Une expérience de terrain de quatre ans menée sur les rives du lac restauré Mustijärv à Viljandi, en Estonie, a révélé que le recyclage des sédiments lacustres riches en phosphore vers l’agriculture pourrait avoir des effets positifs sur la production agricole.
Apparaissant dans Science de l’environnement total, l’étude a été menée par la doctorante Mina Kiani et le groupe de recherche AgriChar, et c’est la première au monde à couvrir les aspects environnementaux du recyclage des sédiments lacustres vers l’agriculture sur plusieurs années. Kiani soutient sa thèse le 21 avril à la faculté d’agriculture et de foresterie de l’Université d’Helsinki.
L’étude visait à trouver une solution durable pour fermer le cycle de fuite du phosphore agricole (P) en recyclant les sédiments lacustres riches en P vers l’agriculture et en aidant à la restauration du lac eutrophe par l’élimination des sédiments. L’expérience consistait à creuser les 7 500 m3 de sédiments du lac eutrophe peu profond de 1 hectare Mustijärv, qui a ensuite été utilisé comme milieu de culture pour la production d’herbe. Les sédiments ont également été analysés pour divers nutriments essentiels, notamment le P, le soufre (S), le calcium (Ca), le magnésium (Mg), le bore (B), le zinc (Zn) et le cuivre (Cu).
Les résultats ont montré que les milieux de culture à base de sédiments soutenaient le rendement de la biomasse d’herbe dans les conditions du champ, les sédiments étant riches en matière organique et une bonne source de plusieurs nutriments essentiels. De plus, les sédiments ont continuellement fourni un apport modéré de N aux plantes au cours de l’expérience de terrain de quatre ans.
L’étude a également examiné les impacts environnementaux de diverses méthodes d’épandage de sédiments, y compris les émissions de gaz à effet de serre, le lessivage de N et P, la stabilité des agrégats et le biote du sol. Les milieux de culture à base de sédiments présentaient des compositions de communautés bactériennes et fongiques différentes de celles du sol, et augmentaient le risque de lessivage du P et du N minéral. L’application de biochar a augmenté la quantité de N absorbée par les plantes mais n’a pas réduit de manière significative les émissions ou la lixiviation.
Le taux d’application des sédiments doit être ajusté pour correspondre aux besoins des cultures, de la même manière que les engrais sont appliqués. Cela peut aider à minimiser le lessivage des nutriments dans le lac et à atténuer davantage l’eutrophisation du lac.
De plus, dans ce projet, les changements dans la dynamique du phosphore à l’interface sédiment-eau dans le lac restauré ont été examinés pendant une période de suivi de deux ans. Théoriquement, aucune libération notable de P dans les sédiments ne pourrait apparaître après l’élimination complète des sédiments. Néanmoins, un grand bassin de P libérable a été reconstruit peu de temps après l’enlèvement des sédiments en raison d’un flux de nutriments exceptionnellement élevé du bassin versant. Des quantités particulièrement importantes de sédiments, provenant probablement du nettoyage du lit du ruisseau en amont du lac, se sont concentrées dans les bassins d’accumulation de sédiments, c’est-à-dire les parties plus profondes du lac créées dans le cadre du projet de restauration du lac. La vidange régulière de ces bassins d’accumulation de sédiments peut aider à piéger efficacement les apports ponctuels de nutriments et faciliter les futurs efforts de restauration des lacs.
Plus d’information:
Mina Kiani et al, Recycling eutrophic lake sediments into grass production: A four-year field experiment on agronomical and Environmental implications, Science de l’environnement total (2023). DOI : 10.1016/j.scitotenv.2023.161881