Quel est le problème ?

Sous l’effet de réactions biologiques une partie de l’azote présent dans le sol retourne à l’atmosphère sous forme de gaz. L’azote est alors relâché,  généralement sous la forme de N₂ qui est inoffensif pour l’environnement. Cependant, dans certaines conditions, le gaz émit peut être du protoxyde d’azote N₂0 qui lui est très nocif pour l’environnement. On assiste donc à une fuite des nitrates qui est préjudiciable à la fois pour l’agriculteur et pour l’environnement. L’agriculteur voit son champ s’appauvrir alors que la pollution atmosphérique augmente.

Quelle est l’ampleur du phénomène ?

Contrairement au lessivage des nitrates, le flux d’azote qui sort du champ est relativement faible. Ainsi estime-t-on que la fuite d’azote sous la forme de N₂O représente généralement moins de 2% de l’azote épandu sur le champ. La perte est donc minime pour l’agriculteur.

Ces émissions sont par contre très préjudiciables pour l’environnement. En effet, le N₂O est un gaz à effet de serre qui est 310 fois plus puissant que le CO₂. Il possède également la désagréable propriété de s’attaquer à la couche d’ozone. Les pertes d’azote ont beau être faibles pour l’agriculteur, la pollution est elle bien plus importante. Le N₂O est responsable de 50 % des émissions directes de gaz à effet de serre de l’agriculture et de l’élevage. En France, on estime que l’agriculture contribuerait pour 75% des émissions de N₂O et enfin, en 2008, ces émissions représentaient 11,8 % des émissions de gaz à effet de serre de la France en équivalent CO₂.

 

Comment ce gaz est-il produit ?

Le schéma suivant illustre les étapes de la production de protoxyde d’azote.

 

Le protoxyde d’azote est émis à la fois pendant la nitrification et la dénitrification. C’est donc un processus qu’il est difficile d’éviter.

Lorsque l’ammonium (NH₄⁺) se transforme en nitrite (NO₂^-) un peu de N₂O est créé. Il ne s’agit au mieux que de 15% du protoxyde d’azote émis durant le processus global. La majeure partie des émissions provient de la dénitrification. Pour que la dénitrification ait lieue, il faut une présence de carbone, un excès de nitrates (NO₃^-) et un manque d’oxygène. Un sol agricole est, en général, bien aéré mais des conditions d’anoxie peuvent survenir lorsque le sol est gorgé d’eau ou si l’on est en présence de mottes de terre tellement compactes que l’oxygène ne parvient pas en leurs centres. Ainsi l’émission de N2O a généralement lieu après un fort épisode pluvieux.

Comment lutter ?

Trois éléments doivent être réunis pour qu’il y ait une formation de N2O : la présence de carbone, des nitrates en excès et un manque d’oxygène. Le carbone est présent naturellement dans le sol. C’est donc sur les deux autres paramètres qu’il faut jouer.

Il faut éviter d’avoir des nitrates en excès. Pour cela, l’agriculteur doit veiller à épandre de l’azote uniquement selon les besoins de la culture. L’idéal est de procurer à la plante exactement ce dont elle a besoin et d’étaler ces apports.  Ainsi n’y a-t-il jamais de nitrates en excès.

Lorsque la culture est récoltée, généralement à la fin de l’automne, il reste de l’azote dans le sol. Pour éviter que les fortes pluies d’hiver contribuent à l’émission de N₂O, l’agriculteur peut mettre en place des CIPAN, c’est-à-dire des cultures qui piègent les nitrates.

 

Les modes de fertilisation influent sur l’émission du protoxyde d’azote. Ainsi, l’épandage du fumier favorise l’activité biologique des sols et donc l’émission de N₂O. Au contraire, l’apport d’engrais industriels peut s’accompagner d’un inhibiteur de la nitrification. Cela permet d’éviter des pics dans les taux de nitrates et donc de limiter l’émission de N₂O.

Il faut également éviter que le milieu se retrouve en condition d’aérobie. Pour les sols très denses, un travail régulier de la terre permet d’aérer le sol. On évite ainsi la formation de mottes de terre compactes.

Les agriculteurs doivent également veiller à ne pas épandre de l’engrais si de fortes précipitations sont prévues. Cela risque, en effet, de faire coïncider un fort taux de nitrate avec un sol gorgé d’eau.