Résidus de charbon abondants et stables dans les sols : implications pour la fertilité des sols et la séquestration du carbone

L'application à grande échelle de biochar dans les sols peut améliorer la fertilité des sols, augmentant la production agricole pour la population humaine croissante, tout en séquestrant le carbone atmosphérique. Cependant, atteindre ces résultats bénéfiques nécessite une compréhension des relations entre la structure du biochar, sa stabilité et sa contribution à la fertilité du sol. En utilisant la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN) du carbone-13 (13C), nous montrons que les sols de Terra Preta (des terres noires anthropogéniques fertiles en Amazonie enrichies en charbon il y a plus de 800 ans) se composent surtout de résidus de charbon composés d'environ 6 cycles aromatiques fusionnés substitués par des groupes COO(-) qui augmentent significativement la capacité d'échange cationique des sols et donc la rétention des nutriments pour les plantes. Nous montrons également que les sols très productifs, dérivés des prairies aux États-Unis (Mollisols), contiennent du charbon (généré par des feux avant l'établissement) qui est structurellement comparable au charbon des sols de Terra Preta et beaucoup plus abondant que ce que l'on pensait auparavant (environ 40-50 % du C organique). Nos résultats indiquent que ces résidus de charbon oxydés représentent une forme de matière organique du sol particulièrement stable, abondante et améliorant la fertilité.