Indicateur de l'azote

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 2011.

État et tendance d'ensemble

La majorité des terres agricoles au Canada présentaient un très faible risque de contamination de l'eau par l'azote en 2011. Toutefois, depuis les 30 dernières années, le risque de pertes d'azote annuelles par lessivage (percolation dans le sol) a augmenté de 36 % et la concentration d'azote dans l'eau de lessivage a augmenté.

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, d'oxyde nitreux et d'azote gazeux (N₂). 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 « moyen » en 2011 (voir l'indice de performance ci-dessous), mais révélaient une tendance à la hausse avec le temps en raison de l'augmentation des apports d'azote, par exemple les engrais, particulièrement depuis le milieu des années 1990.

Description - Figure 1

Année	Valeur de l'indice
1981	85
1986	85
1991	80
1996	74
2001	56
2006	68
2011	56

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.

Calcul 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 n^o 4 .

La carte interactive qui suit permet d’agrandir et d’explorer différentes régions. Il est à noter qu’on considère que le risque de contamination par l’azote est très faible à l’échelle nationale, en raison de la quantité de terres agricoles dans les Prairies, où il y a moins de précipitations, ce qui 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 la source d’azote; les concentrations d’azote sont de plus en plus élevées dans le sol en raison de l’utilisation d’engrais minéraux.

En plus d’examiner les valeurs de 2011, cliquez sur le bouton de lecture pour voir l’évolution dans le temps. De 1981 à 2011, 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 et de l’ouest de l’Alberta.

Vous pouvez également explorer l'évolution du risque de contamination par l'azote dans la carte interactive de la figure 3. Cette carte utilise des couleurs pour illustrer les changements négatifs (en rouge et en orange) et les changements positifs (en vert) entre 1981 et 2011. Il est clair que le risque augmente partout au Canada, notamment dans certaines régions du Manitoba et des Maritimes.

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	93
1986	92
1991	91
1996	90
2001	89
2006	89
2011	89

Comme l’illustre l’indice de performance ci-dessus, en 2011, le risque de la contamination de l’eau par l’azote provenant des terres agricoles était très faible, ce qui correspond à la catégorie « souhaitable », avec une valeur de 89. L’indice montre une tendance assez stable, légèrement à la baisse, puisqu’il est passé de 93 en 1981 à 89 en 2001; il s’est ensuite stabilisé à 89 jusqu’en 2011. Bien que l’indicateur soit demeuré dans la catégorie « souhaitable », 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.

Calcul des indices de performance

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 utilisé par les cultures de l'année suivante ou qu'il soit soustrait du sol par les eaux de drainage après des précipitations. L'azote résiduel du sol peut s'accumuler au fil du temps, puisqu'on en applique plus que la quantité qui est retirée.

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 2011. À l’échelle nationale, les apports moyens d’azote ont presque doublé pendant les 30 dernières années (passant de 44 kilogrammes par hectare en 1981 à 80,8 kilogrammes par hectare en 2011), alors que les pertes moyennes d’azote ont augmenté de 63 % (passant de 35 kilogrammes par hectare en 1981 à 57,2 kilogrammes par hectare en 2011) 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 150 % de la concentration d’azote résiduel dans le sol (laquelle est passée de 9,4 kilogrammes par hectare en 1981 à 23,6 kilogrammes par hectare en 2011). La valeur de 25,3 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

Estimation des apports et des pertes d'azote ainsi que de la concentration de l'azote résiduel dans les sols canadiens, entre 1981 et 2011, en kilogramme par hectare

Année	Apport d'azote	Perte d'azote	l'azote résiduel dans les sols
1981	44,44	35,02	9,43
1982	44,65	35,26	9,4
1983	44,91	34,5	10,41
1984	48,35	35,2	13,15
1985	49,59	36,17	13,41
1986	48,4	39,07	9,33
1987	47.57	38.26	9.31
1988	50,27	34,78	15,49
1989	49,27	37,06	12,2
1990	49,64	39,71	9,94
1991	49,78	38,17	11,61
1992	51,81	38,86	12,94
1993	53,71	41,57	12,14
1994	56,84	43,03	13,8
1995	58,64	43,59	15,05
1996	61,5	46,23	15,27
1997	63,85	43,95	19,9
1998	64,88	45,93	18,95
1999	65,07	48,58	16,49
2000	67,65	47,54	20,11
2001	67,52	42,24	25,27
2002	69,05	41,63	27,42
2003	68,87	46,37	22,51
2004	70,96	50,9	20,06
2005	68,82	52,18	16,64
2006	69,86	51,43	18,43
2007	74,05	49,82	24,23
2008	77,97	55,58	22,39
2009	77,51	55,3	22,21
2010	78,88	56,63	22,25

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. 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, particulièrement entre les saisons de culture 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 peut 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 réduisent les doses appliquées ou empêchent 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, la prévention de l’accumulation d’azote dans le sol et la réduction des risques de transport.

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 minéralisation dans le sol et les pertes pendant la saison de croissance. La fertilisation en bandes latérales est une pratique utilisée par de nombreux producteurs pour assurer une libération plus lente de l’azote lorsque les cultures en ont besoin. Le moment choisi pour l’épandage de l’engrais et du fumier est également très important. 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 ou d’inhibiteurs de nitrification pour ralentir la conversion de l’engrais en nitrates 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 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 (non encore quantifiée) 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.

Calcul 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). L’équation est simple : (% dans la catégorie « médiocre » multiplié par 0,25) plus (% dans la catégorie « moyen » multiplié par 0,5) plus (% dans la catégorie « bon » multiplié par 0,75) plus (% dans la catégorie « souhaitable »). Comme le pourcentage des terres dans la catégorie « à risque » est multiplié par zéro, il n’est pas inclus dans l’algorithme.

Le tableau ci-dessous montre les catégories de l’indice. L’indice utilise la même palette à cinq couleurs que les cartes d’indicateurs, où le vert foncé représente un état souhaitable ou en santé et le rouge, l’état le moins souhaitable ou le moins en santé.

L'indice groupe et généralise les tendances et, de ce fait, doit être considéré en tant qu'outil stratégique donnant une vue d'ensemble de l'état et de la tendance au fil du temps.

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 n^o 4.
• Découvrir et télécharger des données géospatiales concernant cet indicateur et d'autres indicateurs.