Le charbon bio dans la viticulture


par Claudio Niggli und Hans-Peter Schmidt

Dans les sols en partie très fortement appauvris des vignobles, le recours au charbon bio est particulièrement intéressant. Voilà deux ans, le premier essai à grande échelle en Europe avec du charbon bio a été mis en œuvre à l’Institut Delinat. Les résultats surprennent non seulement les sceptiques mais laissent également bouche bée les optimistes.

Le charbon bio fait partie des plus anciens modes d’amendement dans l’histoire de l’agriculture. L’exemple le plus connu est assurément l’Amazone, où jusque voilà 500 ans, une civilisation très développée de plusieurs millions de personnes n’avait pu se nourrir que grâce à l’utilisation judicieuse de charbon bio. Mais on connaissait aussi les caractéristiques avantageuses de cette matière dans la plupart des autres pays traditionnellement caractérisés par des petites exploitations agricoles. Tant en Europe qu’en Asie Mineure, Afrique et Amérique du Sud, il existe des traces de l’utilisation du charbon bio dans l’horticulture et l’agriculture.

En Europe, l’invention des engrais synthétiques a entraîné la perte d’une bonne partie des connaissances liées aux amendements traditionnels. Le charbon bio ne trouvait plus guère de débouchés, même comme combustible. Mais dans de nombreux pays du tiers monde, le savoir lié au charbon bio n’a jamais totalement disparu. C’est pourquoi des pays comme le Cameroun, le Ghana, la Bolivie, le Belize, l’Indonésie, l’Inde et la Chine pratiquent déjà depuis des décennies des essais à long terme et à grande échelle relatifs à l’utilisation du charbon bio (Lehmann, 2009 ; voir aussi Rapport CNN). En Europe, l’essai initié en 2008 à l’Institut Delinat est non seulement le premier mais aussi le plus grand mené de plein champ. Mais ceci va changer cette année, car les 500t de charbon bio produites en 2010 avec l’installation de pyrolyse de Swiss Biochar vont être utilisées à l’échelle européenne, sur des terrains d’essai de plus de 10 hectares.

 

Implantation de l’essai à Mythopia

Versuchsfläche auf Mythopia

Terrain d’essai à Mythopia

Comme en 2007/2008, il n’y avait pas encore de charbon bio disponible sur le marché, 1000kg de poussière de charbon de bois ont été importés d’Allemagne. Alors que le charbon bio est produit à partir de tout matériau organique, le matériau de base pour le charbon de bois est limité au seul bois. Tout charbon de bois est donc également du charbon bio. Du point de vue de la structure du carbone, les deux sont identiques. Cependant, la température de pyrolyse et la teneur en oxygène dans la chambre de carbonisation sont plus importantes que le matériau de base. Il n’a pas été possible de connaitre ces deux paramètres et il donc fallu se rabattre sur l’analyse en laboratoire et la microscopie électronique pour arriver à une caractérisation. De ce fait, les mêmes substrats ont servi tant pour des essais sur le terrain que pour des tests exhaustifs en pot.

70% des morceaux de charbon bio avaient une taille inférieure à 2mm ; la partie restante, une longueur maximum de 15mm. La quantité totale de 1000kg de charbon bio a été mélangée avec 8m³ de compost [La Coulette]. Le compost au charbon bio (CCB) a été épandu uniformément dans le vignoble. Sous les rangs, le mélange CCB est resté à la surface du sol. Dans l’interligne, il a été incorporé au sol à faible profondeur. En sus du substrat, des semences d’engrais vert avec un pourcentage élevé en légumineuses ont été épandues. Les légumineuses servent d’une part comme engrais vert et activateur du sol, et d’autre part comme amplificateur pour une meilleure analyse des bilans en éléments nutritifs.

La totalité de la superficie d’essai de 3000m² a été scindée en plusieurs parties, permettant ainsi la culture des variantes suivantes, avec répétitions :

  1. Mélange de charbon bio et compost avec graines de légumineuses
  2. Compost avec graines de légumineuses
  3. Graines de légumineuses sans compost et sans charbon bio
  4. Surface de contrôle sans légumineuses et sans compost, pour vérifier les parties où un enherbement spontané a eu lieu.

 

Résultats

1. Croissance

Dès la première année, un accroissement significatif de la prise d’azote par les vignes a pu être constatée. Comme les légumineuses ne pouvaient pas encore former des symbioses suffisantes avec des organismes d’un sol fortement érodé, à faible teneur en humus, rocailleux et poussiéreux, elles ont prélevé dans ce sol relativement beaucoup d’éléments nutritifs, ce qui a entrainé une diminution de la croissance dans les variantes sans charbon bio.

Dans les superficies avec du charbon bio, les symbioses avec des organismes du sol se sont manifestement effectuées plus rapidement, entrainant ainsi une disponibilité accrue en éléments nutritifs. Celle-ci a entrainé à son tour une croissance plus équilibrée des vignes, ce qui s’est traduit non seulement par une teneur plus élevée en azote dans les feuilles, mais aussi et surtout par le fait que seulement la variante avec charbon bio se situait dans une plage idéale pour le Pinot Noir (450-490). Il faut aussi noter que les écarts de croissance dans le vignoble étaient bien visibles, même pour un public non averti.

Dans les superficies uniquement enherbées, la vigueur dans la première année après le semis est nettement moins prononcée que dans la superficie de contrôle. Cet effet se laisse compenser, du moins partiellement, moyennant l’ajout de compost et de charbon bio (pas d’écart significatif entre (surface de contrôle et légumineuses/compost/charbon).

Tabelle bk1

Ill. 1 Azote foliaire dans les vignes de Pinot Noir (12/08/09, véraison) Leg = Enherbement en légumineuses (1e année) Kp = Compost (1e année) Kl = Charbon bio (1e année)

Holzdurchmesser

Ill. 2 Vigueur des vignes, mesurée au diamètre des pousses (N = 30), leg : Enherbement en légumineuses, co : compost, ch : charbon bio

 

2. Un taux d’aminoacides nettement plus élevé dans les raisins

L’ajout de charbon bio a entrainé dans les vignes analysées un accroissement de la teneur en aminoacides pouvant atteindre 300% dans les raisins. Les aminoacides sont, en dehors des glucides, la principale source d’alimentation pour les levures lors de la fermentation.

En outre, la teneur importante en aminoacides est un signe que tant les raisins que les plantes en soi sont devenus plus résistants face aux parasites. En effet, les éléments nutritifs stockés dans les aminoacides sont bien plus difficiles à extirper pour les parasites qu’à partir d’un ammonium qu’est d’une structure plus simple.

Dans l’illustration 3, c’est la comparaison avec la surface de contrôle qui est particulièrement remarquable. La principale différence entre les variantes est manifestement basée ici sur les légumineuses et non sur charbon bio. Les valeurs ont été déterminées à partir du moût de 300 grains individuels. Les séries de mesures ont toutefois été insuffisantes pour aboutir à des résultats significatifs.

Ill. 3 Teneur en ammonium et amino-N ainsi que la relation de l’amino-N par rapport à l’ammonium (gris), dans 50 raisins Pinot Noir (période des vendanges). leg/co = légumineuses avec compost et sans charbon bio - leg/co/bc = légumineuses avec charbon bio et compost. Test pratiqué dans les mêmes superficies d’essai que dans Ill. 1 et Ill.2.

.

3. Amélioration de la maturité phénolique

Tant les tanins que les anthocyanes font partie des polyphénols solubles. Les polyphénols sont antioxydants et peuvent donc développer un effet positif dans le corps humain. Les tanins sont une composante gustative importante dans le vin et contribuent à la durée de sa conservation. En dehors du taux de sucre (degré Oechslé) des raisins, c’est surtout la soi-disant maturité phénolique qui est significative pour l’évaluation de la qualité du raisin.

La teneur en polyphénols 100% plus élevée dans la variante avec charbon bio pourrait, en dehors du taux nettement plus élevé en aminoacides, être l’expression d’une qualité aromatique plus intense des raisins et donc du vin. Des conclusions significatives ne sont toutefois pas encore possibles avec cette série de mesures.

Ill.4 Teneur en polyphénols extractibles dans 50 raisins (Pinot Noir, 6 octobre 2009) Leg/co = Légumineuses avec compost et sans charbon bio. leg/co/bc = Charbon bio avec compost et légumineuses. Mesures effectuées dans les mêmes superficies d’essai que ci-dessus.

 

Résumé

L’essai a eu lieu dans un sol particulier, sous des conditions particulières. Et les données mesurées ne représentent qu’une partie d’un large spectre de caractéristiques importantes. Pour le moment, elles ne constituent pas encore une preuve scientifique pour l’efficacité du charbon bio dans la viticulture. La tendance d’une influence positive du charbon bio ressort néanmoins assez distinctement dans certaines des séries de mesures effectuées. Les résultats corroborent certaines hypothèses essentielles de la recherche dans le domaine du charbon bio et sont un véritable appel pour intensifier les efforts pour l’étude du charbon bio et de ses répercussions sur les systèmes de sols agricoles.

Durant les deux premières années de l’essai en plein champ, nous avons trouvé des indices parlant en faveur de la continuation et de l’élargissement des études. Grâce aux données mesurées et aux observations, nous allons pouvoir réorienter l’an prochain les études avec des moyens améliorés et plus étendus, afin d’aboutir à des résultats plus précis et plus exploitables.

En début mars 2010, nous publierons les résultats des essais en laboratoire menés en parallèle par l’Université de Zurich. Dans ce cas également, des résultats tout à fait remarquables ont pu être obtenus en ce qui concerne la capacité de rétention d’eau, l’assimilation d’éléments nutritifs et la production de biomasse.

Pour la recherche dans le domaine du charbon bio, l’année 2010 est une étape décisive. Les surfaces pour les essais sur le terrain vont être multipliées par 500. Dans toute l’Europe, des substrats composés de charbon bio et de compost seront incorporés dans les surfaces utiles agricoles les plus diverses. Leur répercussions seront interprétées scientifiquement. En outre, des spécialistes de plus de 10 universités et instituts ont formé un réseau dans le but de contribuer à combler les dernières grandes lacunes dans ce domaine.

________________________________

Littérature :

Lehmann, Johannes et Joseph, Stephen (Editeur) Biochar for Environmental Management: science and technology, Earthscan, 2009

Bruges, James The Biochar Debate – charcoal’s potential to reverse climate change and build soil fertility, Bristol, 2009

Niggli, Claudio et Schmidt, Hans-Peter Biokohle im Weinbau – Dokument II , www.ithaka-journal.net/73, p.350-372, Arbaz 2009

Dans les sols en partie très fortement appauvris des vignobles, le recours au charbon bio est particulièrement intéressant. Voilà deux ans, le premier essai à grande échelle en Europe avec du charbon bio a été mis en œuvre à l’Institut Delinat. Les résultats surprennent non seulement les sceptiques mais laissent également bouche bée les optimistes.

Le charbon bio fait partie des plus anciens modes d’amendement dans l’histoire de l’agriculture. L’exemple le plus connu est assurément l’Amazone, où jusque voilà 500 ans, une civilisation très développée de plusieurs millions de personnes n’avait pu se nourrir que grâce à l’utilisation judicieuse de charbon bio. Mais on connaissait aussi les caractéristiques avantageuses de cette matière dans la plupart des autres pays traditionnellement caractérisés par des petites exploitations agricoles. Tant en Europe qu’en Asie Mineure, Afrique et Amérique du Sud, il existe des traces de l’utilisation du charbon bio dans l’horticulture et l’agriculture.

En Europe, l’invention des engrais synthétiques a entraîné la perte d’une bonne partie des connaissances liées aux amendements traditionnels. Le charbon bio ne trouvait plus guère de débouchés, même comme combustible. Mais dans de nombreux pays du tiers monde, le savoir lié au charbon bio n’a jamais totalement disparu. C’est pourquoi des pays comme le Cameroun, le Ghana, la Bolivie, le Belize, l’Indonésie, l’Inde et la Chine pratiquent déjà depuis des décennies des essais à long terme et à grande échelle relatifs à l’utilisation du charbon bio (Lehmann, 2009 ; voir aussi Rapport CNN). En Europe, l’essai initié en 2008 à l’Institut Delinat est non seulement le premier mais aussi le plus grand mené de plein champ. Mais ceci va changer cette année, car les 500t de charbon bio produites en 2010 avec l’installation de pyrolyse de Swiss Biochar vont être utilisées à l’échelle européenne, sur des terrains d’essai de plus de 10 hectares.

Implantation de l’essai à Mythopia

Le charbon bio dans la viticulture, 4.5 out of 5 based on 15 ratings

Tags: , , , , ,


articles sur le même thème


(Deutsch) RSS-Feed für alle eingehenden Ithaka Kommentare abonnieren

8 Le Responses pour “Le charbon bio dans la viticulture””

  1. Bernd-J. Seitz
    Titre: Dr.

    Ich arbeite in der Natrschutzverwaltng des Landes Baden-Württemberg und kam vor ca. einem halben Jahr erstmals mit « Biokohle » in Kontakt – für uns ist das Thema deshalb so interessant, weil es evtl. eine gute Verwertungsmöglichkeit von Material aus der Landschaftspflege darstellt – Biogasanlagen haben diese Hoffnung leider nicht erfüllt. Erst vorgestern hatte ich ein Gespräch mit Frau Holweg darüber, die auch bereits Kontakt zu Delinat hatte. Ich bin gespannt, was sich daraus noch ergibt!

    Herzliche Grüße
    B. Seitz

  2. Christian P. Segers
    Titre:

    Tach aber auch !

    Ist es nicht erstaunlich , was wir so alles von unseren primitiven Vorvätern noch lernen können ? Vom Grossen MAGO aus Karthago in Nordafrika !! Oder den indogenen Völkern im heutigem Amazonien, unweit des Rio Xingo in Brasilien ? Oder auch von einem jap. Wissenschaftler, mit dessen Produkten wir beste (Garten-)Erfolge seit 2002 hatten !

    Mit weinsinnigem Gruss >CpS<

  3. Jochen Binikowski
    Titre:

    Das sind doch mal erfreuliche Neuigkeiten. Vieleicht sollte man eine weitere Variante testen, nämlich der Biokohle-Kompostmischung noch Holzasche und Tierdung hinzuzufügen. Das hat sich bei uns bestens bewährt. Ich bin auch schon mal auf die Langzeitwirkung gespannt. Es würde mich nicht wundern, wenn die Ergebnisse in den Folgejahren noch besser werden.

    Bei aller Euphorie sollte man aber stets bedenken, dass es bei der Verwendung von Biokohle/Kompost eine Art Regel gibt: Je schlechter der ursprüngliche Boden desto besser die Wirkung. Auf guten Böden lassen sich zumeist nur geringe Verbesserungen erzielen. Aber vielleicht erleben wir bei den Wein-Experimenten auch da noch eine Überraschung.

  4. Hans Rudolf Oberholzer
    Titre:

    Lieber Herr Schmidt
    Ihr Versuch ist unter schwierigen Bedingungen korrekt angelegt und hat mich wirklich beeindruckt. Ihr Beitrag aber enthält einige Ungenauigkeiten und grundlegende Fehler bzw. Fehlinterpretationen:
    - Abb1: Es gibt keinen signifikanten Unterschied zwischen Kontrolle, LegKp und LegKpKl . Die Unterschiede sind deshalb wissenschaftlich als zufällig oder höchstens als Trend zu interpretieren.
    - Abb. 2: Die Wachstumsunterschiede zeigen offensichtlich auch keine signifikanten Unterschiede, tendenziell scheint das Wachstum eher bei der Kontrolle am besten zu sein. Der Unterschied zwischen leg/co/ch und dem für die Wirkung der Biokohle direkt zu vergleichenden Verfahren leg/co ist auf jeden Fall am geringsten.
    - Abb. 3: Falls die Ergebnisse aus demselben Versuch stammen, sind die Verfahren falsch beschriftet. Falls die Verfahren dieselben sind wie in den ersten beiden Abbildungen, ist der Unterschied zwischen dem Verfahren mit Biokohle und demjenigen ohne Biokohle (mit Leguminosen und Kompost) sehr gering und sicher nicht signifikant.
    - Abb. 4: Wo sind die Ergebnisse des 3. Verfahrens (LegKp). Keine signifikanten Unterschiede.

    Fazit: Es gibt kein einziges Ergebnis, das einen signifikanten Einfluss von Biokohle zeigt.

    [Im Anschluss an diesen Kommentar wurde der Artikel nochmals ergänzt und die Beschriftung der Abbildungen erweitert. Mit bestem Dank, die Redaktion]

  5. hps
    Titre:

    Lieber Herr Oberholzer,
    vielen Dank für Ihre genaue Lektüre und Auswertung. Insgesamt würde ich Ihnen insofern zustimmen, dass diese ersten Versuchsergebnisse einen Trend erkennen lassen, aber noch keinen wissenschaftlichen Beweis für die Wirksamkeit liefern. Offenbar habe ich dies im Artikel nicht deutlich genug gemacht.
    Gern würde ich noch zu den einzelnen Punkten Stellung beziehen:

    -Abb1: Für die Ermittlung der jeweiligen Blattstickstoffwerte wurde für jede Variante 150 Messwerte zugrunde gelegt, so dass der statistische Mittelwert durchaus verlässlich ist. Der Unterschied zwischen LgKp und LgKpK beträgt 10%, was nach rein statistischen Verfahren tatsächlich noch im Bereich des Zufalls liegen könnte. Da es sich aber um ziemlich genau ermittelbare Blattstickstoffwerte handelt, bei denen bereits geringe Schwankungen großen Einfluss auf das Wachstumsverhalten haben, ist die Differenz von 10% durchaus signifikant. Der Unterschied zwischen 430 und 480 N-Einheiten äußert sich bei Pinot Noir durch deutliche Ernte und Blattwachstumsunterschiede.

    -Abb2: Hier stimme ich Ihnen zu. Die Unterschiede zwischen LgKp und LgKpK sind nicht signifikant. Die Kontrolle ist hier am wuchskräftigsten einzuschätzen. Der eigentliche Vergleich findet innerhalb der Lg-Varianten statt.

    -Abb3: Die Ergebnisse stammen von denselben Versuchsflächen. Hier wurden die Werte jeweils aus der Maische von 300 Trauben ermittelt. Es wurden vier Flächen getestet: 1 x Kontrollfläche, 1 x Leguminose ohne Kompost und ohne Kohle, 2 x Leguminose mit Kompost und Kohle (an zwei verschiedenen Lagen). Da es sich hier nur um vier Varianten handelt ist eine gesicherte statistische Auswertung nicht möglich. Sichtbar freilich wird eine zu überprüfende Tendenz. Bei Unterschieden von 50 – 100% scheint diese signifikant.

    -Abb4: Es handelt sich um die gleichen Messreihen wie für Abb3, nur das die beiden LgkoK-Varianten zusammengezogen wurden. Ein signifikanter Unterschied besteht hier nicht!

    Diese ersten Ergebnisse des Versuches haben noch nichts bewiesen. Was wir erkennen konnten sind gewisse m.E. durchaus signifikante Tendenzen, durch die wir Indizien für die Fortsetzung und Ausweitung der Versuche erhalten. Durch diese ersten Messwerte und Beobachtungen wissen wir besser, worauf wir im kommenden Jahr mit besseren und umfassenderen Mitteln unsere wissenschaftliche Aufmerksamkeit lenken, um genauere und besser verwertbare Resultate zu erhalten.

    Mit freundlichem Dank, Hans-Peter Schmidt

  6. Horst Wagner
    Titre:

    Sehr geehrter Herr Schmidt,

    nach meinen Berechnungen hat Ihre HK-Kompost-Mischung einen HK-Anteil von ca. 28% (Berechnung nachfolgend). Ist dieser m.E. extrem hohe HK-Anteil der Bodenqualität geschuldet, Sie beschreiben zum Teil extrem verarmte Böden, oder verfolgen Sie vordergründig eine möglichst hohe C-Sequestrierung?
    Bei meinen bescheidenen Versuchen konnte ich schon bei einem HK-Anteil im Kompost von unter einem Prozent Erfolge erkennen. Im Frühjahr sind neue « Terra-Preta »-Versuche mit 5%, max. 10% HK-Anteil geplant.

    Ich habe die « deutsche » Holzkohle abgewogen, wobei der HK-Staub (bis 2mm) ca. 300 g/l wiegt und der HK-Kies (0-15mm) ca 420g.
    Daraus ergibt sich für 700kg HK-Staub ein Volumen von ca. 2333l und für 300 kg HK-Kies 715l. Dazu kommen 8000l Kompost (8cbm) ergibt 11048l Mischung auf 1/4 der Versuchsfläche von 3000qm, also 750 qm. Das sind knapp 15l je qm. 2333l plus 715l ergibt 3048l, d.s. ca. 28% des Gesamtvolumens von 11048l.
    Wenn ich die Versuchsbeschreibung richtig verstanden habe.

    Mit schwarzen Grüßen
    Horst Wagner

  7. hps
    Titre:

    Sehr geehrter Herr Wagner,
    als wir vor 2 Jahren den Versuch anlegten, hatten wir als einziges Mengenindiz jene 10 – 120 t pyrogenen Kohlenstoffs pro Hektar. Unstrittig war für uns, dass wir die Kohle biologisch aktivieren müssen, wofür uns Kompost am geeignetsten schien. Bei der Kompostmenge haben wir uns dann an die Nährstoffwerte der Böden gehalten. Auf diese Weise ist der hohe HK-Gehalt zustande gekommen.
    Zur Herstellung von Bodensubstrates würde ich heute HK-Anteile von 1% – 10% für geeignet halten. Gespannt warte ich auf die ersten Resultate darüber, zu welchem Zeitpunkt der Rotte wieviel Kohle den Kompostierprozess wie beeinflusst. Darüber werden wir im kommenden Jahr endlich mehr wissen.
    Was die Bodenregeneration betrifft, so halte ich HK-Mengen von 10 – 20 t / ha (vermischt mit Kompost/Gärgut) und zwar als einmalige Gabe noch immer für angebracht. Die Kohle gibt die Struktur für die « Kohle-Humus-Lehm-Mikroben-Komplexe » und solange sie biologisch aufgeladen ist, sehe ich keinen Grund, dies auf mehrere Gaben zu verteilen und dabei jedes Mal den Boden wieder zu öffnen und das Boden-Netzwerk zu stören. Aber vielleicht werden wir auch darüber in den nächsten zwei bis fünf Jahren eines Besseren belehrt.
    Mit bestem Dank und Grüssen, Ihr Hans-Peter Schmidt

  8. Jörg Stüdeli
    Titre:

    Besten Dank für Ihre interessanten Artikel über Bio-Holzkohle.
    Haben Sie gewusst, dass Al Gore in seinem aktuellen Buch „Wir haben die Wahl – Ein Plan zur Lösung der Klimakrise“ recht ausführlich über Bio-Holzkohle schreibt (S. 132, 216ff.). Er weist auf deren riesiges Potenzial hin, aber auch auf Umweltaktivisten, welche die Besorgnis haben, das sich bei einer mangelhaften Umsetzung die Fehler des Palmölbooms wiederholen könnten.
    Al Gore zitiert Flannery, welcher in einem offenen Brief schrieb: „Biokohle könnte die wichtigste Einzelmassnahme zur Sicherung der ökologischen Zukunft der Menschheit sein. Dieser Ansatz hat den Vorteil, dass er sowohl die Lebensmittelversorgung sichert als auch die Treibstoffkrise sowie das Klimaproblem angeht – und das ganz pragmatisch. Holzkohlegewinnung ist uralt – doch für uns etwas völlig Neues.“

Laisser un commentaire