Volatilisation de l'azote contenu dans un couvert lors de sa destruction

On sait qu’une matière organique contenant de l’azote, lorsqu’elle est exposée à des températures élevées, au vent et reste en surface du sol, peut perdre une partie de son azote sous forme d’ammoniac (NH₃). Il est donc logique de se demander si les couverts végétaux d’interculture perdent une partie de l’azote qu’ils ont accumulé au moment de leur destruction, notamment lorsqu’ils sont broyés.

Un couvert peut il perdre son azote par volatilisation lors de la destruction ?

La réponse est oui, mais dans la plupart des situations agricoles, cette perte reste relativement faible.

Les travaux de De Ruijter montrent que les émissions d’ammoniac deviennent pratiquement négligeables lorsque les résidus contiennent moins de 12,7 g d’azote par kg de matière sèche. Autrement dit, plus la concentration en azote des résidus diminue, plus le risque de volatilisation est faible (https://edepot.wur.nl/213704).

Le rapport C/N reste un bon indicateur du risque

Sur le terrain, le moyen le plus simple d’estimer ce risque est de regarder le rapport carbone/azote (C/N) du couvert.

Ci-dessous, nous avons repris les données du projet MERCI, qui présentent l’évolution du rapport C/N des principaux couverts végétaux d’interculture en fonction de leur durée de croissance dans les conditions françaises.

On observe que le risque de volatilisation diminue très rapidement à mesure que le couvert vieillit.

Les essais de De Ruijter mettent en évidence que :

lorsque le rapport C/N dépasse 10, les pertes d’azote sous forme de NH₃ deviennent généralement inférieures à 10 % de l’azote contenu dans les résidus ;
lorsque le rapport C/N dépasse 15, ces pertes tombent généralement sous les 5 %.

Ces pourcentages correspondent à la part de l’azote total contenu dans les résidus de culture ou de couvert laissés à la surface du sol.

Que représente cette perte en pratique ?

Un couvert riche en légumineuses fixe généralement entre 30 et 45 kg d’azote par tonne de matière sèche.

Prenons un couvert produisant 3 tonnes de matière sèche :

il contient environ 90 à 135 unités d’azote ;
une volatilisation de 5 à 10 % représente donc une perte de l’ordre de 5 à 10 unités d’azote.

Finalement, même dans un scénario relativement favorable à la volatilisation, on reste sur des quantités modestes comparées à l’azote total recyclé par le couvert.

Il faut également rappeler que la majorité des destructions de couverts ont lieu en automne tardif ou en hiver. À cette période, les températures sont basses, l’activité enzymatique est réduite et les conditions sont beaucoup moins favorables à la volatilisation. Les pertes réelles sont donc souvent encore plus faibles que celles observées dans les essais conduits dans des conditions plus favorables aux émissions.

L’incorporation des résidus peut changer la donne :

Il est important de préciser que les résultats précédents concernent des résidus laissés en surface.

Dès que les résidus sont incorporés dans le sol, même superficiellement, la volatilisation devient quasiment nulle. L’ammonium (NH₄⁺) libéré lors de la décomposition est rapidement retenu par le complexe argilo-humique et transformé par les micro-organismes du sol, ce qui limite fortement les pertes sous forme d’ammoniac.

Les travaux de Harris et Hesterman (1991) illustrent bien cette différence entre des résidus laissés en surface et des résidus incorporés.

Broyage ou roulage : existe-t-il une différence ?

Une dernière question se pose naturellement : le broyage favorise-t-il davantage la volatilisation que le roulage ?

Le broyage fragmente les tissus végétaux, augmente la surface d’échange avec l’air et accélère la décomposition. On pourrait donc penser qu’il favorise également les pertes d’ammoniac.

À l’inverse, un couvert roulé conserve plus longtemps son intégrité, ce qui pourrait ralentir la minéralisation et donc limiter temporairement les émissions.

Cependant, à ce jour, nous n’avons pas identifié d’essais comparatifs permettant de quantifier précisément cette différence. Les quelques données disponibles concernent principalement la composition des résidus, leur rapport C/N ou leur mode de positionnement (surface ou incorporation), mais très rarement le mode de destruction lui-même.

Au vu des connaissances actuelles, il semble que le rapport C/N du couvert, les conditions météorologiques au moment de la destruction et le fait que les résidus restent en surface ou soient incorporés aient un impact bien plus important que le choix entre broyage et roulage.

Sources