Des recherches indiquent que la struvite pourrait constituer une alternative nationale aux engrais phosphatés.

Des scientifiques d'Embrapa Agrobiologia (RJ) indiquent que l'utilisation de la struvite, un engrais à libération lente produit à partir de déchets porcins, constitue une alternative viable pour réduire le recours aux engrais phosphatés importés dans les cultures de soja et de blé. Des essais menés sur des cultures de soja, par exemple, ont démontré que ce produit pouvait couvrir jusqu'à 50 % des besoins en phosphore, tout en maintenant un rendement de 3 500 kg/ha, similaire à celui des cultures de soja nationales en 2025 (3 560 kg/ha avec une fertilisation conventionnelle).

Il s'agit d'une nouvelle initiative de la recherche agricole brésilienne visant à réduire la dépendance du Brésil aux importations de ces intrants, qui représentent actuellement environ 75 % de la demande nationale.

Caio de Teves Inácio, chercheur à Embrapa Agrobiologia et coordinateur de l'étude, souligne qu'il ne s'agit pas simplement de remplacer un engrais. « Nous créons une nouvelle voie technologique pour l'agriculture brésilienne, axée sur la durabilité, l'autonomie et l'innovation », insiste-t-il.

La struvite est un matériau composé de cristaux de phosphate de magnésium et d'ammonium, obtenu par précipitation chimique des nutriments présents dans les déchets d'élevage porcin. « C'est un engrais qui illustre parfaitement le concept d'économie circulaire appliqué à l'agriculture. Nous transformons un déchet environnemental, les effluents d'élevage, en un intrant agricole à haute valeur ajoutée », explique le chercheur.

Des essais au champ démontrent également que l'efficacité agronomique de cet engrais est supérieure en termes de récupération du phosphore apporté au sol. Les sols tropicaux brésiliens, fortement appauvris par le climat, ont tendance à fixer rapidement le phosphore, ce qui limite l'efficacité des engrais conventionnels. La libération progressive de la struvite et sa réaction alcaline se sont avérées bénéfiques pour améliorer l'utilisation de cet élément nutritif.

Un engrais prometteur

Les recommandations préliminaires indiquent également que la struvite peut être appliquée seule ou en combinaison avec des engrais solubles, à des doses allant de 50 % à 100 % de la recommandation agronomique pour le phosphore, selon la culture et le sol.

C’est pourquoi des chercheurs ont mis au point et testent un engrais organo-minéral qui associe des nutriments minéraux à de la matière organique. Lors d’expériences évaluant la diffusion du phosphore dans le sol, cette formulation a permis d’obtenir des résultats supérieurs de 50 % à ceux obtenus avec de la struvite granulée pure au cours des 28 premiers jours.

Avantages environnementaux et économiques

Les avantages de l'adoption de la struvite ne sont pas seulement agronomiques, mais aussi économiques et environnementaux. « Il s'agit d'une technologie nationale qui réduit la dépendance aux intrants importés, réutilise les nutriments issus des déchets agricoles et améliore l'efficacité de l'utilisation du phosphore, une ressource naturelle non renouvelable », souligne Inácio.

En plus de contribuer davantage à la réduction du risque de contamination environnementale par le phosphore soluble, cet engrais minéral présente une efficacité agronomique élevée dans les sols tropicaux, avec une forte fixation du phosphore.

Parallèlement, l'utilisation de la struvite constitue une solution au problème de l'élimination insuffisante des déchets animaux. Dans les élevages porcins intensifs, notamment dans le Sud et le Midwest, la précipitation de la struvite permet d'éliminer les nutriments en excès avant leur épandage au sol, réduisant ainsi le risque de contamination des eaux de surface et souterraines. Cette caractéristique contribue également à l'augmentation de la production agricole, limitée précisément par la quantité de nutriments (phosphore et azote) pouvant être rejetée dans le sol.

D'un point de vue économique, cet engrais pourrait constituer une nouvelle source de revenus pour les producteurs, qui pourraient ainsi valoriser les déchets en y produisant un intrant commercialisable. « Il s'agit également d'une alternative économiquement viable et particulièrement intéressante pour les éleveurs de porcs de taille moyenne et importante », souligne le chercheur. Selon les estimations d'Embrapa, l'adoption de cette technologie dans les élevages de plus de 5 000 porcs pourrait générer environ 340 000 tonnes de struvite par an dans le pays.

La struvite reste encore mal comprise dans le contexte scientifique brésilien.

La production de struvite à partir de la récupération des nutriments contenus dans les effluents (par exemple, les eaux usées d'élevages porcins ou les eaux usées urbaines) est considérée comme l'une des technologies les plus durables dans le cadre d'une économie circulaire. Cette approche permet non seulement d'éviter la pollution des cours d'eau par un excès de nutriments, mais aussi de produire un engrais hautement assimilable par les plantes – un engrais de seconde génération – issu de déchets.

À l'échelle mondiale, l'intérêt pour la struvite a connu une croissance exponentielle au cours de la dernière décennie. Plus de 80 unités de production de struvite étaient déjà en activité en 2019, principalement dans les pays développés confrontés à des excédents de phosphore liés à l'élevage intensif ou à une forte densité de population. La Chine, les États-Unis et l'Allemagne sont à la pointe de la recherche et de l'innovation dans ce domaine, souvent grâce à la coopération internationale. Cependant, la participation brésilienne reste encore balbutiante, ce qui engendre un manque de connaissances concernant le comportement de la struvite en milieu tropical.

« C’est un paradoxe : nous disposons d’une ressource prometteuse, mais nous connaissons mal son comportement dans nos sols, majoritairement acides et présentant une forte capacité d’adsorption du phosphore », souligne Inácio. De fait, la présence généralisée de sols acides au Brésil, riches en oxydes de fer et d’aluminium, favorise la fixation du phosphore, réduisant considérablement la fraction disponible de cet élément nutritif et l’efficacité de toute source de phosphate.

Conformité aux politiques publiques

Les recherches sur la struvite s'inscrivent dans le cadre du Plan national des engrais, qui vise à accroître la production nationale et à encourager le recours à des sources alternatives plus efficaces et durables. Son adoption à grande échelle pourrait contribuer à la sécurité alimentaire et à la compétitivité de l'agro-industrie brésilienne.

Outre Embrapa Agrobiologie, les institutions suivantes participent à la recherche : Embrapa Sols (RJ), Embrapa Porcs et Volailles (SC), l’Université fédérale de Santa Catarina (UFSC, campus de Florianópolis), l’Université fédérale de Santa Maria (UFSM), l’Université de Rio Verde (UniRV) et l’Institut fédéral Farroupilha (campus de Santo Augusto, RS). Financée par le Conseil national de développement scientifique et technologique (CNPq) et Embrapa, la recherche progresse dans la démonstration de l’efficacité agronomique, de la viabilité économique et des avantages environnementaux de l’engrais.

« Nous pensons que la struvite a un rôle stratégique à jouer pour l’avenir de l’agriculture brésilienne. Notre travail consiste à fournir les bases scientifiques nécessaires à son homologation et à son utilisation sûre et efficace sur le terrain », conclut le chercheur d’Embrapa Agrobiologie.

Qu'est-ce que la struvite ?

La struvite est un minéral blanc de formule chimique MgNH₄PO₄·6H₂O, contenant environ 12 % de phosphore (P), 5 % d'azote (N) et 10 % de magnésium (Mg). Sa principale caractéristique agronomique est sa faible solubilité, qui permet une libération lente et progressive des nutriments, en fonction du cycle de culture. Ceci est particulièrement avantageux dans les sols tropicaux, comme ceux du Brésil, où le phosphore soluble a tendance à être rapidement fixé, devenant ainsi indisponible pour les plantes. Sa réaction alcaline dans le sol, contrairement aux engrais solubles qui sont acides, est une autre caractéristique importante qui favorise son utilisation dans les sols tropicaux.

La particularité de la struvite réside dans sa production à partir de déchets organiques. Au Brésil, l'accent est mis sur la précipitation issue du lisier de porc. Ce procédé, outre la réduction de la charge polluante de ces effluents (riches en azote et en phosphore), permet d'obtenir un intrant à valeur agronomique ajoutée. C'est le principe de l'économie circulaire en action : transformer un fardeau environnemental en un produit à haute valeur ajoutée pour l'agriculture.

L'urgence d'une solution nationale pour le phosphore.

Le phosphore est le deuxième élément nutritif le plus important en agriculture, après l'azote. Une carence en phosphore assimilable dans le sol peut affecter directement la croissance des plantes, la floraison, le remplissage des grains et la fructification, entraînant une baisse de productivité.

Contrairement à l'azote, abondant dans l'atmosphère, les sources minérales de phosphore sont limitées et non renouvelables. Bien que les craintes d'un épuisement imminent des roches phosphatées se soient atténuées ces dernières décennies – les estimations des réserves mondiales s'étendant sur plusieurs siècles –, la dépendance à l'égard de quelques pays producteurs et les fluctuations de prix demeurent une réalité.

Le Brésil, dont les réserves nationales sont limitées, est particulièrement vulnérable, ce qui a incité le gouvernement à mettre en place des programmes d'incitation pour réduire sa dépendance extérieure. « Notre forte dépendance aux engrais importés constitue une faiblesse stratégique pour la sécurité alimentaire du Brésil », souligne l'expert.

Pour lui, la recherche sur la struvite ne se limite pas à la recherche d'un engrais alternatif, mais constitue un chemin vers la souveraineté alimentaire et un modèle de développement agricole plus autonome et durable. « Nous avons besoin de technologies permettant une utilisation efficace du phosphore et la récupération des nutriments présents dans nos propres déchets », conclut Inácio.