A regional mass balance model based on total ammoniacal nitrogen for estimating ammonia emissions from beef cattle in Alberta Canada.

Chai, L.L., Kröbel, R., Janzen, H.H., Beauchemin, K.A., McGinn, S.M., Bittman, S., Atia, A., Edeogu, I., MacDonald, D., et Dong, R.L. (2014). « A regional mass balance model based on total ammoniacal nitrogen for estimating ammonia emissions from beef cattle in Alberta Canada. », Atmospheric Environment, 92, p. 292-302. doi : 10.1016/j.atmosenv.2014.04.037  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Les activités d’engraissement des animaux sont à l’origine de la plus grande part des émissions anthropiques d’ammoniac (NH3) en Amérique du Nord et en Europe. La modélisation mathématique de la volatilisation du NH3 provenant de chaque étape de la gestion du fumier du bétail permet d’estimer de manière quantitative et détaillée les sources d’émission et les pertes de nutriments. Nous avons mis au point un modèle régional de bilan massique reposant sur la teneur en azote ammoniacal total dans le fumier du bétail pour estimer les émissions de NH3 provenant des exploitations agricoles bovines dans l’Ouest canadien. Nous avons estimé l’excrétion d’azote total dans l’urine et les matières fécales chez des bovins de boucherie de différentes catégories et à différents stades de production d’après la composition de la ration, la consommation de matière sèche et l’utilisation de l’azote. Nous avons intégré au modèle la minéralisation de l’azote organique, l’immobilisation de l’azote ammoniacal total, ainsi que la nitrification et la dénitrification des composés azotés dans le fumier pour tenir compte des quantités d’azote ammoniacal total à chaque étape de la manipulation du fumier. Nous avons défini des facteurs d’émission de l’ammoniac pour différents types de logement (parcs d’engraissements, étables), pour le pâturage, le stockage du fumier (y compris le compostage et la mise en amas) et l’épandage sur les terres (cultivées et non cultivées), puis nous avons modifié ces facteurs selon la température. Le modèle a calculé les émissions de NH3 provenant de toutes les sous-classes de bovins de boucherie, dont les vaches, les veaux, les taureaux reproducteurs, les bouvillons d’abattage ainsi que les génisses d’abattage et de remplacement. Les émissions de NH3 ont été estimées à environ 1,11 × 105 Mg de NH3 en Alberta en 2006, avec une moyenne de 18,5 kg animal-1 année-1 (15,2 kg de NH3‑N animal-1 année-1), ce qui correspond à 23,5 % de l’absorption annuelle d’azote des bovins de boucherie (64,7 kg animal-1 année-1). Le pourcentage d’azote absorbé volatilisé sous forme de NH3‑N était de 50 % pour les bouvillons et les génisses d’abattage, et il se situait entre 11 et 14 % pour les animaux de toutes les autres catégories. Les bouvillons et les génisses d’abattage sont les animaux qui ont le plus largement contribué aux émissions (3,5 × 104 et 3,9 × 104 Mg, respectivement) avec 31,5 et 32,7 % des émissions totales de NH3, parce que la finition de la plupart des animaux en croissance s’est faite dans des parcs d’engraissement. La contribution des animaux dans les bâtiments et au pâturage a été d’à peu près 63 % des émissions totales de NH3 (contribution des parcs d’engraissement, des étables et des pâturages de 54,4, de 0,2 et de 8,1 % des émissions totales, respectivement). Le stockage du fumier (compostage et mise en amas) et l’épandage sur les terres représentaient 23 et 14 % des émissions totales, respectivement. Les paramètres du modèle de bilan massique fondé sur l’azote ammoniacal total seront intégrés au modèle HOLOS, un calculateur des émissions de gaz à effet à l’échelle des exploitations.

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