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La problématique de l’azote dans les systèmes d’élevage

La communauté scientifique internationale a mis en garde contre les émissions de gaz à effet de serre (GES) et les graves conséquences d'un changement radical dans le cycle de l'azote depuis 40 ans (FAO, 2006). Les composés azotés sont émis vers l'environnement en quantités toujours croissantes, provoquant de graves impacts sur la biodiversité, le réchauffement climatique, la qualité de l'eau, et la santé humaine.
Dans ce contexte, l’élevage est au cœur des préoccupations en tant que consommateur important d’azote via l’alimentation animale et fournisseur d’azote, à travers les déjections animales. La réduction des émissions azotées et l’amélioration du recyclage de l’azote consommé par les élevages sont considérés comme des enjeux majeurs des évolutions agricoles à venir (FAO, 2006 ; Galloway et al. 2008).

Les déterminants des émissions gazeuses dans les systèmes laitiers

En France, les systèmes d’élevages sont la plus importante source d’ammoniac (NH3, 74%) et la seconde source de protoxyde d’azote (N2O, 8,6% ; CITEPA, 2014). Ces émissions sont dues à la volatilisation de l’azote excrété dans les effluents, dont la quantité dépend à la fois de  la quantité et de la nature de l’azote de la ration, et sont ainsi liées aux postes d’émissions directes des déjections (bâtiment-stockage-épandage-pâturage).

Par ailleurs, en France, les systèmes d’élevage bovins intègrent en majorité une part de paille conduisant à la production de fumier dont les émissions sont encore mal connues, que ce soit au bâtiment ou au stockage. Enfin, les émissions d’ammoniac au pâturage, généralement considérées comme faibles bien que très variables, dépendent de nombreux facteurs difficiles à déterminer (climat, nature du sol, chargement, temps passé à pâturer…).
Ainsi ce projet vise à acquérir de nouvelles connaissances sur les émissions de NH3 et GES sur l’ensemble des postes d’émissions directes des déjections (bâtiment, stockage, pâturage) et à mettre en évidence les potentielles interactions entre les différents postes émetteurs.

Une approche par méta-analyse de la littérature et expérimentations

Le séjour de João Gabriel vient de débuter à l’UMR Pegase (février 2015). Trois expérimentations menées au sein des installations expérimentales en production laitières permettront d’évaluer les conséquences de l’alimentation sur l’utilisation de l’azote par la vache et les émissions gazeuses résultantes (ammoniac et gaz à effet de serre) des différents postes émetteurs. En parallèle, une base de données de la littérature sera constituée afin de mettre en évidence les principaux facteurs de variation des émissions d’ammoniac et de GES en bâtiments bovins laitiers.

La première expérimentation consistera à comparer les performances de vaches laitières et leur efficience d’utilisation de l’azote selon deux stratégies d’alimentation : une à base d’ensilage de maïs et de tourteau de soja, l’autre à base d’herbe fraiche. Les vaches seront conduites sur une litière accumulée de paille durant 4 semaines. Les émissions de gaz (NH3, CO2, CH4, N2O) seront mesurées durant toute la phase d’accumulation du fumier sous les animaux au bâtiment.

En parallèle, une deuxième expérimentation permettra de mesurer les émissions d’ammoniac (NH3) et de protoxyde d’azote (N2O) de vaches laitières conduites au pâturage selon plusieurs méthodes de mesure.

Ensuite, une troisième expérimentation permettra de mesurer les émissions de gaz (NH3, CO2, CH4, N2O) des fumiers produits au bâtiment pendant leur période de stockage (3 mois).

L’ensemble de ses résultats permettra de proposer des stratégies de conduite des vaches laitières à la fois plus efficiente en termes d’utilisation de l’azote et plus respectueuses de l’environnement.

La thèse de João Gabriel Rossini Almeida est une thèse sandwich réalisée partiellement au Brésil (Université d’Etat de Santa Catarina, Lages) avec un séjour de une année dans l’équipe Syslait de l’UMR.

Contact

Nadège Edouard, équipe systèmes laitiers (nadege.edouard[at]rennes.inra.fr)

Références

• CITEPA, 2014. Inventaire des émissions de polluants atmosphériques et de gaz à effet de serre en France – Format SECTEN. 333 p. [lien]
• FAO, 2006. Livestock’s long shadow, environmental issues and options. 7, 416 p. [lien]
• Galloway J.N., A. R. Townsend, J. W. Erisman, M. Bekunda, Z. Cai, J. R. Freney, L. A. Martinelli, S. P. Seitzinger, M. A. Sutton, 2008. Transformation of the Nitrogen Cycle: Recent Trends, Questions, and Potential Solutions, Science 320, 889-892. (DOI)