Les engrais sont essentiels pour l'agriculture moderne, aidant les cultures à croître en fournissant des nutriments comme l'azote. Cependant, la production d'engrais synthétiques est intensifiée en énergie et contribue aux émissions de gaz à effet de serre mondiales – environ 2 % du total. En conséquence, des scientifiques et des entreprises explorent des alternatives, telles que l'utilisation de micro-organismes pour fournir naturellement aux plantes de l'azote. Cela pourrait réduire le besoin d'engrais chimiques, qui sont produits par un procédé appelé la méthode Haber-Bosch, dans laquelle le gaz naturel est utilisé pour convertir l'azote de l'air en composés utilisables tels que l'ammoniac. Une entreprise explorant cette approche est Switch Bioworks, qui développe des micro-organismes capables de fixer l'azote pour les plantes de manière plus efficace. L'entreprise teste actuellement son produit dans six États américains, visant à le mettre sur le marché dans deux à trois ans. Initialement, elle cible le maïs, la culture la plus répandue aux États-Unis, qui couvre plus de 90 millions d'acres en 2026. Selon les modèles de l'entreprise, ses micro-organismes pourraient finalement remplacer jusqu'à 50 % des engrais synthétiques, mais la première version du produit est prévue pour remplacer environ 25 % de ce que les agriculteurs utilisent actuellement. Les plantes ont besoin d'azote pour croître, mais elles ne peuvent pas utiliser directement l'azote de l'air. Elles dépendent plutôt d'azote « fixé » – des composés tels que l'ammoniac qui sont plus réactifs et utilisables. En nature, certains micro-organismes peuvent fixer l'azote, et certaines plantes, comme les légumineuses, entretiennent une relation symbiotique avec ces micro-organismes, les abritant dans des nodules racinaires. Les engrais synthétiques imitent ce processus, mais ils nécessitent une quantité importante d'énergie et de ressources pour être produits. Les engrais microbiens visent à remplacer une partie de cet azote synthétique par des micro-organismes capables de fixer naturellement l'azote, mais un défi est que les micro-organismes utilisent beaucoup d'énergie pour produire de l'ammoniac, ce qui peut ralentir leur croissance. Une autre entreprise dans ce domaine est Pivot Bio, qui utilise depuis 2011 des engrais microbiens sur des millions d'acres de cultures. Elle propose divers produits, certains étant appliqués au moment de la plantation des graines, tandis que d'autres sont utilisés avant même que les graines n'atteignent la ferme. L'entreprise a étendu ses offres pour inclure des engrais pour des cultures comme le coton, le blé et des céréales de petite taille telles que le mil et l'orge. Malgré ces avancées, les experts estiment que les micro-organismes ne remplaceront pas entièrement les engrais synthétiques dans un avenir proche. Des experts comme Dan Blaustein-Rejto de l'Institut Breakthrough soulignent que bien que les engrais microbiens puissent aider à réduire les émissions et la pollution azotée provenant des fermes, ils ne constituent pas un remplacement complet des engrais synthétiques. « Il n'y a pas de vision claire et plausible de remplacer complètement cela dans un avenir proche », déclare-t-il. En conséquence, d'autres stratégies pour réduire les émissions et la pollution agricoles resteront essentielles dans les années à venir.