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Les émissions d’ammoniac au champ : un phénomène complexe

Les facteurs déterminants des émissions d’ammoniac au champ sont connus depuis plusieurs années et peuvent être classés en 4 catégories : les caractéristiques de l’engrais apporté, les caractéristiques du sol, les conditions météorologiques et les pratiques agricoles mises en œuvre au moment de l’épandage.

Les émissions d’ammoniac au champ ont pour origine principale les apports d’engrais. En France, 18 % des émissions d’ammoniac sont dues à l’épandage d’engrais minéraux et 26 % à l’épandage d’effluents d’élevage. En Bretagne, l’azote minéral étant largement substitué par une source organique les proportions sont un peu différentes (10 % et 23 %).

 

Choix de l'engrais : limiter la part d'azote ammoniacal

Tout engrais passant par la forme ammonium NH4+ présente un risque de volatilisation. Bien que le nitrate (NO3-) soit la forme principale d’azote valorisable par les plantes, ce n’est pas sous cette forme qu’on l’apporte en général au sol. Certes, il peut être apporté directement par certains engrais comme l’ammonitrate qui en contient 50 %. Mais il provient surtout de la nitrification de l’ammonium (NH4+) par la vie du sol. L’ammonium est une forme transitoire d’azote issu d’apports directs par l’ammonitrate (50 %), les solutions azotées (25 % d’NH4+ et 50 % d’urée), le sulfate d’ammoniac (100 %) et les effluents d’élevage (10 à 70 % de l’azote total du produit) ou d’apports indirects mais évoluant rapidement comme l’urée (100 %) transformée par hydrolyse microbienne. Plus un engrais possède une part d’azote ammoniacale importante plus le risque de volatilisation est élevé et plus le risque de perte d’efficacité de l’engrais est forte. On préférera donc l’ammonitrate aux solutions azotées, ou à l’urée.

L’ammonium est également un produit de la minéralisation de la matière organique du sol et de la fraction organique des matières exogènes (fraction organique des effluents d’élevage, compost…). Ce processus est plus lent, quantitativement faible (0,2 à 2,5 kgN/ha/j) et se réalise sur une trentaine de centimètre de profondeur, en conditions aérobies il ne s’accumule jamais dans le sol car il est rapidement transformé en nitrates par les bactéries nitrificatrices. Il présente donc moins de risque que les apports en masse d’ammonium réalisés en surface à l’occasion des épandages.

Les leviers les plus efficages sont l'injection et l'enfouissement rapide des effluents.

Climat et micro-climat : les paramètres physico-chimiques à surveiller

En solution, l’ammonium (NH4+) est en équilibre avec l’ammoniac (NH3). Plus le pH est élevé, plus l’équilibre du couple acido-basique évolue vers la forme ammoniacale. A la faveur de températures clémentes, l’ammoniac en solution se volatilise sous forme gazeuse, il est perdu pour la plante.

Le vent qui renouvelle la couche d’air à la surface du sol est un facteur favorable à la volatilisation. Au contraire, la protection liée à la présence des plantes crée un microclimat qui facilite la saturation en ammoniac d’une fine couche superficielle d’air et freine le processus de volatilisation. L’humidité du sol ou une pluie après un apport d’azote en surface limite la volatilisation et favorise la mise en solution de l’ammoniac.

Une fois sous la surface du sol, il est facilement adsorbé par le complexe argilo humique et n’est donc plus exposé à la volatilisation.

La connaissance de ces paramètres environnementaux permet de réfléchir les interventions d’épandage pour limiter le risque de volatilisation et éviter de diminuer l’efficacité des engrais pour la plante.

 

Fractionnement et enfouissement : les leviers efficaces

Les leviers les plus opérationnels sont l’injection et l’enfouissement rapide des effluents lorsque c’est possible (voir détail page 30). Le fractionnement est aussi une solution, puisqu’on limite la probabilité qu’une grosse dose d’ammonium rencontre des conditions climatiques favorables à la volatilisation.

 

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