L'indicateur de l'azote (nom officiel : Indicateur du risque de contamination de l'eau par l'azote) permet d'évaluer le risque de contamination de l'eau par l'azote dans les régions agricoles du Canada. Cet indicateur utilise l'indicateur de l'azote résiduel dans le sol, qui calcule la quantité d'azote restant dans le sol après la récolte, ainsi que les facteurs climatiques subséquents pour déterminer le risque que l'azote atteigne les eaux de surface et les eaux souterraines. Il est important de noter que l'indicateur examine le risque du lessivage des nitrates — c'est à-dire l'azote soluble qui a passé à travers le profil pédologique et dans l'eau souterraine ou dans l'eau de drainage par canalisations — plutôt que les pertes d'azote dans l'eau de ruissellement, qu'on considère comme étant faibles. L'indicateur a permis de suivre le risque attribuable à l'azote provenant des activités agricoles canadiennes de 1981 à 2016.
État et tendance d'ensemble
En 1981, 80 % des terres agricoles au Canada se retrouvaient dans la catégorie de risque « très faible » pour le risque de contamination de l’eau par l’azote. Cependant, en 2016, seulement 49 % des terres agricoles se retrouvaient dans la catégorie de risque « très faible », alors que 25 % dans la catégorie « faible », 10 % dans la catégorie « moyen » et 16 % dans les catégories « élevé » et « très élevé ». Depuis les 36 dernières années, le risque de pertes d'azote annuelles par lessivage (percolation dans le sol) a augmenté de 51 % (de 4.3 kg N ha-1 to 6.5 kg N ha-1) et la concentration d'azote dans l'eau de lessivage a augmenté de trois fois, de 3.2 to 9.7 mg N L-1.
Indicateur de l'azote résiduel dans le sol
L'indicateur de l'azote résiduel dans le sol estime l'efficacité de l'utilisation de l'azote dans le sol. L'azote résiduel représente la différence entre les apports totaux d'azote aux sols agricoles (engrais et fumier, fixation de l'azote par les plantes légumineuses, dépôts atmosphériques humides et secs) et les pertes totales d'azote, qui sont composées des produits récoltés et des pertes gazeuses, sous forme d'ammoniac et d'oxyde nitreux. Le surplus d'azote, qui se présente surtout sous forme de nitrates hydrosolubles, peut demeurer dans le sol pendant l'hiver et être utilisé par la prochaine culture. Il peut aussi être perdu dans l'environnement par lessivage – un processus selon lequel l'eau passe à travers le sol (processus de percolation), transportant les nitrates dans l'eau souterraine ou dans l'eau de drainage des champs par canalisations. Ces pertes d'azote par lessivage ne sont pas prises en compte dans l'indicateur de l'azote résiduel dans le sol, puisque la majorité de ces pertes surviennent entre les saisons de croissance. C'est pourquoi l'indicateur du risque de contamination de l'eau par l'azote a été mis au point pour estimer les pertes de nitrates par lessivage des sols agricoles.
État actuel de l'indicateur de l'azote résiduel dans le sol
Les concentrations d'azote résiduel dans les terres agricoles au Canada se situaient dans la catégorie de risque « souhaitable » en 1981, mais a baissé à la catégorie « bon » en 2016 (voir l'indice de performance ci-dessous), dû à l'augmentation des apports d'azote, par exemple les engrais, particulièrement depuis le milieu des années 1990. Cependant, les sorties d’azote n’ont pas augmenté autant que les intrants.
Description - Figure 1
| Année | Valeur de l'indice |
|---|---|
| 1981 | 81 |
| 1986 | 79 |
| 1991 | 79 |
| 1996 | 68 |
| 2001 | 46 |
| 2006 | 67 |
| 2011 | 57 |
| 2016 | 60 |
L'indice de performance groupe et généralise les tendances, et il doit donc être considéré comme un outil stratégique donnant une vue d'ensemble de l'état et de la tendance au fil du temps.
À propos des indices de performance
D'autres résultats et des renseignements supplémentaires sur l'indicateur d'azote résiduel dans le sol figurent dans la publication intitulée L'agriculture écologiquement durable au Canada : Série sur les indicateurs agroenvironnementaux – Rapport no 4 .
La carte interactive qui suit permet d’agrandir et d’explorer différentes régions. En 1981, 80% des terres agricoles au Canada se retrouvaient dans la catégorie de risque « très faible », cependant, seulement 49% des terres se retrouvent dans cette même catégorie en 2016 (tableau 4). Il faut cependant noter qu’il y a encore 55% et 66% des terres agricoles en Saskatchewan et en Alberta, respectivement, qui se retrouvent dans la catégorie « très faible » en 2016. La faible quantité de précipitations dans ces provinces se traduit par un risque plus faible de drainage des sols agricoles. On observe des risques plus élevés au centre du Canada et dans les provinces de l’Atlantique, où les précipitations sont plus abondantes. Le risque est également étroitement lié à l’ajout d’azote et les niveaux d’azote résiduel dans le sol qui ont augmenté de façon stable pendant les 35 dernières années.
De 1981 à 2016, il y a eu une augmentation constante du risque dans plusieurs régions du Canada, particulièrement dans les Maritimes et dans certaines parties du Québec, du Manitoba, de l’Alberta, le centre de la Colombie-Britannique et le nord de la Saskatchewan.
| Très faible | Faible | Moyen | Élevé | Très élevé |
Vous pouvez également explorer l'évolution du risque de contamination de l’eau par l'azote dans la carte interactive de la figure 3. Cette carte utilise des couleurs pour illustrer les changements négatifs (en brun) et les changements positifs (en vert) entre 1981 et 2016. Il est clair que le risque augmente partout au Canada, notamment dans certaines régions du Manitoba et des Maritimes.
| Diminution du risque de deux catégories ou plus | Diminution du risque d'une catégorie | Aucun changement | Augmentation du risque d'une catégorie | Augmentation du risque de deux catégories ou plus |
Indice de performance de l'azote
L'état et la tendance de l'indicateur d'azote peuvent également s'observer dans l'indice de performance ci-dessous.
Description - Figure 4
| Année | Valeur de l'indice |
|---|---|
| 1981 | 88 |
| 1986 | 85 |
| 1991 | 87 |
| 1996 | 79 |
| 2001 | 64 |
| 2006 | 81 |
| 2011 | 69 |
| 2016 | 74 |
Comme l’illustre l’indice de performance ci-dessus, en 2001, 2011 et 2016, le risque de la contamination de l’eau par l’azote provenant des terres agricoles était plus élevé que la période de 1981 à 1996, et est passé du statut « souhaitable » au statut « bon » avec des valeurs de 64 à 74. L’indice montre une tendance assez stable, légèrement à la baisse, puisqu’il est passé de 88 en 1981 à 64 en 2001, avec une augmentation légère à 74 en 2016. Bien que l’indicateur soit demeuré dans la catégorie « bon » en 2016, de plus en plus de terres agricoles sont passées de catégories de risque plus faible à des catégories de risque plus élevé, et certaines zones se trouvent maintenant dans les catégories de risque élevé ou très élevé.
L’indice groupe et généralise les tendances, et il doit donc doit être considéré comme un outil stratégique donnant une vue d’ensemble de l’état et de la tendance au fil du temps.
Tendances particulières
L'accumulation d'azote dans les sols canadiens augmente le risque de contamination de l'eau souterraine.
Généralement, l'azote est appliqué aux cultures pendant l'ensemencement ou un peu après, mais c'est au cours des derniers stades de croissance que les besoins en azote des cultures sont les plus élevés – souvent des semaines après l'application. Une fois la saison de croissance terminée, l'azote inutilisé reste dans le sol en tant qu'azote résiduel dans le sol jusqu'à ce qu'il soit soustrait du sol par les eaux de drainage après des précipitations, libéré par dénitrification ou soit utilisé par les cultures de l’année suivante.
La figure 5 (ci-dessous) montre les apports et les pertes d’azote, ainsi que les concentrations d’azote résiduel du sol de 1981 à 2016 À l’échelle nationale, les apports moyens d’azote ont presque doublé pendant les 36 dernières années (passant de 55,3 kilogrammes par hectare en 1981 à 103,2 kilogrammes par hectare en 2016), alors que les pertes moyennes d’azote ont augmenté de 72 % (passant de 47,9 kilogrammes par hectare en 1981 à 82,3 kilogrammes par hectare en 2016) pendant la même période. L’augmentation plus importante des apports d’azote par rapport aux pertes au fil du temps a donné lieu à une augmentation de plus de trois fois de la concentration d’azote résiduel dans le sol (laquelle est passée de 7,4 kilogrammes par hectare en 1981 à 21 kilogrammes par hectare en 2016). La valeur de 32,7 kilogrammes par hectare calculée pour 2001 était surtout due au faible niveau de pertes d’azote cette année-là en raison de la baisse des rendements et d’une absorption moindre d’azote par les cultures à cause de la sécheresse dans de nombreuses régions du Canada. Comme l’absorption et la soustraction d’azote par les cultures représentent 95 % des pertes d’azote au Canada pendant la période de croissance, toute variation dans le rendement des cultures aura un effet considérable sur la quantité d’azote qui reste dans le sol. Les concentrations élevées d’azote résiduel dans les terres agricoles augmentent la probabilité que la concentration de nitrates soit plus élevée dans les eaux de drainage, d’où l’augmentation du risque de contamination de l’eau.
Description - Figure 5
| Année | Apport d'azote | Perte d'azote | l'azote résiduel dans les sols |
|---|---|---|---|
| 1981 | 55,3 | 47,9 | 7,37 |
| 1982 | 55,5 | 48,5 | 6,99 |
| 1983 | 55,5 | 44,1 | 11,4 |
| 1984 | 59,1 | 43,9 | 15,2 |
| 1985 | 60,0 | 46,0 | 14,0 |
| 1986 | 58,4 | 50,1 | 8,28 |
| 1987 | 57,3 | 52,0 | 5,32 |
| 1988 | 60,0 | 43,0 | 17,0 |
| 1989 | 59,3 | 45,2 | 14,2 |
| 1990 | 60,0 | 53,6 | 6,37 |
| 1991 | 59,7 | 52,9 | 6,90 |
| 1992 | 62,4 | 50,2 | 12,1 |
| 1993 | 64,6 | 54,5 | 10,1 |
| 1994 | 68,2 | 53,5 | 14,7 |
| 1995 | 70,6 | 51,8 | 18,8 |
| 1996 | 73,8 | 57,2 | 16,5 |
| 1997 | 76,4 | 54,2 | 22,3 |
| 1998 | 77,9 | 54,6 | 23,4 |
| 1999 | 78,6 | 61,7 | 16,9 |
| 2000 | 81,2 | 57,6 | 23,6 |
| 2001 | 81,3 | 48,6 | 32,7 |
| 2002 | 83,2 | 50,0 | 33,2 |
| 2003 | 83,5 | 57,8 | 25,8 |
| 2004 | 87,2 | 58,5 | 28,7 |
| 2005 | 85,0 | 65,9 | 19,1 |
| 2006 | 85,7 | 67,4 | 18,3 |
| 2007 | 88,7 | 58,8 | 29,9 |
| 2008 | 91,8 | 67,8 | 24,0 |
| 2009 | 90,0 | 63,7 | 26,4 |
| 2010 | 91,1 | 65,9 | 25,2 |
| 2011 | 92,5 | 69,4 | 23,0 |
| 2012 | 98,3 | 71,0 | 27,3 |
| 2013 | 102 | 78,2 | 24,0 |
| 2014 | 102 | 76,1 | 25,4 |
| 2015 | 104 | 78,8 | 24,9 |
| 2016 | 103 | 82,3 | 21,0 |
Pourquoi cet indicateur est important
L'azote est un élément nutritif essentiel aux plantes et aux animaux. Il est appliqué aux sols sous forme d'engrais et de fumier afin de maintenir le rendement des cultures, ou est disponible sous forme fixée dans les nodules de plantes légumineuses. L'absorption incomplète de l'azote par les cultures résulte inévitablement en un reste d'azote inorganique dans le sol à la fin de la saison de croissance (voir l'encadré sur l'azote résiduel dans le sol). Le risque environnemental est plus important lorsque les surplus d'azote dans le sol sont substantiels dans les régions qui reçoivent beaucoup de précipitations. La majorité de l'azote inorganique résiduel, qui est sous forme de nitrates, est hydrosoluble et peut facilement être lessivé jusqu'aux eaux souterraines ou être transporté par les canalisations de drainage jusqu'aux fossés, aux cours d'eau et aux lacs. Une concentration élevée de nitrates dans les eaux de surface contribue à la prolifération des algues et à l'eutrophisation, et une concentration élevée (≥10 mg N L-1) dans l’eau potable (puits ou aquifères) peuvent avoir des incidences sur la santé humaine.
Les producteurs agricoles peuvent atténuer les risques liés à l'azote en mettant en œuvre des pratiques de gestion bénéfiques (PGB) qui améliorent l’absorption de l’azote par les plantes ou prévient la perte d’azote du sol, empêchant ainsi l'azote d'atteindre les plans d'eau.
Pratiques de gestion bénéfiques
Les stratégies de réduction des risques de contamination de l’eau par l’azote comprennent la gestion des apports d’azote (par exemple l’utilisation d’engrais à meilleur rendement), l’ajustement des taux d’application d’azote (tests de nitrates dans le sol et/ou suivi des applications précédentes), améliorer les méthodes d’application de l’azote et le moment de l’application pour prévenir les pertes d’azote du sol.
L’application fractionnée de l’azote — où les producteurs font deux ou plusieurs épandages d’engrais pendant la saison de croissance plutôt que d’appliquer tout l’azote requis par les cultures en un seul traitement avant l’ensemencement, ou pendant celui-ci — est une méthode qui peut être utilisée pour réduire la perte d’azote du sol par lessivage ou dénitrification pendant la saison de croissance. La fertilisation en bandes latérales est une pratique utilisée par de nombreux producteurs lorsque les plantes sont déjà émergées du sol (par exemple au stade 5-6 feuilles pour le maïs) pour assurer une disponibilité de l’azote lorsque les cultures en ont besoin. L’application d’engrais le plus près possible de la période d’absorption rapide par les cultures permet de réduire au minimum les pertes d’azote du terrain et d’assurer la disponibilité de suffisamment d’azote pour les cultures pendant les périodes critiques de croissance. L’analyse de l’état azoté des plantes peut également aider les producteurs à choisir des doses d’épandage économiques. L’utilisation d’uréase pour ralentir l’hydrolyse de l’urée (un inhibiteur d’uréase) et d’un inhibiteur de nitrification pour ralentir la conversion de l’ammonium en nitrate est une option qui peut réduire la volatilisation de l’ammoniac et les pertes d’oxyde nitreux tout en améliorant l’absorption de l’azote par les cultures. L’emploi de non-légumineuses comme cultures couvre-sol à l’automne et au début du printemps peut aussi être une solution, car ces plantes peuvent capter l’azote résiduel du sol, le convertir en azote organique dans leurs tissus, lesquels se décomposeront au printemps et à l’été rendant cet azote disponible pour la prochaine culture.
Les pratiques de gestion qui améliorent la qualité du sol (par exemple, les pratiques qui augmentent la quantité de matière organique du sol et qui améliorent la structure sol) peuvent être mises en œuvre pour accroître la capacité la rétention de l'eau du sol et permettre aux champs de se drainer pendant les fortes pluies.
Finalement, il existe un certain nombre de solutions que les producteurs peuvent mettre en œuvre en fin de processus pour atténuer les effets du lessivage des nitrates dans les canalisations de drainage sur les eaux de surface. Parmi ces solutions, mentionnons les suivantes : la gestion des systèmes de drainage par canalisations pour moduler la nappe phréatique et retenir les nitrates dans les champs, où ils peuvent servir aux cultures en croissance; l'utilisation de milieux humides artificiels ou naturels pour piéger les nitrates; ou l'emploi de biofiltres réactifs pour réduire la quantité de nitrates dans l'eau de drainage avant qu'elle n'atteigne les eaux de surface locales. Certaines de ces méthodes pourraient accroître les pertes dues à la dénitrification dans le sol et résulter en la substitution d'un type de pollution par un autre (émissions d'oxyde nitreux ou pertes de phosphore dans l'eau de ruissellement). De plus, ces méthodes ont tendance à être plus coûteuses sur le plan des installations et du fonctionnement. Il est donc préférable de réduire les apports d'azote par la gestion des éléments nutritifs.
À propos des indices de performance
L’indice de performance agroenvironnementale montre l’état de la performance environnementale et les tendances au fil du temps à partir d’une pondération du pourcentage de terres agricoles dans chaque catégorie d’indicateur, ce qui donne un indice variant de 0 (toutes les terres dans la catégorie la moins souhaitable) à 100 (toutes les terres dans la catégorie la plus souhaitable). Une valeur d’indice en augmentation dans le temps suggère une amélioration de la performance environnementale, tandis qu’une valeur en diminution suggère une détérioration de la performance environnementale.
Indicateurs connexes
- L’indicateur du phosphore permet de suivre le risque de contamination de l’eau par le phosphore.
- L’indicateur des coliformes permet de calculer le risque de contamination de l’eau par des coliformes provenant de l’agriculture.
- L’indicateur des pesticides permet de suivre le risque de contamination de l’eau par les 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 dans le sol.
Autres ressources et documents téléchargeables
- Pour plus de détails sur cet indicateur, nous vous invitons à consulter la publication intitulée L'agriculture écologiquement durable au Canada : Série sur les indicateurs agroenvironnementaux – Rapport no 4.
- Découvrir et télécharger des données géospatiales concernant cet indicateur et d'autres indicateurs.