Engrais azotés: un bouquet de solutions agro-climatiques
La réduction des pertes d’azote et des émissions de gaz à effet de serre au champ repose sur une combinaison de leviers agronomiques, technologiques et industriels.
Arvalis indique ainsi que la réduction des émissions de gaz à effet de serre passe prioritairement par l’ajustement de la fertilisation aux besoins réels de la culture et aux conditions du sol.
Dans les systèmes de grandes cultures, les émissions de gaz à effet de serre issues de la fertilisation azotée représentent la composante dominante de l’empreinte carbone. Le raisonnement de la fertilisation, le choix de la forme d’azote et l’usage d’additifs spécifiques apparaissent donc comme des déterminants techniques majeurs pour concilier performance agronomique, efficience de l’azote et réduction des émissions. Ces solutions concernent à la fois la nature de l’engrais, sa formulation, ses modalités d’apport et son origine industrielle.
Viser l’efficacité
Le premier levier reste l’optimisation de l’efficience de l’azote apporté, qui constitue le déterminant agronomique dominant des émissions de protoxyde d’azote, (N₂O), un puissant gaz à effet de serre lié entre autres aux applications d’engrais azotés. Arvalis indique ainsi que la réduction des émissions de gaz à effet de serre passe prioritairement par l’ajustement de la fertilisation aux besoins réels de la culture et aux conditions du sol. Les situations d’hydromorphie en particulier favorisent les processus de dénitrification, qui sont à l’origine des émissions de protoxyde d’azote.
Associer le soufre
Dans cette logique d’efficience, l’association de l’azote et du soufre constitue un levier agronomique reconnu pour améliorer l’utilisation de l’azote par la plante. En effet, une nutrition azotée déséquilibrée en soufre peut conduire à une accumulation d’azote non valorisé, susceptible d’être perdu par volatilisation, lixiviation ou dénitrification. L’amélioration de la nutrition conjointe azote-soufre contribue donc indirectement à réduire les pertes d’azote et les émissions associées, en augmentant l’efficience d’utilisation de l’azote.
Choisir la forme
Les travaux d’ARVALIS montrent que les émissions de gaz à effet de serre varient sensiblement selon la forme d’engrais utilisée. La solution azotée présente généralement des émissions plus élevées que les ammonitrates, en raison de son processus de fabrication et de ses caractéristiques physico-chimiques. Cependant la solution azotée soufrée représente un début de réponse pour une efficacité plus grande.
Les inhibiteurs associés aux engrais azotés constituent aujourd’hui un autre levier majeur pour réduire simultanément les pertes d’azote et l’impact climatique de la fertilisation. Deux grandes familles d’inhibiteurs sont utilisées en agriculture : les inhibiteurs d’uréase et les inhibiteurs de nitrification. Les inhibiteurs d’uréase agissent sur la première étape de transformation de l’urée en ammoniac. En bloquant l’activité de l’enzyme uréase, ils réduisent les pertes par volatilisation ammoniacale. Des essais agronomiques indiquent que ces inhibiteurs peuvent diminuer les pertes par volatilisation de 60 à 75 %. Dans ces mêmes essais, un gain de rendement moyen de l’ordre de 2 quintaux par hectare et une augmentation de la teneur en protéines de 0,3 point ont été observés sur céréales. Les inhibiteurs de nitrification agissent à une étape ultérieure du cycle de l’azote en ralentissant la transformation de l’ammonium en nitrate. Ce mécanisme réduit les pertes par lixiviation et par dénitrification, et donc les émissions de protoxyde d’azote.
Les technologies industrielles les plus récentes déployées sur les sites européens permettent de réduire fortement ces émissions liées à la production de l’engrais azoté.
Excellence industrielle
L’origine industrielle des engrais mérite également une lecture attentive vis-à-vis de l’empreinte carbone. La production d’engrais azotés est une activité fortement consommatrice d’énergie, notamment pour la synthèse du produit intermédiaire qu’est l’ammoniac. L’intensité carbone d’un engrais dépend principalement de la source d’énergie utilisée pour produire l’hydrogène et de la maîtrise des émissions de protoxyde d’azote lors de la fabrication de l’acide nitrique. Les technologies industrielles les plus récentes déployées sur les sites européens permettent de réduire fortement ces émissions. Des procédés catalytiques permettent par exemple d’abattre jusqu’à 90 % des émissions de N₂O lors de la production d’acide nitrique. Par ailleurs certains engrais dits « décarbonés » sont produits à partir d’énergie décarbonée ou avec séquestration du carbone.