Patrick Durand, Pierre Moreau, Thierry Raimbault Peut-on convertir, à l’échelle du bassin-versant, un objectif de flux d’azote sortant en flux d’azote entrant? Patrick Durand, Pierre Moreau, Thierry Raimbault UMR SAS INRA-Agrocampus Rennes Séminaire scientifique « Objectif : basses fuites en nitrate »

Introduction : les flux et les stocks d’azote d’origine agricole dans un bassin-versant exploitations NO3 NH4 Norg DON NH3 N2O N2 NOx Bassin-versant parcelles NO3 Courtesy J.E. Olesen

Les flux dans un bassin versant d’élevage intensif

Vente de produits animaux Les flux entrants? Depôt atm. volat Nfix. Vente de produits animaux animaux Achats d’aliments Export d’effluents Achats d’animaux effluents fourrages Vente de cultures Achats de semences Cultures, prairies N20, N2. Achats d’engrais N potentiellement lessivable Import d’effluents Espaces non agricoles Flux impactant la ressource en eau Flux hydrologique N20, N2. Sol D Nappe Zones humides N lessivé D

Vente de produits animaux Les flux entrants? Depôt atm. volat Nfix. Pression azotée au niveau du sol Vente de produits animaux animaux Achats d’aliments Export d’effluents Achats d’animaux effluents fourrages Vente de cultures Achats de semences Cultures, prairies N20, N2. Achats d’engrais N potentiellement lessivable Import d’effluents Espaces non agricoles Flux hydrologique N20, N2. Sol D Nappe Zones humides N lessivé D

Vente de produits animaux Depôt atm. volat Nfix. Bilan apparent « Farm gate » Et dérivés (NANI, Excess N…) Vente de produits animaux animaux Achats d’aliments Export d’effluents Achats d’animaux effluents fourrages Vente de cultures Achats de semences Cultures, prairies N20, N2. Achats d’engrais N potentiellement lessivable Import d’effluents Espaces non agricoles Flux hydrologique N20, N2. Sol D Nappe Zones humides N lessivable D

Vente de produits animaux Depôt atm. volat Nfix. Vente de produits animaux animaux Achats d’aliments Export d’effluents Achats d’animaux effluents fourrages Balance azotée (Corpen, BGA…) Vente de cultures Achats de semences Cultures, prairies N20, N2. Achats d’engrais N potentiellement lessivable Import d’effluents Espaces non agricoles Flux hydrologique N20, N2. Sol D Nappe Zones humides N lessivé D

Les biais et incertitudes liés à ces calculs Non prise en compte de tous les termes Dépôt atmosphérique, fixation symbiotique Peut se justifier dans certains cas? Utilisation de valeurs forfaitaires ou indirectes, ou des données déclaratives Herbe valorisée estimée par le bilan fourrager Rejets animaux utilisant les normes réglementaires Dépôts atmosphériques issus d’EMEP Rendements estimés par les moyennes régionales…ou rendements potentiels Problèmes liés à l’agrégation spatiale des résultats

Variation d’exportation d’azote par les cultures Exemple d’une SAU 1/3 blé, 1/3 mais ensilage, 1/3 prairie temporaire Moyennes Côtes d’Armor

Problèmes liés à l’agrégation spatiale des résultats Cas théorique : Parcelle 1 Parcelle 2 Parcelle 3 Parcelle 4 Totaux Apports 200 250 150 300 900 Exports 210 180 840 Bilans -10 +50 -30 60 Pertes potentielles 50 100 Au final, compte tenu de tous les biais et incertitudes, « l’excédent de bilan » d’un bassin versant d’élevage peut, à partir des mêmes données brutes, varier de plus de 50 kg/ha/an!

La relation entre excédent du bilan et flux hydrologique en zone tempérée Froid & humide 1:1 Chaud & sec À l’échelle des grands bassins, une forte « rétention » , dépendant du climat

La relation entre excédent du bilan et flux hydrologique en Bretagne « rétention » 1:1 Dans les bv bretons, le même type de dispersion…

La relation entre excédent du bilan et flux hydrologique en Bretagne 1:1 « rétention » Un effet fort de la lame d’eau jusqu’à 400 mm, puis la diversité pédologique et agronomique (et l’incertitude!) prend le pas

La relation entre excédent du bilan et flux hydrologique en Bretagne Baisse de la « rétention » ou Baisse du flux? 1:1 Et si on baisse la pression, vers où va-t-on?

Des pertes d’azote gazeux Qu’est que la « rétention » et comment dépend-elle des variations de pression azotée? Des pertes d’azote gazeux Volatilisation ammoniacale A système constant, proportionnel à l’azote mis en jeu Dénitrification A système et paysage constant, augmente avec l’augmentation des concentration en NO3 Des stockages d’azote Dans la nappe A court/moyen terme, le destockage produit une baisse de la rétention Dans le sol Si l’on baisse les apports organiques, il y a destockage à court /moyen terme donc baisse de la rétention. Dans la biomasse non agricole (bois, zones humides) Indépendant de la pression Au total, si on baisse la pression azotée, on provoque à court terme une forte baisse de la rétention, qui s’atténue ensuite

Baisser les intrants azotés = baisser le solde du bilan? Tout dépend d’où l’on part… Tout est relatif!

1997_98 Apports : -40 kg/ha Balance = -35 kg/ha Flux = -12 kg/ha Efficience : 30% 2007_2008 Scenario « mesures renforcées » Apports : -23 kg/ha Balance : -5 kg/ha Flux = -3 kg/ha Efficience : 13%

Conclusions Peut-on prévoir un flux sortant à partir d’un flux entrant? Non, car le terme de flux entrant est mal défini et très incertain. Non car la relation entre les deux n’est pas quantitativement prédictible, variable dans le temps et l’espace. Doit-on convertir un objectif de flux sortant en objectif de flux entrant ? Oui, car c’est le levier majeur pour réduire les fuites. Oui, et si l’objectif de baisse de surplus d’azote est inférieur à l’objectif de baisse de flux hydrologique, on est sûr qu’on y arrivera pas. Comment faire baisser le flux entrant? Baisser les intrants azotés n’est pas toujours la solution la plus efficace, et jamais suffisante. il faut aussi et surtout adapter les systèmes agricoles pour qu’ils utilisent, valorisent, recyclent au mieux l’azote apporté.