Risque de contamination de l'eau par l’azote

Résumé

• L’azote est un nutriment essentiel aux cultures. Cependant, les nitrates en excès dans le sol des terres agricoles peuvent atteindre les cours d’eau, avoir des effets préjudiciables sur la vie aquatique et présenter des risques pour la santé humaine.
• L’indicateur du risque de contamination de l’eau par l’azote mesure le risque que les nitrates de source agricole atteignent les cours d’eau et étudie l’évolution de ce risque.
• De façon générale, le niveau de risque a augmenté au fil du temps.
• Ce sont les Prairies qui comptent la plus grande surface de terres agricoles au Canada. Le risque de perte de nitrate dans cette région est relativement faible et stable dans le temps en raison des faibles précipitations de pluie et de neige par rapport aux précipitations des autres régions du Canada.
• Le risque a toutefois augmenté dans d’autres régions où les précipitations sont plus importantes. Par exemple, en 2021, la concentration moyenne d’azote dans 7 provinces a atteint ou dépassé la concentration de 10 milligrammes d’azote par litre recommandée pour l’eau potable. Cela s’explique en partie par des conditions de sécheresse ayant limité la quantité d’azote ajoutée pouvant être soustraites par les cultures, qui ont par la suite entraîné une augmentation des pertes de nitrate dans le sol après la récolte.
• On peut réduire le risque de contamination de l’eau par l’azote en augmentant l’absorption de l’azote par les cultures ou en réduisant la concentration d’azote résiduel dans le sol au moment de la récolte. Les options pour arriver à ce résultat incluent l’amélioration de la planification de la gestion des nutriments, le travail de conservation du sol et la plantation de cultures de couverture.

Pourquoi les pertes de nitrates dans l’eau de drainage sont-elles importantes?

L’azote est un nutriment essentiel aux cultures. Il joue un rôle important dans la croissance et le développement des cultures, ainsi que dans leur rendement et leur qualité. La pluie, la foudre, la neige et les petites particules en suspension dans l’air, entre autres, apportent de petites quantités d’azote dans le sol par des processus naturels. Par un processus appelé fixation de l’azote, certaines cultures, comme celles des légumineuses, peuvent également capter l’azote dans l’air, le convertir en composés d’azote et le stocker dans le sol. La majeure partie des concentrations d’azote se trouvant dans le sol des terres agricoles résulte cependant des applications d’engrais et de fumier.

Les concentrations excédentaires d’azote qui ne sont pas assimilées par les cultures durant la saison de croissance peuvent aboutir dans les cours d’eau sous les actions du ruissellement de surface, du drainage souterrain et du lessivage à travers le sol. Une fois que l’azote se retrouve dans les cours d’eau, il peut poser des risques pour les systèmes aquatiques et la santé humaine.

De fortes concentrations d’azote dans l’eau douce peuvent être toxiques pour la vie aquatique, notamment pour les poissons, les amphibiens et les invertébrés. Elles peuvent également promouvoir une prolifération excessive des algues, lesquelles peuvent réduire la teneur en oxygène de l’eau et ainsi nuire à la vie aquatique ou tuer les organismes vivant dans l’eau. Des concentrations élevées d’azote dans l’eau potable ont été associées à la méthémoglobinémie (une maladie du sang), à des problèmes de reproduction, à des maladies thyroïdiennes et au cancer. De nombreuses espèces en péril du Canada (les espèces en péril sont les espèces déjà disparues ou risquant de disparaître au Canada) et de nombreux animaux utilisent les cours d’eau agricoles à certaines étapes de leur cycle vital. Pour contribuer à leur protection, il est important de connaître les impacts de l’agriculture sur leur santé et sur leur habitat. Dans certains cas, des lois et des règlements provinciaux ou fédéraux (comme les lois provinciales concernant la faune sauvage ou la Loi sur les espèces en péril fédérale) peuvent d’ailleurs exiger la protection de ces espèces ou de leurs habitats.

Une bonne gestion de l’azote est tout aussi avantageuse pour les producteurs que pour l’environnement. L’utilisation appropriée des engrais peut être en effet être financièrement avantageuse pour les agriculteurs et réduire les impacts environnementaux. Le gouvernement du Canada doit produire des rapports sur le risque de contamination de l’eau par l’azote des terres agricoles. De tels rapports permettent au public et aux autres pays de savoir si les terres agricoles du Canada ont des répercussions sur l’environnement et si des améliorations doivent être apportées aux pratiques agricoles.

Facteurs influençant la contamination de l’eau par les nitrates

Idéalement, la quantité d’azote issue des engrais devrait correspondre étroitement à la quantité assimilée par les cultures. Ainsi, la majeure partie de l’azote se trouverait retirée des champs au moment de la récolte. Le calcul de la quantité d’azote appropriée n’est toutefois pas facile, surtout en raison des conditions météorologiques, qui ont une incidence sur la croissance des cultures et les pertes des nutriments.

Lorsque l’azote ajouté au sol dépasse la quantité soustraite par les cultures, cela entraîne une accumulation d’azote résiduel dans le sol et cet excédent pourrait être entraîné par les eaux de ruissellement et de drainage. Des concentrations élevées d’azote résiduel dans le sol peuvent se survenir lorsqu’un excès d’engrais est appliqué, ou lorsque le stress des cultures (sécheresse, inondations, ravageurs, maladies) réduit l’absorption d’azote par les plantes, ou par une combinaison de ces deux situations.

Les précipitations (pluie, neige) ou la fonte des neiges peuvent également avoir une incidence sur les pertes de nitrates en orientant le mouvement de l’eau des terres cultivées vers les plans d’eau. Des précipitations élevées ou la fonte des neiges peuvent accroître le transport de l’azote vers les cours d’eau par ruissellement de surface, drainage par canalisations ou lessivage sous la zone racinaire des cultures. Les régions qui reçoivent des quantités élevées de précipitations présentent généralement un risque plus élevé de contamination des cours d’eau par l’azote.

Le changement climatique devrait accroître le risque de contamination de l’eau par l’azote, car il influe sur la quantité, le moment et la fréquence des précipitations. Cela peut avoir une incidence sur la croissance des cultures et l’absorption d’azote. Par exemple, des pluies excessives peuvent accroître le transport des nitrates vers les cours d’eau en raison de l’augmentation du drainage par canalisations et du ruissellement, tandis que la sécheresse peut empêcher l’absorption d’azote par les cultures et ainsi augmenter l’azote résiduel dans le sol.

Indicateur d’azote

L’indicateur de risque de contamination de l’eau par l’azote (IRCE-N) permet d’estimer la quantité d’azote résiduel dans le sol pouvant passer des terres agricoles aux cours d’eau. Le risque antérieur et actuel de perte est pris en compte.

L’indicateur détermine d’abord la quantité totale d’azote ajoutée au sol agricole, toutes sources confondues (engrais contenant de l’azote, fumier produit par le bétail, quantité ajoutée au sol par fixation de l’azote par les légumineuses, et quantité d’azote dans les dépôts humides et secs de l’air). L’indicateur estime ensuite la quantité d’azote soustraite aux terres agricoles. Cela inclut la quantité soustraite par les récoltes et les pâturages, ainsi que la quantité dissipée dans l’air. L’azote résiduel du sol est la quantité d’azote inorganique restée dans le sol après la récolte. Ensuite, la quantité d’azote résiduel dans le sol qui pourrait se retrouver dans les cours d’eau par des processus hydrologiques est calculée par l’indicateur IRCE-N selon les caractéristiques du sol, du climat et du paysage. Le risque global est évalué comme étant très faible, faible, modéré, élevé ou très élevé.

L’indicateur de risque de la contamination de l’eau par l’azote est évalué chaque année et publié tous les 5 ans. Cet exercice aide le gouvernement du Canada à connaître la façon dont le risque de contamination de l’eau par l’azote sur les terres agricoles évolue au fil du temps. Les données obtenues permettent d’établir les endroits où il faudrait modifier les pratiques agricoles pour assurer la durabilité environnementale.

Évolution de l’indicateur d’azote dans le temps

L’élimination de l’azote par les cultures au Canada était 25 % plus élevée en 2021 (60,3 kg N/ha) qu’en 1981 (47,3 kg N/ha). Cette augmentation a été possible grâce au rendement accru des cultures et à l’amélioration des pratiques agricoles menant à une augmentation de l’absorption d’azote, par exemple par l’introduction de variétés à rendement élevé, la modification des types de cultures et de leur répartition, et la réduction des mises en jachère dans les Prairies.

La quantité d’azote ajoutée au sol a toutefois presque doublé au cours des 40 dernières années, passant de 56,3 kg à 107,2 kg d’azote par hectare entre 1981 et 2021. Cela s’explique par le changement des types et des superficies des cultures, par l’introduction de variétés à rendement plus élevé ayant des besoins en azote plus élevés, par la réduction des jachères d’été dans les Prairies (qui a entraîné une utilisation globale accrue d’engrais) et par l’augmentation de la production de légumineuses (qui a ajouté de l’azote aux sols). En fait, la concentration moyenne d’azote dans les eaux de drainage de sept provinces a atteint ou dépassé le seuil de 10 milligrammes d’azote par litre d’eau potable recommandé pour l’eau potable dans 7 provinces en 2021.

En 2021, parce qu’une plus grande quantité d’azote a été ajoutée que soustraite, et aussi en raison des conditions de sécheresse qui ont limité la croissance des cultures et l’absorption de l’azote, les concentrations d’azote résiduel dans le sol ont été élevées (44,2 kg N/ha), soit plus de quatre fois la concentration observée en 1981 (9,2 kg N/ha). Cela signifie que, de façon générale, le risque de perte de nitrates au Canada était beaucoup plus élevé en 2021 qu’en 1981. La proportion des terres agricoles dans la catégorie de risque très faible a diminué, passant de 69 % à 13 %, et la quantité de terres agricoles dans les catégories de risque faible, modéré, élevé et très élevé a considérablement augmenté. La superficie des terres agricoles associées à un risque très élevé a plus que triplé; elle est passée de 6 % à 20 % de l’ensemble des terres.

Risque de contamination de l’eau de surface par l’azote au Canada en 2021

La plupart des terres agricoles du Canada se trouvent dans les Prairies. Par conséquent, l’estimation du niveau de risque global du Canada dépend significativement du niveau de risque dans les provinces des Prairies. En 1981, la majorité des terres agricoles du Canada étaient associées à un risque très faible, principalement en raison des conditions prévalant dans les provinces des Prairies et le nord de l’Ontario. En 2021, la superficie des terres agricoles associées à un risque très faible a diminué dans l’ensemble des Prairies et du nord de l’Ontario. De grandes zones sont toutefois restées dans la catégorie de risque très faible dans le sud de l’Alberta et le sud de la Saskatchewan. On observe une augmentation sensible des terres associées à un risque élevé ou très élevé en Colombie-Britannique, au Manitoba et dans les provinces de l’Atlantique. Le risque de perte de nitrates dans l’eau était généralement plus élevé lorsque l’azote résiduel du sol et les précipitations étaient élevés.

Variation du risque lié à l’azote de 1981 à 2021

Tendances régionales de l’indicateur d’azote

Colombie-Britannique

En Colombie-Britannique, la superficie des terres agricoles associées à un risque élevé ou très élevé a augmenté pour passer de 78 % à 84 % entre 1981 et 2021. Cette augmentation s’explique en grande partie par le fait que les régions agricoles du nord de la Colombie-Britannique ont grimpé d’une ou deux classes de risque. Dans ces régions, la perte d’azote dans les terres agricoles a augmenté en raison des apports d’azote plus élevés et d’un plus grand volume annuel de drainage en 2021.

Les Prairies

Dans l’ensemble, le niveau de risque était plus faible dans les Prairies que dans les autres régions du Canada. En effet, des précipitations plus faibles se traduisent par de moins grands volumes de drainage et de moins grandes pertes d’azote dans les champs. Le risque est resté stable au fil du temps dans le sud de l’Alberta et de la Saskatchewan. Il a toutefois grimpé d’une ou deux classes dans le nord de l’Alberta, le nord de la Saskatchewan et la majeure partie du Manitoba. La proportion des terres agricoles associées à un risque élevé ou très élevé a sensiblement augmenté au Manitoba en 2021 (passant de 0 % à 46 %). L’augmentation du risque est principalement attribuable à l’augmentation des apports d’azote et à un drainage accru en 2021.

Ontario

Contrairement à ce qui s’est produit dans la plupart des autres régions du Canada, le risque a diminué en Ontario avec le temps. Entre 1981 et 2021, la proportion de terres agricoles associées aux classes de risque très faible et faible a augmenté, passant de 8 % à 26 %. Simultanément, la proportion de terres agricoles associées aux classes de risque élevé et très élevé a diminué, passant de 84 % à 64 %.

Comme beaucoup d’autres régions du Canada, l’Ontario a connu des tendances différentes dans le nord et dans le sud de la province. Le risque a augmenté dans le nord de l’Ontario parce que les apports d’azote ont augmenté à un rythme plus rapide que leur perte par les récoltes. Alors que dans le sud de l’Ontario, le niveau de risque était généralement plus faible en 2021 qu’en 1981 en raison d’une absorption accrue d’azote par des cultures à rendement plus élevé grâce à des conditions météorologiques favorables.

Québec

Au Québec, la proportion de terres agricoles associées à la catégorie de risque très élevé a considérablement augmenté, passant de 5 % en 1981 à 69 % en 2021. Ces augmentations étaient principalement attribuables à l’augmentation des apports d’azote.

Provinces de l’Atlantique

En général, les provinces de l’Atlantique présentaient un risque plus élevé que la plupart des autres régions du Canada. Des apports d’azote plus importants et des précipitations plus élevées s’y traduisent par un drainage plus important et des pertes d’azote issu des champs.

En 2021, aucune des terres agricoles dans ces provinces n’était associée à un risque très faible. Entre 1981 et 2021, la proportion des terres agricoles associée à un risque élevé à très élevé a considérablement augmenté au Nouveau-Brunswick, où elle est passée de 10 % à 88 % de l’ensemble des terres, en Nouvelle-Écosse (35 % à 83 %) et à l’Île-du-Prince-Édouard (0 % à 100 %); elle a diminué à Terre-Neuve-et-Labrador (59 % à 48 %).

Comment réduire la contamination de l’eau par les nitrates

De nombreuses régions du Canada présentent un risque très élevé de contamination de l’eau par l’azote. Les résultats obtenus en Ontario semblent toutefois indiquer qu’il est possible de réduire le risque. Au nombre des stratégies de réduction du risque, mentionnons la réduction des concentrations d’azote résiduel dans le sol grâce à l’adoption de pratiques de gestion durable des nutriments.

Réduction des concentrations d’azote résiduel dans le sol :

• Mettre en œuvre une approche de gestion des nutriments « 4B » pour assurer une utilisation efficace des engrais azotés : bonne source, bonne dose, bon moment et bon endroit.
• Utiliser l’analyse des sols ou des capteurs de cultures en cours de saison pour ajuster les taux d’engrais. Cela peut aider à tenir compte de l’azote apporté antérieurement par les cultures de légumineuses et les fumiers épandus.
• Ajuster la quantité d’azote appliquée aux cultures à l’aide de techniques telles que la fertilisation azotée fractionnée, l’intégration d’azote dans le sol et l’utilisation d’engrais à efficacité accrue contenant à la fois de l’uréase et des inhibiteurs de nitrification.

Réduction des pertes d’azote dans le sol :

• Incorporer le fumier et les amendements organiques pour réduire au minimum les pertes d’azote par ruissellement, érosion et libération d’ammoniac.
• Semer des cultures de couverture après la récolte pour absorber l’azote résiduel du sol à la fin de la saison de croissance. Cela peut prévenir les pertes d’azote durant l’hiver et au début du printemps.
• Adopter de meilleures rotations des cultures et utiliser des pratiques de conservation du sol (comme le travail du sol par zone) pour augmenter la teneur en carbone organique du sol et réduire le ruissellement des nutriments. Cela améliorera la structure et la capacité de rétention d’eau du sol.
• Gérer les eaux de drainage. Pour ce faire, il est possible d’utiliser des systèmes d’irrigation ou des systèmes de drainage contrôlé sur les terres drainées par canalisations.
• Utiliser des solutions naturelles, comme la conservation ou la construction de terres humides et l’aménagement de bandes de végétation filtrante pour capter les pertes d’azote en bordure des champs.

Les indicateurs agroenvironnementaux (IAE) d’Agriculture et Agroalimentaire Canada sont assimilables à un instantané fondé sur la science de l’état actuel des performances agroenvironnementales du Canada et de leurs tendances en ce qui concerne la qualité du sol (matières organiques, érosion et salinisation du sol), la qualité de l’eau (azote, pesticides, phosphore, coliformes), la qualité de l’air (particules, ammoniac, émissions de gaz à effet de serre) et la gestion des terres agricoles (utilisation des terres agricoles, couverture du sol, habitat faunique). Même si les résultats des indicateurs sont présentés séparément, les agroécosystèmes sont complexes, et de nombreux indicateurs sont donc interreliés. Cela signifie que les changements notés concernant un indicateur peuvent être associés à des changements touchant également d’autres indicateurs.

Pour en savoir plus

Rapport technique sur la contamination de l’eau par l’azote

Indicateurs connexes

• L’indicateur de l’azote résiduel dans le sol permet une estimation de la quantité d’azote restant dans le sol à la fin de chaque saison de croissance.
• L’indicateur de phosphore évalue le risque de contamination de l’eau par le phosphore.
• L’indicateur de coliformes évalue le risque de contamination de l’eau par les coliformes du milieu agricole.
• L’indicateur de pesticides examine le risque de contamination de l’eau par des pesticides.
• L’indicateur de la matière organique du sol permet de suivre la santé des sols agricoles canadiens en ce qui concerne leur teneur en carbone et les échanges de carbone qui s’y produisent.

Autres sources et téléchargements

Visualiser et télécharger des données géospatiales liées à ces indicateurs et à d’autres indicateurs.