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L’azote (N) est d’une part un nutriment essentiel pour toutes les formes de vie et l’élément de base des protéines, et d’autre part un polluant ayant de nombreux effets négatifs sur l’environnement et la santé humaine. L’introduction des engrais azotés synthétiques au cours du XXe siècle a révolutionné l’ensemble du système alimentaire.

Les engrais azotés ont eu un effet encore plus fort sur la transformation du système agroalimentaire en modèles linéaires, la simplification, la monoculture, la séparation de la production agricole et animale ainsi que des humains. Mais aussi l’évolution des régimes alimentaires et l’offre excédentaire mondiale de produits agricoles ainsi que l’assaut des petites exploitations. Les impacts se font également sentir dans nos intestins et nos esprits ainsi que dans la vie du sol.

Quelques faits de base sur l’azote

L’azote gazeux (N2 _, c’est-à-dire qu’il existe sous forme de molécule avec deux atomes d’azote étroitement liés) constitue environ 78 % de l’atmosphère. Il est inerte et n’interagit pas avec les organismes vivants, même si certains organismes vivants ont la capacité de transformer l’azote gazeux en azote réactif. Toutes les autres formes d’azote (par exemple le nitrate, l’ammoniac) sont « réactives » et sont utilisées par les plantes comme élément constitutif principal des protéines ou participent à d’autres processus.

Dans l’environnement naturel, N2 est converti en N réactif par fixation biologique de l’azote (par des bactéries en symbiose avec des plantes ou libres) et par la foudre. Notre civilisation industrielle produit volontairement de l’azote réactif sous forme d’engrais synthétiques en utilisant le procédé Haber-Bosch3.  Un procédé chimique développé il y a 100 ans. On peut également fabriquer des engrais synthétiques par d’autres procédés. En plus de cela, une certaine quantité d’azote réactif est ajoutée par le dépôt atmosphérique d’oxydes d’azote (NO et NO ₂ , appelés conjointement NO _× ) qui sont créés à partir de l’azote atmosphérique par combustion, par exemple dans les moteurs diesel et les centrales électriques.

Besoins des plantes

Les plantes ont besoin d’un certain nombre d’éléments pour leur croissance. Elles obtiennent du carbone, de l’oxygène et de l’hydrogène de l’air et de l’eau. Les autres éléments proviennent du sol d’une manière ou d’une autre. Parmi ceux-ci, l’azote (N), le phosphore (P) et le potassium (K) sont les plus importants. Mais au moins 10 autres éléments sont essentiels pour les plantes [1]. L’engrais N est de loin le plus important, mais souvent N, P et K sont utilisés ensemble dans les engrais NPK. Pour les cultures spéciales ou pour les sols ayant certaines propriétés, les agriculteurs peuvent utiliser d’autres formules avec des éléments secondaires et des micronutriments.

Lorsque l’azote réactif est appliqué aux cultures, une petite partie se retrouve dans le produit récolté tandis qu’une grande partie se répand dans l’air ou l’eau de différentes manières. L’azote réactif du système agroalimentaire se présente principalement sous forme d’ammoniac (NH3) et de nitrate (NO3−). Les émissions d’oxyde nitreux (N2O ₎ et d’oxydes d’azote (NO × ) sont quantitativement beaucoup plus faibles, mais elles ont néanmoins d’énormes impacts.

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Les engrais azotés sont responsables d’au moins 5 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre

La synthèse industrielle d’ammonium (NH3) est très énergivore, représentant environ 2 % de la consommation mondiale d’énergie primaire, principalement sous forme de combustibles fossiles (Einarsson 2024). L’oxyde nitreux est émis par la production d’engrais contenant du nitrate, comme le nitrate d’ammonium. Il y a des émissions associées au transport et à l’épandage des engrais sur le terrain, et enfin à l’application sur les sols, ce qui provoque des émissions d’oxyde nitreux.[2]

Les émissions des engrais N se présentent sous la forme de dioxyde de carbone (CO2 ₎ et d’oxyde nitrique (N2O ₎ , également appelé gaz hilarant. L’oxyde nitrique est un gaz à effet de serre à longue durée de vie et, par conséquent, le recalcul de l’effet de réchauffement du N2O _en équivalent CO2 _avec le GWP-100 est assez précis, par rapport au recalcul du méthane où l’expression du méthane selon la même métrique exagère grossièrement l’effet de réchauffement à long terme des émissions de méthane (Rundgren 2024). Ce chiffre de Wang et al (2023) vous donne une idée. Cela signifie que les effets à long terme des engrais N sur le réchauffement climatique constituent sans concurrence la plus grande émission du système alimentaire.

Conclusion

Certains préfèrent exprimer l’impact climatique du système alimentaire distribué sur les produits finis. Mais les engrais azotés sont intégrés dans toutes les catégories de produits car ils sont utilisés sur toutes les cultures, quelle que soit l’utilisation finale.

Du point de vue de la production agricole, il est beaucoup plus pertinent de discuter de l’impact des différents intrants et méthodes utilisés dans l’agriculture plutôt que de répartir l’impact, avec des méthodes douteuses telles que l’analyse du cycle de vie , sur les produits finis, qu’il s’agisse de betteraves ou de bœuf. Les engrais azotés sont même « intégrés » dans le fumier lorsque les cultures nourries avec des engrais artificiels sont données aux animaux, ce qui signifie qu’une part considérable des émissions d’azote provenant du fumier d’élevage provient des engrais azotés.

À suivre…

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Sources:

[1] https://agrilifeextension.tamu.edu/library/gardening/essential-nutrients-for-plants/

[2] Millennium Ecosystem Assessment 2005

Einarsson, R. (2024). Azote dans le système alimentaire. TABLEAU Explicatif. TABLEAU, Université d’Oxford, Université suédoise des sciences agricoles et Université et recherche de Wageningen.

Fondation européenne de la science 2013 « L’azote en Europe, problèmes actuels et solutions futures » dans le cadre de l’évaluation européenne de l’azote www.nine-esf.org .

Tiré du jardin de la terre par Gunnar Rundgren

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