	150	110	100	0,52
Autres cultures	100	80	200	0,28
Total	5450	2750	3750	0,42

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, 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.

Composition

Les résidus de culture sont composés essentiellement de matière organique, principalement de cellulose, hémicellulose et lignine, ainsi que de macro- et microéléments. 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 %.

Intérêt économique

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.

Minéralisation

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).

Efficacité de l'absorption des nutriments

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.

Voir aussi

Articles connexes

• Chaume
• Brûlage des chaumes
• Cannes de maïs

Bibliographie

• (en) Marie-Pierre Hiel, Marie Chélin, Nargish Parvin, Sophie Barbieux, Florine Degrune, Aboulkacem Lemtiri, Gilles Colinet, Aurore Degré, Bernard Bodson, Sarah Garré, « Crop residue management in arable cropping systems under temperate climate. Part 2: Soil physical properties and crop production. A review », Biotechnologie, Agronomie, Société et Environnement, vol. 20, n^o S1,‎ 2016, p. 245-256 (lire en ligne).
• (en) Vaclav Smil, « Crop Residues: Agriculture's Largest Harvest Crop residues incorporate more than half of the world's agricultural phytomass », BioScience, vol. 49, n^o 4,‎ 1999, p. 299-308 (DOI 10.2307/1313613, lire en ligne).
• (en) Tingshuang Guo, Manuel D. Sanchez, Peiyu Guo, Animal Production Based on Crop Residues : Chinese Experiences, t. 149, Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO), coll. « FAO animal production and health paper », 2002, 210 p. (ISBN 978-92-5-104639-5, ISSN 0254-6019, lire en ligne).

Liens externes

• (en) « Benefits for U.S. Farmers and the Environment through Conservation Tillage », sur Core 4 - Conservation for Agriculture's Future (consulté le 3 janvier 2017).
• (en) M.H. Butterworth & A.K. Mosi, « The voluntary intake and digestibility of combinations of cereal crop residues and legume hay for sheep », Animal Feed Science and Technology, International Livestock Centre for Africa, vol. 12, n^o 4,‎ juillet 1985, p. 241-251 (lire en ligne).
• (en) Daniel Keftasa, « Role of crop residues as livestock feed in Ethiopian highlands », sur FAO (consulté le 3 janvier 2017).
• (en) Alemayehu Mengistu, « Feed resources in Ethiopia », sur FAO (consulté le 3 janvier 2017).
• « Résidus de cultures et d'élevage », sur FAO, 2014 (consulté le 3 janvier 2017).