Models4Pastures: Gaz hilarant d’origine agricole

Le gaz hilarant est l’un des quatre principaux gaz à effet de serre. Il est notamment produit dans les sols, qui le libèrent dans l’atmosphère. On manque de connaissances sur les différences d’émission du gaz hilarant, dans l’espace et dans le temps, des différents systèmes de pâture. Le broutage sélectif des animaux et le déplacement des nutriments (donc de l’azote) sur les zones relativement petites récoltant les excréments et l’urine rendent la modélisation des systèmes pastoraux difficile. Une analyse détaillée des mesures in situ existantes du flux de N2O fait défaut, de même qu’une comparaison minutieuse des modèles de simulation. De telles comparaisons sont pourtant essentielles pour améliorer les évaluations des options potentielles pour diminuer les émissions d’oxyde nitreux.

L’objectif principal du projet était de tester des stratégies prometteuses pour diminuer le gaz hilarant d’origine pastorale, en Suisse par des essais, et au moyen de plusieurs modèles simulant les processus biogéochimiques pour des pâturages tempérés à travers le monde.

Un objectif secondaire était d’affiner les modèles pour améliorer la simulation des herbages multi-espèces, ce qui constitue un grand défi pour la majorité des modèles existants.

Les données expérimentales pour la Suisse ont montré qu’on pouvait réduire les émissions de N2O d’environ 50% en substituant la fixation biologique de l’azote réalisée par les légumineuses aux apports d’engrais organiques. La voie différente employée pour approvisionner le système pastoral en azote avec une culture intercalaire de légumineuses n’a pas pour autant affecté la productivité. Une autre analyse en Europe centrale a d’ailleurs montré que leur gestion en particulier la fertilisation est le principal agent des émissions de N2O, avant les conditions environnementales.

La modélisation d’ensemble (un grand nombre de modèles simulant le même traitement) d’une série d’options de réduction a démontré que les résultats pour l’émission de N2O et la prédiction du rendement diffèrent considérablement ; des améliorations spécifiques sont nécessaires pour que la simulation des options de réduction dans les systèmes pastoraux soit fiable. De plus, outre la diminution des apports d’azote dans les systèmes pastoraux, la réduction combinée du nombre d’animaux contribue aussi à atténuer les impacts négatifs sur l’environnement, par exemple les émissions de gaz à effet de serre.

Mesurer les échanges de N2O en continu fournit des données extrêmement précieuses et il faut continuer à le faire. Il faut également étendre les essais expérimentaux pour quantifier les émissions de N2O in situ à d’autres traitements, ainsi qu’à des gradients climatiques, et à différentes intensités de production des systèmes agricoles.

A l’avenir, la recherche expérimentale doit inclure dès le départ des modèles de processus biogéochimiques afin d’améliorer les modèles en les rendant aptes à simuler les herbages multi-espèces et reflétant davantage de processus se déroulant dans cet écosystème, voire à tous.

Le projet a montré que les émissions de N2O peuvent être réduites de manière significative en modifiant l’approvisionnement en azote des systèmes pastoraux : tirer parti de la fixation biologique d’azote par la culture intercalaire de légumineuses plutôt qu’amender avec de l’engrais. Il faudra examiner les effets de cette méthode, à savoir les avantages collatéraux pour l’alimentation du bétail (meilleure digestibilité, production réduite de méthane par la fermentation entérique), la validité à long terme de ces observations, ainsi que les solutions possibles pour utiliser l’engrais toujours produit sur l’exploitation. Enfin, un apport réduit d’engrais (organiques et minéraux) n’atténuera pas seulement les impacts négatifs sur l’environnement, mais peut aussi optimiser le rapport coûts/bénéfices tout en maintenant les rendements.

Robust models for assessing the effectiveness of technologies and managements to reduce N2O emissions from grazed pastures (Models4Pastures)