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AB et fuites d’azote

L’agriculture biologique, un système efficace pour limiter les fuites d’azote ? Résultats de thèse de Marie Benoit (CNRS-UPMC)

Dans le cadre du Programme Interdisciplinaire de Recherche sur l’Environnement de la Seine (PIREN-Seine), la réalisation de modélisations exploratoires (Thieu et al., 2010 ; Billen et al., 2012 ) a permis de forger la conviction selon laquelle seul un changement radical des pratiques agricoles permettra d’inverser les tendances d’évolution à la hausse des contaminations nitriques et en pesticides.

Si l’avantage de l’agriculture biologique en matière de contamination par les pesticides ne fait aucun doute, elle est à ce jour mal caractérisée concernant le lessivage des nitrates.

La thèse “Les fuites d’azote en grandes cultures céréalières : Lixiviation et émissions atmosphériques dans des systèmes biologiques et conventionnels du bassin de la Seine (France)” soutenue en décembre 2014 par Marie Benoit et dirigée par Gilles Billen et Josette Garnier apporte de solides éléments de réponse.

Les pratiques agricoles intensives de l’agriculture conventionnelle (AC) ont engendré des fuites d’azote dans l’environnement, se manifestant en particulier par la contamination des eaux de surface et souterraines via la lixiviation du nitrate (NO3-) et par la pollution atmosphérique via les émissions d’oxyde nitreux (N2O). En effet, alors que l’agriculture contribue à 70% des émissions de N2O (gaz à effet de serre et destructeur de la couche d’ozone), l’agriculture est aussi responsable du dépassement de la norme de potabilité fixée à 11 mg N l-1 (ou 50 mg NO3 l-1). Ainsi, la quasi-totalité du bassin de la Seine a été classé en zone vulnérable par la Directive Nitrate, qui vise au maintien de la qualité des ressources en eaux. Dans une perspective de changement de système agricole pour réduire la contamination nitrique des eaux, une hypothèse de ce travail était que l’agriculture biologique (AB) pouvait contribuer à réduire ces pertes. Les pertes azotées en AB sont bien moins documentées que celles en AC dans la littérature internationale, et tout particulièrement en France et dans le bassin de la Seine. En conséquence, l’objectif principal de cette thèse a été de mesurer et quantifier dans le bassin de la Seine, ces fuites d’azote dans des exploitations de grandes cultures céréalières en AB, mais également en référence à l’AC, sur l’ensemble des cultures de leurs rotations, sous une forme collaborative avec les agriculteurs.

Les fuites d’azote des systèmes de grandes cultures en agriculture biologique (AB) et conventionnelle (AC) ont été mesurées à l’échelle d’une exploitation agricole mixte (AB/AC), du bassin versant de l’Orgeval et au sein du réseau ABAC [1] dans six régions pédoclimatiques du bassin de la Seine. A l’échelle de l’exploitation, les moyennes des émissions de protoxyde d’azote (N2O) dans l’atmosphère sont de 0.65 kg N-N2O ha-1 an-1 pour les parcelles en AB et de 0.95 kg N-N2O ha-1 an-1 pour les parcelles en AC. Parallèlement, les quantités d’azote lixivié (NO3- essentiellement) en AB et AC étaient de 14.6 et 19.5 kg N-NO3 ha-1 an-1 respectivement.
L’extrapolation de ces données et d’autres acquises antérieurement sur le bassin de l’Orgeval ont permis de documenter la cascade de l’azote à l’échelle du bassin de l’Orgeval (104 km²) et des simulations ont montré que les pratiques de l’AB (mesure préventive) permettaient de réduire les pollutions nitriques diffuses sans engendrer une augmentation d’émissions de N2O, ce qui n’est pas le cas lors de la création d’étangs recueillant les eaux riches en nitrate du drainage agricole (mesure curative). Le réseau ABAC a permis de quantifier la lixiviation du NO3- dans 18 systèmes de cultures (huit en AB et dix en AC) via l’instrumentation en bougies poreuses dans un total de 83 parcelles. L’ensemble de ce réseau, a permis de différencier les impacts des cultures et pratiques de fertilisation au sein des rotations. A l’échelle du réseau ABAC, sur les deux périodes de drainage (2013-14 et 2014-15), les concentrations moyennes dans les exploitations agricoles sont de 38 ± 10 mg NO3- l-1 pour les rotations AB et de 51 ± 22 mg NO3- l-1 en AC, soit une diminution de 26% en AB. Ces concentrations, converties en flux, aboutissent à des quantités d’azote lixivié de 11 ± 4 kg N ha-1 en AB et de 15 ± 7 kg N ha-1 en AC pour l’ensemble des pôles pédoclimatiques étudiés dans le bassin de la Seine.

[1] M. Benoit, J. Garnier – Unité Mixte de Recherche Métis, Université Pierre et Marie Curie

Pour en savoir plus :
www.metis.upmc.fr

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