Caractérisation, récolte et valorisation de la fibre de maïs à basse teneur en eau au Québec

Abstract

La fibre de maïs est la partie aérienne de la plante excluant le grain. Elle est parfois appelée résidu de maïs parce que les producteurs de grandes cultures la laissent généralement au champ. La fibre sèche peut servir comme litière ou combustible, mais le climat froid et humide à l’automne au Québec limite considérablement la récolte de résidus secs (teneur en eau < 15%). Un échantillonnage de plants de maïs de 2008 à 2010 a montré que les rendements de fibre variaient entre 6,2 et 8,0 tonnes de matière sèche (MS) par hectare pour un site dans une zone de 2300-2500 UTM (unités thermiques maïs) alors qu'ils variaient entre 7,7 et 10,5 t MS ha-1 pour deux sites dans la zone de 2900-3100 UTM. Des essais de récolte à grande échelle au champ en Montérégie (Québec) ont eu lieu aux printemps 2009, 2010 et 2011. Les rendements de fibres au printemps étaient en moyenne 63% (6,6 t MS ha-1) des rendements de l’automne précédent. Toujours en référence aux rendements d'automne, l'utilisation d'une faucheuse, d'un râteau et d'une presse ronde ou rectangulaire permettait de collecter de 47 à 50% des résidus à une teneur en eau moyenne de 9,0%. L'utilisation d'un broyeur-andaineur réduisait l'efficacité de collection (45%), mais offrait une capacité de récolte (5,2 ha h-1) nettement supérieure aux opérations de fauche et râtelage (2,3 et 2,0 ha h-1). Une remorque autochargeuse utilisée en 2010 et 2011 générait moins de pertes de résidus (6%) qu'une presse à balles rondes (15%). Le coût de récolte était de 29,04 à 34,30 $ t-1 MS selon les équipements utilisés. Les coûts d’entreposage étaient moindres pour les grosses balles carrées ($29,87 t-1 MS) que pour les balles rondes ($59,44 t-1 MS) et les fibres hachées ($71,85 t-1 MS). La capacité d'absorption des résidus de maïs récoltés (2,8) était plus élevée que la ripe de bois (1,8) et le bran de scie (2,1). Les résidus de maïs avaient une énergie calorifique variant entre 16,86 et 17,64 MJ kg-1 et une teneur en cendre entre 4,80 et 7,31%. Les résultats de ces expériences pourront servir de référence quant à la récolte et l'utilisation des résidus de maïs.

Corn stover is the aerial part of the plant excluding grain, sometimes called MOG (material other than grain). Stover is generally a crop residue because most grain growers leave it on the ground after grain harvest. Dry corn stover can be used as bedding material or as a solid fuel on the farm. However, the cold and wet climate prevailing in Eastern Canada considerably limits the harvest of dry corn stover (moisture content < 15%) in the fall. Standing corn plants were sampled in fall 2008 to 2010 in order to determine the potential stover yields. For a site located in a 2300-2500 CHU (crop heat unit) zone, stover yields varied from 6.2 to 8.0 tonnes of dry matter (DM) per hectare. Yields ranging from 7.7 to 10.5 t DM ha-1 were measured for two other sites located in the 2900-3100 CHU zone. Large scale field harvest trials were done in spring from 2009 to 2011. The available stover yield in the spring averaged 63% (6.6 t DM ha-1) of the stover yield in the previous fall. Based on fall yields, 47 to 50% of the stover was collected using haymaking equipment. The average moisture content was 9.0%. Collection efficiency was reduced to 45% with a flail windrower but a gain in productivity was measured (5.2 ha h-1) compared to mowing and raking operations (2.3 and 2.0 ha h-1). Harvest losses from a self-loading wagon were smaller (6%) than from a round baler (15%). The cost of field operations varied between $29.04 and $34.30 t-1 DM depending on the harvest sequence. Storage cost was as high as $71.85 t-1 DM for bulk material harvested with the self-loading wagon. Large square and round bale storage cost was estimated at $29.87 t-1 DM and $59.44 t-1 DM, respectively. Corn stover had a higher absorption index (2.8) than wood shavings (1.8) and saw dust (2.1) used at the farm. The calorific energy of corn stover ranged from 16.86 to 17.64 MJ kg-1 while the ash content varied between 4.80 and 7.31%. Results should allow effective planning of cost and operations related to dry corn stover harvested in the spring.