Une équipe évalue les pratiques de gestion agricole selon une nouvelle méthode de comptabilisation de l’oxyde nitreux

En ce qui concerne les gaz à effet de serre, l’oxyde nitreux (N2O) est un désastre. Avec un potentiel de réchauffement climatique 273 fois supérieur à celui du dioxyde de carbone, l’atténuation du N2O pourrait faire une grande différence. Mais avant de pouvoir atténuer les effets, il est important de comprendre d’où vient le composé.

La plupart des analyses désignent l’agriculture comme la principale source de N2O à l’échelle mondiale. Mais il existe de nombreuses variables dans l’agriculture (type de culture et d’engrais, texture du sol, pratiques de conservation, etc.) qui peuvent affecter les émissions de N2O. Une récente étude Urbana-Champaign de l’Université de l’Illinois fournit une comptabilité complète de ces facteurs, concluant, entre autres, qu’une gestion sans labour à long terme peut réduire efficacement les émissions de N2O.

L’étude intitulée « Estimation des émissions de N2O du sol induites par les apports d’engrais organiques et inorganiques à l’aide d’une approche méta-analytique de niveau 2 basée sur la régression pour les terres agricoles américaines » est publié dans Science de l’environnement total

« Notre analyse nous permet d’identifier les pratiques qui fonctionnent bien dans des régions spécifiques et d’encourager les programmes incluant les marchés émergents de services écosystémiques pour récompenser une gestion efficace », a déclaré la co-auteure de l’étude Michelle Wander, professeur au Département des ressources naturelles et des sciences de l’environnement, qui fait partie du le Collège des sciences de l’agriculture, de la consommation et de l’environnement (ACES) de l’Illinois.

Wander affirme que la comptabilité précédente du N2O était soit trop grossière, soit incapable d’identifier les facteurs agricoles spécifiques influençant les émissions ; ou trop compliqué, nécessitant des calculs fastidieux et des algorithmes complexes. C’est pourquoi Yushu Xia, qui a complété son doctorat avec Wander, a visé une voie médiane dans son analyse.

« Nous étions motivés à combler le fossé entre les approches trop simplistes (Tier-1) et trop compliquées (Tier-3), nous avons donc développé une comptabilité de niveau 2. Nous avons collecté une vaste base de métadonnées, qui contient près de 2 000 observations provenant de terres agricoles américaines, pour obtenir des estimations relativement précises sans algorithmes compliqués ni recours à des superordinateurs », a déclaré Xia, aujourd’hui professeur adjoint de recherche Lamont à l’Université de Columbia.

Xia a créé sa métadonnée à partir d’études publiées et de bases de données publiques, intégrant des prédicteurs tels que les propriétés du sol, la topographie, les systèmes de culture, les types d’engrais, les facteurs climatiques et la gestion. Elle a examiné les émissions de N2O sur une base mensuelle plutôt qu’annuelle pour capturer les différences saisonnières des taux de flux. L’équipe a également examiné les différences au sein des régions des États-Unis pour voir si des groupes tels que l’Ecosystem Services Market Consortium devraient adapter leurs programmes à des domaines spécifiques.

Parmi les pratiques de gestion incluses dans l’analyse, le semis direct était la plus significativement et systématiquement associée à une réduction des émissions de N2O dans le temps et dans l’espace. Mais les auteurs s’empressent de souligner que le semis direct dans ce contexte fait référence à quelque chose de très spécifique.

Wander explique que l’étiquette « sans labour » peut être trompeuse, car le travail du sol en rotation ou le labour alternatif n’a pas le même effet que le véritable travail du sol sans labour à long terme. Cette dernière conduit à une structure du sol plus complexe, comprenant des macropores stables qui peuvent contribuer à réduire la production de gaz à effet de serre.

Wander a déclaré : « Dans notre analyse, les pratiques de travail réduit du sol variaient considérablement en termes d’émissions de N2O, ce qui montre qu’elles ne constituent pas une solution miracle. Seule une véritable gestion sans labour a systématiquement réduit les émissions.

Le type d’engrais et la texture du sol étaient également des facteurs importants.

« Le type d’engrais a fait une grande différence », a déclaré Xia. « Par exemple, le fumier liquide provoquait beaucoup plus d’émissions que le fumier solide, qui est un produit à libération plus lente. L’ammoniac anhydre présentait les émissions les plus élevées parmi les types d’engrais que nous avons évalués, mais les émissions provenant de cette source étaient très variables.

Il y a certaines choses que la direction ne peut pas modifier. Par exemple, l’analyse a montré que les sols à texture plus fine émettaient plus de N2O que les sols à texture grossière. Elle a également identifié d’importantes différences régionales dans la manière dont la texture du sol et l’eau interagissent.

« Les microbes du sol traitent l’azote de manière complexe, et l’humidité et la texture du sol peuvent faire une grande différence quant à savoir si le produit final du traitement microbien est du diazote inoffensif ou du protoxyde d’azote, un gaz à effet de serre », a déclaré Xia. « Nous devons réfléchir à la meilleure façon de gérer les émissions des systèmes irrigués et non irrigués, mais nous n’y sommes pas encore. »

Bien que l’analyse ait identifié plusieurs facteurs clés contribuant aux émissions agricoles de N2O et identifié des lacunes à combler par des recherches plus approfondies, la véritable valeur de l’étude réside dans l’amélioration de l’ancienne méthode de niveau 1 sans nécessiter les ressources informatiques massives de la comptabilité de niveau 3. Cependant, la métadonnée peut être utilisée pour calibrer et valider des études de niveau 3 ; les auteurs l’ont partagé avec d’autres membres de la communauté des chercheurs pour ce faire.

« Pour récompenser équitablement les agriculteurs pour leur gestion, nous devons savoir où et quand les pratiques peuvent réduire les émissions de gaz à effet de serre », a déclaré Wander. « Nous montrons que la modélisation linéaire générale est une approche pratique de niveau 2 sur laquelle les décideurs politiques peuvent s’appuyer pour formuler des recommandations. »