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Le réaménagement des paysages, une solution pour réduire les pertes environnementales d’azote dans les territoires ?

En associant la construction de scénarios agro-environnementaux, la modélisation de la cascade de l’azote et l’acquisition de données biophysiques, le projet ESCAPADE, piloté par l’Inra, a permis d’évaluer l’effet des pratiques agricoles et des agencements paysagers sur les pertes environnementales d’azote.

Paysage agricole.. © © INRA, RENOU Daniel
Mis à jour le 08/01/2018
Publié le 09/01/2018

Le modèle de production agricole subit actuellement un changement majeur qui vise notamment à réduire les intrants azotés tout en maintenant la productivité des agroécosystèmes. Cette évolution ne se fera pas sans des innovations techniques et organisationnelles originales, en actionnant des leviers qui prennent en compte la diversité des situations agro-pédo-climatiques et l’organisation des activités agricoles et d’élevage dans les territoires.

Dans ce contexte, le projet ESCAPADE (Evaluation de scénarios sur la cascade de l'azote dans les paysages agricoles et modélisation territoriale, ANR 2013-2017) a élargi le champ des recherches sur la gestion de l’azote dans les territoires. Il avait pour objectif d’identifier et d’évaluer l’effet des pratiques agricoles et des agencements paysagers sur les différentes étapes de la cascade de l’azote et sur les pertes d’azote dans quatre territoires.

Escapade, des territoires et des scénarios

Ces territoires, d’une étendue de quelques centaines de km2, caractérisés par des contextes agro-pédo-climatiques contrastés, incluent chacun un site de quelques km2, renseigné sur les pratiques agricoles et instrumenté pour mesurer les flux et les concentrations d’azote. Il s’agissait d’un site de polyculture-élevage, en Bretagne (Naizin - 56) et trois sites de grandes cultures, en Brie (Bassin de l’Orgeval - 77), en Beauce (Observatoire spatialisé orléanais des sols ou OS2 - 28) et en Occitanie (Bassin versant du Montoussé, Auradé - 32).

Des scénarios d’« optimisation » ont été construits aux échelles classiques de la parcelle et de l’exploitation agricole, en faisant varier les formes d’azote utilisées, les quantités et les dates des apports, les successions culturales et la gestion des troupeaux et des effluents. Des scénarios, dits « paysagers », ont été échafaudés aux échelles des sites instrumentés et des territoires qui les incluent, afin d’évaluer l’effet de modifications des mosaïques paysagères sur les productions agricoles et les pertes d’azote.

La notion de « paysage agricole de l’azote » est l’une des originalités du projet. Elle est définie comme un espace constitué de « sources » d’azote dit « réactif » dues aux activités anthropiques (p. ex. élevages, cultures) et de « puits » (zones semi-naturelles, p. ex. prairies permanentes, bandes enherbées, haies, forêts, végétation des zones ripariennes, fossés, cours d’eau) permettant de retenir l’azote. Ces sources et ces puits sont en interaction au sein des différents compartiments des agroécosystèmes. La prise en compte des interactions spatiales entre les sources et les puits dans les modèles intégrés de cascade de l’azote permettent de simuler les émissions indirectes d’azote qui peuvent se produire notamment dans les zones semi-naturelles situées loin en aval des zones d’apports, après des transferts latéraux d’azote réactif par voie hydrologique et/ou atmosphérique.

Les scénarios ont été évalués à partir des modèles intégrés qui ont été développés dans le projet sur les sites instrumentés d’une part et dans les territoires qui les incluent d’autre part.

Pratiques agricoles et aménagements paysagers comme leviers d’action

De forts contrastes ont été mis en évidence entre les sites. A Naizin, les pertes d’azote sont proches ou supérieures aux surplus azotés, et du même ordre de grandeur pour la volatilisation d’ammoniac et le lessivage du nitrate. A Orgeval et OS2, les pertes nitriques dominent et représentent au moins la moitié du surplus.

L’impact des scénarios d’optimisation diffère également selon les sites : les gains attendus sont plus élevés sur le site de Naizin, caractérisé par une forte densité d’élevages intensifs, que sur les autres sites caractérisés par des grandes cultures.

À l’échelle des territoires, les flux d’azote lessivés au-delà de la zone explorée par les racines sont de l’ordre de 10 à 60 kg N / ha de surface agricole utile ou SAU / an selon les territoires.

La réduction à la source de ces émissions par l’optimisation des pratiques agricoles est de loin le levier le plus efficace, lorsqu’il concerne une part significative des surfaces agricoles. Les résultats de simulations ont montré que les aménagements paysagers envisagés ne constituent pas un levier aussi déterminant que prévu mais réduisent néanmoins les pertes d’azote.

Par exemple, une implantation importante et continue de zones interstitielles (zones tampons ou zones potentiellement humides) conduit à une diminution assez modeste des pertes d’azote, au mieux proportionnelle à la SAU qui a été retirée de la production. Toutefois, si des actions ciblées sur une petite partie seulement de la SAU sont envisagées, alors la conversion en zones humides des surfaces cultivées situées en bordure de rivière (qui représentent 10 % de la SAU) permet de réduire les pertes d’azote par hectare de surface concernée. Ce type d’aménagement paysager constitue aussi un levier intéressant dans la mesure où il permet de réduire les pertes d’un ordre de grandeur au moins équivalent, voire nettement supérieur, au levier consistant à modifier les pratiques agricoles. Dans ce cas, une gestion précautionneuse de ces zones potentiellement humides de bas de versant et leur mise en herbe constituent la meilleure option de réduction des pertes d’azote dans les eaux.

 

Afin d’approfondir l’intérêt du levier paysager aux échelles locales et territoriales, la construction de nouveaux scénarios paysagers et leur évaluation par la modélisation est à poursuivre tandis que l’évaluation des impacts économiques de ces différentes mesures aux échelles territoriales reste à mener.