Si l’azote est nécessaire à nos cultures, son bon dosage lors de l’application au champ constitue une piste dans une logique de réduction des GES. Les activités agricoles génèrent en effet en moyenne 32 kg de surplus d’azote par ha/an de surface agricole (SAU) avec de fortes variations spatiales, ce qui représente ¼ de la fertilisation azotée.
Un des problèmes majeurs à l’origine du surplus réside dans la faible efficacité d’absorption et d’utilisation de l’azote apporté. La sur-fertilisation azotée a deux incidences principales. Elle génère tout d’abord une perte d’azote au cours des processus biologiques de nitrification/dénitrification, par émissions gazeuses (sous forme ammoniacale NH3) puis par lixiviation (sous forme nitrate NO3-). Elle provoque en outre un développement végétatif surabondant au détriment de la qualité avec une sensibilité plus importante aux maladies, générant ainsi un risque de diminution du rendement.
Tout apport d’azote non valorisé constitue donc une perte économique pour l’exploitant et un risque pour l’environnement.
12 PRINCIPALES MESURES POUR OPTIMISER LA FERTILISATION AZOTÉE
1. Calculer la dose prévisionnelle d’azote
Un apport excédentaire d’azote stimule les émissions de protoxyde d’azote (N2O). Pour réduire ces émissions, il faut « raisonner » sa fertilisation. Comment ? En ajustant la fertilisation azotée aux stricts besoins de la culture tout en prenant en compte les fournitures du sol dont elle dispose pour sa nutrition azotée. Pour cela, nous estimons le bilan prévisionnel de la dose d’azote optimale à apporter à une culture pour satisfaire ses besoins. Les besoins en azote de la culture dépendent des objectifs de rendement dits « réalistes », des fournitures en azote par le sol et des apports de fertilisants organiques et minéraux apportés précédemment, déterminés par le reliquat d’azote à la sortie hiver. Ils sont également calculés en fonction du type de culture, du choix de gestion à l’échelle du système de culture et des conditions pédoclimatiques locales.
2. Piloter la fertilisation
Les outils de pilotage de la fertilisation azotée sont des outils d’aide à la décision (OAD). Ils visent à optimiser les apports azotés sur la culture et ainsi limiter les pertes. Ils viennent en complément du calcul de la dose par la méthode du bilan en permettant de positionner les apports et de les ajuster en « questionnant » la plante. Il existe un grand nombre d’outils, certains pouvant être utilisés directement, d’autres nécessitant un travail d’interprétation sous forme d’une prestation de services avec rendu d’un conseil final. Ils fonctionnent de façon différente et peuvent être classés en fonction d’indicateurs divers : croissance, couleur, teneur en nitrates, chlorophylle.
3. Retarder l’apport d’azote printanier
Une autre des stratégies employées consiste à retarder l’apport d’azote au printemps pour les cultures d’hiver (blé, orge, colza). À cet effet, nous tenons mieux compte des reliquats d’azote minéral en sortie d’hiver car, dans un certain nombre de situations, le reliquat d’azote mesuré ou estimé à la fin de l’hiver est supérieur aux besoins du peuplement végétal à cette période (mesure applicable potentiellement aux céréales d’hiver et au colza).
4. Fractionner les apports
Plus le délai entre l’apport d’engrais et l’absorption par la plante est long, plus les risques de pertes d’azote sont élevés. Pour éviter ce problème, un étalement des apports d’azote, au plus près des besoins des plantes, est recommandé car les besoins et les cinétiques d’absorption varient au cours du cycle cultural. Vous limitez ainsi les pertes, assurez l’efficacité de l’azote apporté et évitez la suralimentation azotée de la culture à certains stades pouvant être à l’origine d’accidents comme l’augmentation de la sensibilité aux maladies du pied ou à la verse sur céréales.
5. Privilégier des formes d’engrais minérales azotées moins sensibles à la volatilisation
Les différentes formes d’engrais ne présentent pas toutes la même sensibilité à la volatilisation. L’utilisation d’engrais azotés sous forme uréique ou ammoniacale, plus sensibles à ce phénomène entraîne un risque de volatilisation sous forme de gaz ammoniacal NH3 au moment de l’épandage ou au cours du processus d’hydrolyse de l’urée. La réduction de cette volatilisation accroît l’efficacité des unités apportées, ce qui génère un gain environnemental et agronomique grâce à des pertes moindres. La solution consiste donc à substituer les engrais azotés par des formes d’azote moins émissives que d’autres.
6. Déterminer le système d’épandage approprié aux engrais minéraux azotés
L’enfouissement rapide avec le principe de localisation des engrais minéraux azotés au moment de l’épandage présente l’avantage de réduire le temps de contact entre l’azote épandu et l’air, ce qui limite la volatilisation, et donc les émissions de N2O. Il s’applique aux cultures de printemps (maïs, tournesol) recevant l’engrais solide au semis et nécessite un matériel d’épandage spécifique. Il faut remarquer que l’enfouissement est limité au premier apport d’azote.
7. Tirer profit des ralentisseurs et des inhibiteurs
Dans la mesure où les produits utilisés ne présentent pas d’effets nocifs, que ce soit pour la santé ou l’environnement, il est possible d’avoir recours à des engrais à libération progressive et contrôlée pour réduire les émissions ammoniacales des fertilisants azotés. Classés suivant leur mode d’action, ils regroupent d’une part les ralentisseurs (ralentissement de la libération de l’azote physiquement, ou chimiquement) où l’idée principale est qu’en offrant une barrière physique ou chimique à la solubilisation et transformation en nitrates, les ralentisseurs résistent mieux aux aléas climatiques et microbiens, libèrent leur azote disponible au moment où la plante en a besoin, et permettent de réduire les quantités d’azote perdues. D’autre part, les inhibiteurs (de la transformation de l’urée en ammonium par hydrolyse, ou de l’ammonium en nitrates, la nitrification) sont constitués de substances qui bloquent, du moins temporairement, une ou l’autre, ou les deux réactions chimiques qui permettent la mise en disponibilité de l’azote provenant de l’urée ou autres engrais ammoniacaux.
8. Valoriser les produits résiduaires organiques dans la méthode du bilan
Cette stratégie porte sur l’utilisation de l’azote organique (types effluents d’élevage) dans le calcul du bilan d’azote, ce qui se traduit par une limitation de l’usage des engrais azotés de synthèse. Ceci permet de réduire ainsi les émissions directes de N2O. Il faut observer que pour les cultures fertilisées avec les deux formes d’azote, la quantité d’azote total (organique et minéral) est en moyenne plus importante que lorsque les apports sont uniquement constitués d’engrais minéraux. En effet, la minéralisation de l’azote organique étant progressive, seule une fraction de la dose apportée est directement assimilable par la culture. Les quantités d’apport organique se raisonnent donc sur plusieurs années, en tenant compte des apports passés et en prévision de la culture suivante. De plus, une partie de l’azote organique se volatilise dans l’air au moment de l’épandage. Ces pertes par volatilisation d’ammoniac peuvent être réduites grâce à des techniques d’épandage (cf. point 9).
9. Adapter sa technique d’apport des effluents d’élevage
La première technique consiste à utiliser des rampes à pendillards pour épandre l’effluent liquide. Le dépôt du lisier au ras du sol accélère son absorption par la terre, ce qui réduit les pertes ammoniacales et limite d’autant les émissions de N2O. Une autre solution réside dans l’enfouissement du lisier directement dans le sol, ce qui minimise les odeurs et réduit là aussi les pertes ammoniacales, avec à la clé une diminution des émissions de N2O. Ces techniques sont applicables sur terres arables et prairies. À noter qu’elles s’avèrent difficilement utilisables pour des lisiers trop visqueux ou pailleux, son broyage s’avérant potentiellement nécessaire. Une 3e méthode est proposée : l’incorporation des lisiers et fumiers dès que possible entre 5 cm et 10 cm de profondeur après l’épandage, ce qui réduit le temps de contact entre l’azote épandu et l’air, limitant ainsi la volatilisation ammoniacale et donc les émissions de N2O. Si ces pratiques entraînent une légère hausse des émissions de CO2 liée à la consommation des engins agricoles, le bilan s’avère bien évidemment très positif pour votre empreinte carbone.
10. Introduire des légumineuses dans la rotation
Les légumineuses fixent l’azote de l’air N2 limitant ainsi le recours aux engrais azotés, ce qui engendre une baisse des émissions de NH3, et donc de N2O. Ce procédé peut s’effectuer de différentes façons : en les associant avec une autre culture ou dans une prairie, en supplément ou en remplacement d’autres cultures annuelles. Pour ce faire, un large panel d’espèces est à disposition : cultures annuelles de protéagineux (pois, féverole, lupin), légumes secs (lentilles, pois chiches, haricot sec), cultures pérennes et fourragères (luzerne, trèfle, vesce, sainfoin…), lesquelles peuvent être fauchées ou pâturées. Pour assurer une mise en place réussie de ces pratiques, il faut prendre en compte la fourniture de l’azote issue des légumineuses dans le bilan prévisionnel azoté (cf. point 1). Il faut aussi implanter une culture intermédiaire ou une culture d’hiver à absorption précoce pour capter les reliquats d’azote minéral post-récolte après une légumineuse annuelle estivale, respecter les fréquences de retour des différentes espèces (3-6 ans minimum) sur une même parcelle afin de réduire la pression des maladies et enfin éviter d’implanter les légumineuses en cultures pures en guise d’interculture dans le cas où l’azote minéral du sol est fortement disponible. Cette mesure présente deux bénéfices supplémentaires : elle développe la biodiversité et maintient la qualité des sols.
11. Tenir compte des conditions météorologiques lors de l’épandage
Cette mesure est nécessaire pour prévenir la volatilisation. Pour cela, il faut procéder idéalement aux épandages sans vent ou avec un vent faible. Il est recommandé ensuite de les réaliser par temps frais plutôt que lors de températures élevées. Un temps d’humidité faible est souhaitable car il réduit l’évapotranspiration. Nous conseillons d’éviter les épisodes de sécheresse. Enfin, épandre avant la pluie s’avère bénéfique car elle facilite l’infiltration de l’ammonium dans le sol.
12. Intégrer des cultures intermédiaires piège à nitrate (CIPAN)
Les CIPAN (moutarde, phacélie, etc.), ou cultures intermédiaires pièges à nitrates, sont des cultures temporaires à croissance rapide destinées à protéger les parcelles entre deux cultures principales. Elles ont pour capacités d’éviter la perte de nitrate par le lessivage du sol et le ruissellement des eaux superficielles, afin de préserver la qualité des eaux souterraines et de surface. Cette mesure est obligatoire dans certaines régions ou zones à cause des risques de pollution des eaux par les nitrates (Directives nitrates). En effet, pour chaque îlot cultural localisé en zone vulnérable, les sols doivent être couverts pendant l’interculture longue (= période comprise entre la récolte d’une culture d’automne ou de printemps et le semis d’une culture de printemps). Une fois retournés au sol, les couverts permettent d’accroître le taux de matière organique, la séquestration du carbone, de limiter le recours aux engrais azotés et d’améliorer la structure du sol. Selon les cas, les couverts peuvent aussi aider à maîtriser le développement des bioagresseurs (ravageurs, adventices) et d’accroître la biodiversité (pollinisateurs et auxiliaires).
CONCLUSION
Avant de mettre en œuvre les différentes actions proposées pour réduire la sur-fertilisation azotée, une réflexion globale liée à l’exploitation s’impose. Ensuite, si certains aspects à prendre en compte sont communs à toutes les mesures indiquées, les objectifs et actions de réduction à mener sont à adapter au cas par cas. Le secteur agricole relevant du vivant, le choix d’un ou de plusieurs leviers doit être approprié à chaque système de production.
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