Impact de la forme de l'engrais sur l'environnement

Une évaluation environnementale multi-impacts a récemment été conduite sur grandes cultures (maïs, blé, colza et orge) comparant l’utilisation de différentes formes d’azote : ammonitrate, urée et solution azotée. Cette étude est basée sur les réseaux d’essais Yara, et a permis de quantifier les différentes pertes d’azote dans l’environnement - lessivage, volatilisation et dénitrification - en fonction de l’engrais utilisé.

Pour cela, Yara a utilisé l'outil Syst’N, développé par l’INRA et par le RMT Fertilisation et Environnement. Ce simulateur est basé sur différents modèles pour permettre à l’utilisateur d’évaluer les fuites d’azote vers l’environnement à l’échelle du système de culture. De plus, Yara y a associé un calcul simple pour évaluer l’efficacité de l’azote, un ratio entre les entrées et les sorties.

Efficacité de l’azote des différentes formes d'engrais

L’indicateur utilisé correspond au NUE (Nitrogen Use Efficiency : un calcul développé par le groupe d’expert européen sur les enjeux liés à l’azote, le European Nitrogen Expert Panel). Il s’agit d’un ratio entre les entrées et les sorties du système :

Le pourcentage correspond, de manière simplifiée, à la quantité d’azote apporté qui se retrouve dans le grain ou dans les pailles récoltées. Voici les résultats obtenus sur 11 essais longue-durée comparant l’utilisation de l’ammonitrate à celle de l’urée, sur une rotation colza-blé-orge :

Dans ces essais, les pailles sont laissées au sol, donc seul l’azote absorbé par les grains est prise en compte dans le calcul. De plus, on considère que l’efficacité des apports doit être au plus proche de 90%. Au-delà, les quantités apportés sont insuffisantes. Mais si le ratio se retrouve en dessous de 50%, alors le risque pour l’environnement est trop important.

L’efficacité moyenne des apports pour cette rotation colza-blé-orge est d’environ 79% lors de l’utilisation d’ammonitrate, contre 75% lors de l’utilisation d’urée.

Pertes d’azote et rapport à l'environnement

L’outil Syst’N permet de modéliser les pertes d’azote à l’échelle du système de culture. Cependant, il faut renseigner un certain nombre de données d’entrée : les conditions pédoclimatiques, les apports d’engrais, le travail du sol et la rotation en place. Le simulateur délivre ensuite un diagnostic pour la volatilisation, la dénitrification et le lessivage. Voici un exemple sur une culture de colza, avec une comparaison entre 3 formes d’azote : l’urée, l’ammonitrate et la solution azotée.

Les pertes liées à la dénitrification (émission de N2O) sont très faibles, quelle que soit la forme d’azote utilisée, mais l’impact de ce gaz sur le réchauffement climatique est 298 fois plus important que celui du CO2.

Les pertes liées à la volatilisation ammoniacale (émission de NH3) sont très importantes lors de l’utilisation de l’urée (38 kg N/ha/an environ) et de la solution azotée (28 kg N/ha/an). Elles sont beaucoup moins importantes lors de l’utilisation d’ammonitrate, avec seulement 19 kg N/ha/an.

Enfin, les pertes liées au lessivage (lixiviation du NO3 entrainé en profondeur par l’eau) sont relativement similaires d’une forme à l’autre, avec 20 à 21 kg N/ha/an en moyenne. Ce phénomène varie beaucoup, en fonction des conditions pédoclimatiques. 

Au total, il y a une différence de 44% entre urée et ammonitrate, et de 20% entre solution azotée et ammonitrate. Des résultats qui viennent confirmer les meilleures performances de la forme nitrique que l'on observe régulièrement au champ.

A l’heure actuelle, il est possible de chiffrer et même de mesurer un certain nombre d’impacts environnementaux. Choisir une forme d’azote moins sensible à la volatilisation permet de réduire les pertes d’azote et, in fine, d'améliorer l'efficacité de l'apport. De plus, cela permet de réduire les émissions de GES. Enfin, grâce à ce genre d'indicateur, on peut contrôler l'efficacité de ses apports et prendre les décisions nécessaires pour améliorer l'efficience du système et de la fertilisation azotée tout en gérant sa consommation.