Emissions de gaz à effet de serre et systèmes de culture : cas du protoxyde d’azote (N2O)

Dans un pays comme la France, la part de l’agriculture dans le pouvoir de réchauffement global est semblable à celles des autres secteurs d’activités tels que la production d’énergie, les transports, l’industrie ou le secteur résidentiel. Cette contribution porte surtout sur les émissions de protoxyde d’azote (N2O), liées principalement à l’usage de l’azote en agriculture, et de méthane, liées à la fermentation entérique des ruminants. De plus, même s’il n’est pas officiellement comptabilisé aujourd’hui, le dioxyde de carbone peut représenter localement une contribution importante, positive ou négative, à l’effet de serre. La production et les émissions de N2O par les sols résultent essentiellement de processus microbiens, la nitrification et la dénitrification, qui sont en grande partie contrôlés par les conditions physiques et chimiques du sol. Si l’on veut tenter de limiter les émissions de N2O, il est important de comprendre les mécanismes de production de N2O, de savoir comment elles sont contrôlées par les facteurs du milieu et comment les pratiques agricoles peuvent les modifier, voire pourraient les contrôler. Mais, au-delà de la compréhension des processus conduisant à ces émissions, il faut aussi considérer les émissions de N2O dans un contexte plus global que celui du profil de sol ou de la parcelle. En effet, ces émissions ne sont qu’un élément du bilan d’effet de serre de l’agriculture. Elles doivent être mises en regard des émissions/dépôts de CO2 et CH4, mais aussi de nombreux autres flux de composés à effet de serre dans lesquels l’agriculture intervient (particules, NH3 comme précurseur de particules, NO comme précurseur d’ozone). Il est également indispensable de dépasser l’échelle de la parcelle agricole et d’appréhender les flux de gaz à effet de serre (GES) à des niveaux d’organisation supérieurs, notamment le système de culture, l’exploitation agricole et le paysage, échelles auxquelles on peut prendre en compte de manière plus cohérente la chaîne de processus et de transferts conduisant aux émissions de GES, notamment de N2O. La forte variabilité spatiale et temporelle des émissions de GES est une difficulté majeure, mais peut aussi être une voie d’investigation, si on arrive à bien en comprendre ses déterminants. Les voies de réduction des émissions de GES en agriculture passent par une meilleure maitrise de la fertilisation azotée, par la recherche de voies novatrices de stockage ou de contrôle des émissions (par exemple, stockage du carbone, réduction de N2O en N2, influence des apports de matière organique) et par la mise au point et l’évaluation de systèmes de culture innovants. Il est également nécessaire de mettre en place de dispositifs d’observation coordonnés à moyen et long terme pour acquérir des références fiables et représentative de la variété des conditions agricoles. Il est également indispensable de resituer toutes ces actions possibles d’une part vis-à-vis du contexte économique et politique des activités agricoles, d’autre part vis-à-vis des autres problématiques (qualité de l’air et des eaux, biodiversité, pesticides, …) et politiques environnementales.In a country like France, the share of agriculture in the global warming potential is similar to those of other sectors such as energy production, transport, industry and the residential sector. This contribution focuses on emissions of nitrous oxide (N2O), mainly related to the use of nitrogen in agriculture, and methane associated with enteric fermentation by ruminants. In addition, although not officially recognized today, carbon dioxide can contribute locally, positive or negative, to the greenhouse effect. Production and N2O emissions from soils result mainly from microbial processes, nitrification and denitrification, which are largely controlled by physical and chemical conditions of the soil. If we want to try to limit emissions of N2O, it is important to understand the mechanisms of production of N2O, how they are controlled by environmental factors and how farming practices can modify or even could control them. But beyond understanding the processes leading to these emissions, we must also consider the emission of N2O in a broader context than that of the soil profile or parcel. Indeed, these emissions are only part of the balance sheet of greenhouse agriculture. They must be checked against emission / deposition of CO2 and CH4, but also many other streams of compounds greenhouse in which agriculture operates (particles, such as NH3 precursor particles, NO as a precursor of ozone). It is also essential to go beyond the scale of the agricultural parcel and to understand the flow of greenhouse gas (GHG) emissions with higher levels of organization, including the cropping system, farm and landscape, scales at which we can consider a more consistent process chain and transportation leading to GHG emissions, including N2O. The high spatial and temporal variability of GHG emissions is a major problem, but can also be a means of investigation, if we can fully understand its determinants. Ways to reduce GHG emissions in agriculture pass through a better control of nitrogen fertilization, the search for innovative ways of storage or emission control (eg, carbon storage, reduction of N2O to N2, the influence of contributions organic matter) and the development and evaluation of innovative cropping systems. It is also necessary to develop devices coordinated observation medium and long term to develop reliable references and representative of the variety of agricultural conditions. It is also essential to situate these possible actions on the one hand vis-à-vis the political and economic context of farming, on the other hand vis-à-vis other issues (air quality and water biodiversity, pesticides...) and environmental policies