Stockage des fumiers au champ. Evaluation du reliquat azoté sous les tas et impact sur la qualité de l eau.

Transcription

1 Unité de Science du Sol GRENeRA Stockage des fumiers au champ. Evaluation du reliquat azoté sous les tas et impact sur la qualité de l eau. Dossier GRENeRA /11

2 Ce document doit être cité de la manière suivante : Vandenberghe C., Marcoen J.M., Stockage des fumiers au champ. Evaluation du reliquat sous les tas et impact sur la qualité de l eau. Etablissement des APL de référence Dossier GRENeRA p. In Vandenberghe C., De Toffoli M., Deneufbourg M., Imbrecht O., Lambert R., Marcoen J.M., Programme de gestion durable de l azote en agriculture wallonne Rapport d activités annuel intermédiaire 2011 des membres scientifiques de la Structure d encadrement Nitrawal. Université de Liège Gembloux Agro-Bio Tech et Université catholique de Louvain, 40p. + annexes. Table des matières 1. INTRODUCTION RELIQUAT AZOTE SOUS LES TAS DE FUMIER MÉTHODOLOGIE RÉSULTATS DISCUSSION IMPACT SUR LA QUALITÉ DE L EAU APPROCHE PONCTUELLE EXTRAPOLATION À L ÉCHELLE DE LA RÉGION WALLONNE CONCLUSION /11 Dossier GRENeRA 11-08

3 1. Introduction Dans le cadre de la mise en œuvre du programme de Gestion Durable de l Azote en agriculture (PGDA), GxABT 1 (GRENeRA) et l UCL 1 ont en charge l évaluation de ce PGDA et, le cas échéant, la proposition d adaptations. En 2008, l une des actions menées a eu comme thème la problématique des fumiers stockés au champ. La réglementation en vigueur stipule que tous les fumiers ne peuvent être stockés au champ. Ceux qui le peuvent 2 ont des durées de stockage maximales de 8 mois. Les fumier de volailles dont la teneur en matière sèche est supérieure à 55% peuvent également être stockés au champ pendant une durée n excédant pas 8 mois. Les fientes de volailles ne peuvent être stockées au champ que pendant un mois maximum 3. Le stockage en tas est également soumis à plusieurs conditions dont : - être à 20 m de tout point d eau 4 ; - ne pas être dans les creux topographiques ; - changer l emplacement chaque année (minimum 10 m par rapport aux limites du tas de l année précédente). L objectif de l action menée en 2008 était d évaluer la quantité d azote nitrique présente en septembre sous l emplacement du tas. A la demande (2011) du SPW, une réflexion a été menée quant à l impact environnemental (eau souterraine) du stockage du fumier au champ. Cet impact sur la qualité de l eau sera estimé : - ponctuellement grâce à des lysimètres et - à l échelle de la région wallonne par statistiques agricoles et hypothèses. 1 Membre de la structure d encadrement mise en place par le Gouvernement wallon. Article R.229 de l arrêté du Gouvernement wallon modifiant le Livre II du Code de l Environnement en ce qui concerne la gestion durable de l azote en agriculture (MB ). 2 Fumier issu de stabulation paillée ou stabulation paillée raclée avec intervalle entre raclages supérieur à 5 jours ou aire de couchage non raclée de stabulation paillée raclée avec intervalle entre raclages inférieur à 5 jours 3 Arrêté du Gouvernement wallon modifiant le Livre II du Code de l Environnement contenant le Code de l Eau en ce qui concerne la gestion durable de l azote en agriculture (MB : ) 4 point d eau : une eau de surface, un ouvrage de prise d eau, un piézomètre ou un point d entrée d un égout public. Dossier GRENeRA /11

4 2. Reliquat azoté sous les tas de fumier 2.1. Méthodologie Annuellement, des analyses d engrais de ferme sont effectuées dans les exploitations agricoles du SSA 1 pendant les mois de juillet et août. Ces fermes produisent elles-mêmes leurs effluents ou en importent d autres exploitations situées en région wallonne. En 2008, après l épandage des fumiers stockés au champ, des échantillons de sol ont été prélevés à l emplacement de sept tas de fumier au champ dans cinq exploitations agricoles ; le but de cette démarche étant d évaluer la quantité d azote présente dans le sol Résultats Agriculteur «19» Tableau 1. Informations relatives à la parcelle «2» Type de sol Maïs Fumier bovin Limono-caillouteux Date de constitution du tas Décembre 2007 Photo 1. Tas de fumier sur la parcelle «2» Tableau 2. Analyse du fumier et répartition de l azote au droit du tas de fumier Description Matière sèche (%) Teneur (kg N/t) Répartition de l'azote dans le sol (kg N-NO 3 /ha) 8/09/ cm cm cm Total Fumier bovin 17 6, La très forte charge caillouteuse du sol (15-50%) n a pas pu permettre un échantillonnage dans la couche cm. 1 Survey Surfaces Agricoles (réseau de fermes de référence) 4/11 Dossier GRENeRA 11-08

5 Agriculteur «18» Deux tas de fumier se situant sur la même parcelle ont été échantillonnés. Tableau 3. Informations relatives à la parcelle «Fagne Est» Type de sol Date de création des tas Escourgeon Fumier bovin Limoneux Tas n 1 le long du chemin : Janvier mars 2008 Tas n 2 le long de la grand route : novembre-décembre Photo 2. Premier tas dans la parcelle «Fagne Est» Photo 3. Second tas dans la parcelle «Fagne Est» Tableau 4. Analyse du fumier et répartition de l azote au droit du tas Description Matière sèche (%) Teneur (kg N/t) Répartition de l'azote dans le profil (kg N-NO 3 /ha) 2/09/ cm cm cm Total Fumier bovin (tas n 1) 18 13, Fumier bovin (tas n 2) 21 4, Dossier GRENeRA /11

6 Agriculteur «21» Tableau 5. Informations relatives à la parcelle «49» Type de sol Froment Fumier bovin Limono-caillouteux Date de création du tas Avril 2008 Photo 4. Tas sur la parcelle «49» Tableau 6. Analyse du fumier et répartition de l azote au droit du tas Description Matière sèche (%) Teneur (kg N/t) Répartition de l'azote dans le profil (kg N-NO 3 /ha) 8/09/ cm cm cm Total Fumier bovin 29 8, Agriculteur «3» Deux tas dans deux parcelles distinctes ont été échantillonnés. Premier tas Tableau 7. Informations relatives à la parcelle «47» Types de sol Escourgeon Fumier bovin Limoneux Date de création du tas Printemps 2007 Photo 5. Tas sur la parcelle «47» Deuxième tas Tableau 8. Informations relatives à la parcelle «43» Type de sol Escourgeon Fientes Limoneux Date de création du tas Décembre /11 Dossier GRENeRA 11-08

7 Photo 6. Tas sur la parcelle «43» Tableau 9. Analyse des engrais de ferme et répartition de l azote au droit des tas Description Matière sèche (%) Teneur (kg N/t) ,1 7,4 Fientes Fumier bovin Répartition de l'azote dans le profil (kg N-NO3/ha) 23/09/ cm cm cm Total Tableau 10. Mesure de reliquat azoté dans la parcelle en dehors de l emplacement du tas Nom de la Date parcelle d'échantillonnage Chez Jos Mesure de l'azote potentiellement lessivable (kg N-NO3/ha) 0-30 cm cm cm Total /10/2008 La parcelle «47/Au fossé» n a pas été échantillonnée en Agriculteur «13» Tableau 11. Informations relatives à la parcelle «10» Maïs Fumier de bovin Type de sol Limoneux Date de création du tas Février 2008 Photo 7. Tas sur la parcelle «10» Dossier GRENeRA /11

8 Tableau 12. Analyse du fumier et répartition de l azote au droit du tas Description Matière sèche (%) Teneur (kg N/t) Répartition de l'azote dans le profil (kg N-NO 3 /ha) 6/10/ cm cm cm Total Fumier bovin 28 8, Discussion Au cours de cette étude, le reliquat azoté a été mesuré dans le sol, sous l emplacement de sept tas de fumier ou fientes. Les résultats des analyses réalisées indiquent des teneurs dans le sol variant de 8 à 873 kg N-NO 3 /ha. La variabilité de ces résultats n est pas expliquée et n est pas corrélée à l âge des tas (en moyenne, 7 mois). Dans 5 cas sur 7, le reliquat azoté dans le sol, à l emplacement du tas, est deux à dix fois supérieur à celui mesuré ou estimé ailleurs dans la parcelle. Le stockage de fumier au champ a donc localement (à l emplacement du tas) un impact négatif (augmentation de la teneur) sur le reliquat azoté dans le sol. 8/11 Dossier GRENeRA 11-08

9 3. Impact sur la qualité de l eau 3.1. Approche ponctuelle cote 0 cm cote -50 cm cote -200 cm Surface du sol Emplacement de la chambre de visite pour collecte des échantillons d eau Tuyau pour récolte de l eau de percolation En 2003, afin d évaluer l impact des pratiques agricoles sur la lixiviation du nitrate, six lysimètres ont été installés en plein champ, dans des sols limoneux profonds. Ils permettent la récolte de l eau de percolation à 2 mètres de profondeur sans entraver les pratiques agricoles. En août 2006, dans le cadre d une expérimentation, un apport de compost équivalent à 640 kg Norg/ha a été réalisé audessus d un de ces lysimètres. Les analyses de sol réalisées en octobre et décembre 2006 à proximité du lysimètre ont renseigné des reliquats azotés de l ordre de 250 kg N- NO 3 /ha. Photo 8. Vue du système lysimétrique en sol remanié avant replacement de la terre Au cours de l hiver , l impact de cet apport n a pas été observé sur la qualité de l eau récoltée à la base du lysimètre. De l automne 2007 au printemps 2009, la concentration moyenne en nitrate de l eau de percolation récoltée à la base de ce lysimètre a varié de 250 à 350 mg/l. Au cours de ces deux périodes de lixiviation (hivers et ), compte tenu du volume d eau récolté, de l ordre de 250 kg N/ha ont été entraînés par l eau de percolation. Avec les réserves liées à l unicité de cette expérimentation et en extrapolant les enseignements de celleci aux observations réalisées sous les tas de fumier (cf. 2. reliquat azoté médian sous les tas de fumier de l ordre de 250 kg N- NO 3 /ha), on peut estimer que la concentration en nitrate de l eau de percolation sous ceux-ci pourrait être en moyenne de l ordre de 300 mg/l et que, en 2008, les pertes seraient en moyenne de l ordre de 250 kg N/ha (de tas) avec ponctuellement des valeurs trois fois plus élevées. Dossier GRENeRA /11

10 3.2. Extrapolation à l échelle de la région wallonne Il convient de replacer ces pollutions ponctuelles sous tas de fumier au champ dans un cadre plus global pour pouvoir mieux évaluer l impact réel de celles-ci sur la qualité de l eau. Ainsi, nous allons estimer la surface couverte annuellement par des tas de fumier en région wallonne. Le raisonnement est le suivant. En prenant pour hypothèse qu une tonne de fumier occupe un peu plus d 1 m², un apport de 35t /ha correspond à une aire de stockage de 50 m²/ha. Un tas de fumier occupe donc environ 0,5% de la surface qu il est supposé recouvrir après son épandage. Selon les données du SPW, les céréales occupent ha de la SAU totale (chiffres de 2009). On considère qu un tiers de cette surface (soit ha) est fertilisée avec du fumier. On considère que pour 2/3 de cette surface (soit ha) le fumier est préalablement stocké au champ. Dès lors, la superficie couverte en région wallonne par des tas de fumier au champ peut être estimée à ( ha * 0,5%) 200 ha. Si l on compare cette superficie avec la superficie agricole utile ( ha), nous observons que les tas de fumier recouvre de l ordre de 0,02% de celle-ci. La perte annuelle d azote sous les tas de fumier en région wallonne peut être estimée à (250 kg N/ha x 200 ha) 50 tonnes d azote. Cette perte est à comparer aux tonnes d azote annuellement utilisées par les agriculteurs de la région wallonne 1 et correspond donc à environ 0.03% de l azote utilisé. Par ailleurs, en considérant une perte moyenne annuelle de 20 kg N/ha via percolation ou ruissellement (de surface et hypodermique) 2 à l échelle de la zone vulnérable ( ha), on peut estimer que (20 x ) tonnes d azote sont entraînées chaque année vers les eaux, toutes occupations de sol confondues. Sous cet angle, les pertes d azote sous les tas de fumier en région wallonne ne représentent que 0.4% des flux d azote vers les eaux souterraines ou de surface. 1 Source : Rapport analytique sur l Etat de l Environnement wallon , page Source : Rapport analytique sur l Etat de l Environnement wallon , page 490. Extrapolation à partir de simulations réalisées sur les bassins de la Berwinne, Mehaigne, Gette, Geer, Dyle, Sambre, Bocq 10/11 Dossier GRENeRA 11-08

11 4. Conclusion Dans le cadre de sa mission d évaluation du Programme Gestion Durable de l Azote en agriculture (PGDA) et à la demande du SPW, le Groupe de Recherche Environnement et Ressources Azotées (GRENeRA) de Gembloux Agro-Bio Tech (ULg) a étudié l impact du stockage de fumier au champ sur la qualité de l eau. Cette réflexion s est appuyée sur des mesures de reliquat azoté (azote nitrique) dans le sol à l emplacement de sept tas de fumier ou fientes en 2008, le suivi pluriannuel ( ) in situ de la concentration en nitrate de l eau récoltée dans le sol, à 2 mètres de profondeur (lysimètre) dans une situation d un apport conséquent d azote et l estimation de la superficie couverte annuellement par des stockages de fumier au champ en région wallonne. Ainsi, il a été observé que le reliquat azoté dans le sol (0-90 cm) à l emplacement d un tas de fumier est très variable et peut régulièrement atteindre de l ordre de 800 kg N-NO 3 /ha ; soit dans ce cas, une concentration dix à vingt fois supérieure à celle observée à la même époque dans les parcelles cultivées. En extrapolant à partir d observations sur la qualité de l eau réalisées à l aide d un lysimètre suite à un apport conséquent d azote, on peut estimer que la concentration en nitrate dans l eau de percolation à l emplacement du tas de fumier est en moyenne de l ordre de 300 mg/l mais peut atteindre localement 1000 mg/l. Cependant, ces pollutions ponctuelles à l emplacement des tas d engrais de ferme stockés au champ doivent être replacées dans un cadre plus global pour mieux appréhender leur impact réel sur la qualité de l eau. Vu la faible superficie concernée par le stockage de fumier au champ, il apparaît ainsi que les pertes sous les tas de fumier ne représentent que de l ordre de 0.03% de l azote mis en œuvre par les agriculteurs et 0.4% des flux d azote vers les eaux souterraines ou de surface. Dossier GRENeRA /11