Pour faire face à la crise climatique, à la perte de biodiversité et à la pollution, l’humanité devra passer à une économie circulaire, où toutes les ressources sont recyclées. Pourquoi ne pas également recycler nos propres déchets corporels en tant qu’engrais, à condition qu’il n’y ait aucun risque que des microbes nocifs ou des traces de produits pharmaceutiques se retrouvent dans les cultures consommées ? La plupart des nutriments nécessaires à la croissance des plantes se trouvent dans l’urine et les matières fécales humaines. L’urine est particulièrement riche en azote et en potassium et contient également des traces de métaux tels que le bore, le zinc et le fer. Les matières fécales pourraient en théorie fournir d’autres nutriments tels que le phosphore, le calcium et le magnésium ou du précieux carbone organique aux sols.
Maintenant, une nouvelle étude dans Frontières en sciences de l’environnement a montré que les produits « verts » modernes recyclés à partir d’excréments humains sont d’excellents – et surtout sûrs – engrais pour l’agriculture.
Premier auteur Franziska Häfner, titulaire d’un doctorat. étudiant à l’Université de Hohenheim, Stuttgart, Allemagne, a déclaré : « Nous montrons ici que les produits dérivés du recyclage de l’urine et des matières fécales humaines sont des engrais azotés viables et sûrs pour la culture du chou. Les engrais à base d’urine humaine nitrifiée ont donné des rendements similaires à ceux d’un produit fertilisant conventionnel, et n’ont montré aucun risque de transmission d’agents pathogènes ou de produits pharmaceutiques. »
« L’application combinée d’engrais urinaires nitrifiés et de compost fécal a entraîné une légère baisse des rendements des cultures, mais peut augmenter la teneur en carbone du sol à long terme, favorisant une production alimentaire résistante au climat. »
Häfner et ses collègues ont comparé le rendement commercialisable du chou blanc cultivé entre juin et octobre 2019 à l’Institut Leibniz des cultures maraîchères et ornementales sur des parcelles au sol sablonneux, limoneux ou limoneux enrichi de quatre engrais recyclés, appliqués progressivement au cours de la saison de croissance. Comme engrais de référence, les chercheurs ont utilisé de la vinasse biologique disponible dans le commerce, issue de la fermentation de résidus de biomasse issus de la production de bioéthanol.
Recueillir l’urine et les matières fécales séparément
Ils ont également testé deux soi-disant «engrais d’urine nitrifiés» (NUF), des produits modernes synthétisés à partir d’urine humaine qui a été collectée séparément des matières fécales, dans lesquels les composés azotés sont convertis par des microbes en précieux ammonium et nitrate. Le premier NUF était Aurin, récemment approuvé pour une utilisation dans l’agriculture humaine en Suisse, au Liechtenstein et en Autriche. La seconde était CULTURE (production combinée d’aliments biologiques régénératifs), développé par l’Institut de médecine aérospatiale du Centre aérospatial allemand pour recycler les eaux usées sur les bases lunaires ou martiennes. Contrairement à Aurin, qui est déjà sur le marché et pour lequel la plupart des produits pharmaceutiques sont filtrés et la plupart des agents pathogènes sont tués au cours du processus de production, le système de filtre CROP est encore en cours de développement. Pour cette raison, Hafner et coll. ont utilisé un engrais CROP dérivé d’urine synthétique stérile dans la présente étude. Les effets des NUF sur la croissance des choux ont été testés à la fois lorsqu’ils sont appliqués séparément au sol, ou en combinaison avec du compost fécal, recyclé à partir de toilettes sèches.
Le rendement commercialisable, défini comme les parties des choux qui peuvent être vendues, variait de 35 à 72 tonnes métriques par hectare. Ce rendement était le plus élevé pour les parcelles fertilisées par Aurin, CROP ou vinasse, le plus bas (entre 20% et 45% inférieur, selon le type de sol) pour les parcelles fertilisées par du compost fécal seul, et intermédiaire pour le compost fécal augmenté de NUF. Le rendement était le plus élevé sur le sable, intermédiaire sur le limon et le plus bas sur le loam. Ces résultats indiquent que les sols fertilisés avec des NUF sont aussi productifs que ceux alimentés avec de la vinasse commerciale largement utilisée.
Faible risque lié aux produits pharmaceutiques dans le compost fécal
Les auteurs ont également recherché la présence de 310 produits chimiques dans le compost fécal, des produits pharmaceutiques aux additifs en caoutchouc, aux retardateurs de flamme, aux filtres UV, aux inhibiteurs de corrosion et aux insectifuges. Seuls 6,5 % d’entre eux étaient présents au-dessus de la limite de détection dans le compost, bien qu’à de faibles concentrations, dont 11 produits pharmaceutiques. Parmi ces derniers, seuls l’antidouleur ibuprofène et l’anticonvulsivant et thymorégulateur carbamazépine étaient détectables dans les parties comestibles des choux, à des concentrations nettement faibles (entre 1,05 et 2,8 μg par kg). Cela signifie que plus d’un demi-million de têtes de chou devraient être consommées pour accumuler une dose équivalente à un comprimé de carbamazépine.
« En général, le risque pour la santé humaine que des composés pharmaceutiques pénètrent dans le système alimentaire par le biais de l’utilisation de compost fécal semble faible », ont conclu les auteurs.
‘Énorme potentiel’
L’auteur principal, le Dr Ariane Krause, scientifique à l’Institut Leibniz des cultures maraîchères et ornementales à Großbeeren en Allemagne, a déclaré : « Les résultats de notre étude démontrent que les engrais à base d’urine nitrifiée tels qu’Aurin et CROP ont un énorme potentiel en tant qu’engrais dans l’agriculture. pour une plus grande utilisation de ces produits recyclés à l’avenir. »
« S’ils sont correctement préparés et contrôlés en termes de qualité, jusqu’à 25 % des engrais minéraux de synthèse conventionnels en Allemagne pourraient être remplacés par des engrais de recyclage issus de l’urine et des matières fécales humaines. Combiné à une transition agricole impliquant la réduction de l’élevage et de la culture de plantes pour le fourrage, même moins d’engrais synthétiques seraient nécessaires, ce qui entraînerait par exemple une moindre consommation de gaz naturel fossile. »
Plus d’information:
Franziska Häfner et al, Le recyclage des engrais à partir d’excréments humains présente une valeur élevée d’engrais azoté et entraîne une faible absorption de composés pharmaceutiques, Frontières en sciences de l’environnement (2023). DOI : 10.3389/fenvs.2022.1038175