Les chercheurs se sont tournés vers des perles de verre pour produire un engrais à libération soutenue de l'environnement. Crédit: ACS Agricultural Science & Technology, 2025, doi: 10.1021 / acsagscitech.4c00243
Les engrais agricoles sont essentiels pour nourrir la population mondiale, restaurer la fertilité du sol et le maintien des cultures. Une utilisation excessive et inefficace de ces ressources peut présenter une menace environnementale, contaminer les voies navigables et générer des gaz à effet de serre tels que l'oxyde nitreux. Maintenant, les chercheurs signalentACS Science et technologie agricoleont relevé ces défis avec des perles d'engrais en verre. Les billes contrôlent la libération de nutriments et les chercheurs disent qu'ils sont compatibles pour l'environnement.
"Les résultats montrent que les engrais en verre peuvent être adaptés aux besoins des plantes, libérant lentement et durablement des nutriments pour stimuler la productivité sans nuire à la qualité du sol", explique Danilo Manzani, co-auteur de l'étude.
Au fil du temps, l'utilisation de produits chimiques agricoles a augmenté. En 2020, l'Organisation alimentaire et agricole des Nations Unies a estimé que la demande mondiale d'engrais dépasserait 200 millions de tonnes métriques. Les engrais contiennent de l'azote, du phosphore et des quantités plus faibles d'autres éléments comme le calcium. Malheureusement, les avantages de ces nutriments sont perdus par la lixiviation dans les eaux souterraines et les émissions dans l'air, nécessitant une réapplication fréquente et la création de problèmes environnementaux en aval comme les proliférations d'algues toxiques. Une solution potentielle pourrait provenir de minuscules perles de verre que les chercheurs précédents utilisaient pour améliorer la croissance des plantes. Pour améliorer l'efficacité de la livraison des nutriments, Manzani, Eduardo Ferreira et ses collègues ont développé un engrais en verre multicomposant soluble dans l'eau conçu pour une libération de nutriments contrôlés.
Les chercheurs ont synthétisé le verre composé de plusieurs micro et macronutriments, tels que le phosphore, le potassium et le calcium. Ils fondent le verre en petits (moins de 0. 85 millimètres de large) et de grandes particules (0. 85 à 2 millimètres de large). Dans un test initial, les particules ont été ajoutées à l'eau ou à une solution tampon qui imitait les conditions du sol. Ils ont constaté que chaque nutriment libéré des deux tailles de particules de verre et se diffusait dans les solutions régulièrement plus de 100 heures avec des fluctuations mineures.
Ils ont ensuite appliqué une solution nutritive ou différentes quantités de billes de verre au sol semé avec une pelouse et des herbes de fairway typiques, et ils ont comparé la croissance des plantes dans les deux traitements. La solution nutritive, qui n'a été appliquée qu'une seule fois, a immédiatement stimulé la croissance des plantes, mais l'effet a rapidement diminué. Cependant, l'application unique d'engrais en verre a maintenu la croissance des plantes quelle que soit la taille des particules, bien que la croissance globale dépendait de la dose de billes.
Manzani, Ferreira et ses collègues ont également examiné l'écotoxicité possible de l'engrais en verre en exposant des graines de laitue et d'oignon aux perles. Les graines exposées à l'engrais en verre avaient à peu près le même taux de germination et la santé des cellules que celles jamais exposées ou celles traitées avec des nutriments solubles. Les chercheurs disent que ces résultats indiquent une alternative efficace et soutenue aux engrais conventionnels ayant un impact environnemental plus faible.
