Mesure de la volatilisation d ammoniac en conditions semi-contrôlées au champ Les tunnels de ventilation Ci Co Q Co Q F Ci A C i Feucherolles, 2004 Bilan entrée sortie rapporté à la surface Flux de volatilisation : F = Q x (Co Ci) / A
Pertes d azote par volatilisation d ammoniac mesurées avec les tunnels de ventilation Fortes pertes (0 50 kg N / ha) Grande variabilité entre produit typologie, classement? Grande variabilité interannuelle : climat, pratiques (Volt Air)
Devenir de l ammoniac Volatilisation NH 3 Formation d aérosols PM2.5 Dépôt sec ou humide à courte ou longue distance qq 100 m NH 4 + NO 3- SO 4 2- Cl - qq 100 km Santé humaine Dommages sur la végétation NH 3 NH 4 + N 2 O Bâtiment d élevage Pâturage Nitrification NO 3 - H + Al 3+ Engrais organiques Fertilisation minérale Eutrophisation Acidification Diminution de la biodiversité Moindre résistance aux stress
fixation déchets Les émissions gazeuses au champ animaux engrais plantes volatilisation d ammoniac émissions de N0 et N 2 0 physico-chimique biologiques N 2 diazote Azote minéral NH 4 + ammonium en solution NO 2 - nitrite nitrification NH 3 ammoniac en solution NO 3 - nitrate NH 3 ammoniac gazeux lixiviation de nitrate NO oxyde nitrique N 2 O protoxyde d azote dénitrification
Mesure de la volatilisation en conditions contrôlées
Mesure de flux gazeux de CO 2, N 2 O au champ par méthode des chambres automatiques après apport de produits résiduaires organiques (PRO) P. LAVILLE(1), D. FLURA(1), O. FANUCCI(1), S. GENERMONT(1), S. MASSON(1), B. DURAND(1), C. DECUQ(1), G. BODINEAU(1), S. HOUOT(1), M. LE VILLIO-POITRENAUD(2) (1) INRA, EGC 78850 Thiverval-Grignon, France, laville@grignon.inra.fr, Tél : 01 30 81 55 55, Fax : 01 30 81 55 63 (2)VEOLIA Environnement - Centre de Recherche sur la Propreté, 291 avenue Dreyfous Ducas 78520 Limay, maelenn.poitrenaud@veolia.com,tél : 01.30.98.54.54, Fax : 01.30.98.54.99 Objectifs Caractérisation et mesure des flux gazeux de CO 2 et N 2 O après apport au champ des produits résiduaires organiques (PRO) utilisés sur le site de Feucherolles. Évaluation de leur impact environnemental en terme de rejet de GES par rapport aux autres pratiques agricoles Matériel et Méthodes Les Traitements => 6 chambres => 6 traitements 1 : une solution azotée (UAN) pour un équivalent de 117 kgn ha-1 (¾ ammonium et ¼ nitrate) 2 : un compost de déchet vert plus boue (DVB) 3 : un compost de biodéchets (BIO) 4 : un compost d ordures ménagères résiduelles (OMR) 5 : un fumier 6 : un témoin (sans apport) Utilisation de chambres automatiques (V/S=0.25 m et S=½ m²) Mesure en continu des concentrations : Analyseurs de gaz en ligne et détection par absorption IR pour CO 2 (Licor 820), N 2 O (Termo 46C) Flux estimés à partir de la cinétique d accumulation dans l enceinte fermée : Accumulation pendant 15 min=> 6 chambres => Cycle de mesure complet de 1h30mn PRO Eau N Total C-Org N-NH 4 N-NO 3 C/N m 3 ha -1 kg ha -1 t ha -1 kg ha -1 kg ha -1 UAN 40 117 88 29 DVB 8 471 3.78 79 0 8 BIO 15 309 3.13 10 3 10 OMR 8 177 4.17 28 0 24 Fumier 27 394 4.38 26 9 11 Tab 1 : Quantités appliquées suivant les caractéristiques des PRO Résultats PRO CO 2 N 2 O tc ha -1 (% de l'apport C) g N ha -1 (% de l'apport Nt) UAN -0,173 (-4) 43,8 (0,04) DVB 0,957 (24) 325,0 (0,07) BIO 0,843 (21) -20,6 (-0,01) OMR 1,611 (40) 33,6 (0,02) Fumier 0,790 (20) 183,2 (0,05) Tab 2 : Pertes gazeuses cumulées (diminuées du témoin) par traitement sur 45 jours du 11 septembre (date des apports) au 26 octobre (fin de l expérimentation). Fig 2 : Flux de CO 2 du 10 au 30 septembre. Les flux pour les DVB, BIO et fumier sont équivalents. L OMR présente un fraction biodégradable plus importante par rapport aux autres PRO avec des émissions pratiquement doubles (cf. Tab 2). Après 1 mois ½ de mesures les émissions obtenus sur les PRO restent supérieurs au témoin et indiquent une non stabilisation du carbone apporté. Les flux sont fortement corrélés à la variation journalière de température (Fig. 4). La pluie du 14/9 réactive fortement les émissions pour l OMR. Fig. 2: Flux de N 2 O du 10 au 30 septembre. Les flux sont plus importants pendant la semaine qui suit l application pour l OMR, le fumier, l UAN. Par contre pour le DVB ils persistent pendant une quinzaine de jours ils sont imputables à la forte concentration initiale en ammonium du DVB. C est également le produit qui présente le C/N le plus faible et susceptible de minéraliser le plus d azote à flux équivalent en CO 2. Pour l OMR on observe une ré-activation des flux après la pluie du 14/9 et pourrait être consécutive à la forte dynamique de minéralisation de l OMR juste après cette date (cf. flux de CO 2 ). Les flux de N 2 O sont corrélés au taux de saturation en eau de la porosité du sol. Ils sont maximum pour des TSPS >60%., Fig 3: variables climatiques mesurées sur le site: TSPS, taux de saturation de la porosité du sol (0-10 cm), Tsol, température du sol en surface Conclusion Il apparaît que la fraction organique facilement biodégradable des PRO se minéralise rapidement après leur apport au sol. La synthèse des résultats de stockage du C dans les sols et de ses effets dérivés en terme de propriétés des sols et des mesures d émission de CO 2 au champ sera utilisée dans l évaluation environnementale du retour au sol des PRO. Les émissions en N-N 2 O dépendent de la teneur en ammonium initiale. Une partie de l azote organique contenue dans les PRO est susceptible également de contribuer aux émissions au cours de leur minéralisation, lorsque la disponibilité en N minéral et carbone assimilable et non limitante pour les microorganismes du sol. Ces premiers résultats demandent des mesures supplémentaires afin de s'assurer des propriétés d émissions en GES et également d évaluer la variabilité temporaire de ces propriétés suivant l évolution de la qualité des PRO.
Dispositif de chambre automatique Principe : évaluation de la vitesse accumulation du gaz :analyseur en ligne avec boucle de recirculation en «système fermé» S= ½ m² V/S ~ 25 cm
Mesures (2006) de flux après apport des PRO Qualiagro avec le premier prototype de chambres automatisée Apport pluie PRO Eau N Total C-Org N-NH 4 N-NO 3 C/N m 3 ha -1 kg ha -1 t ha -1 kg ha -1 kg ha -1 UAN 40 117 88 29 DVB 8 471 3.78 79 0 8 BIO 15 309 3.13 10 3 10 OMR 8 177 4.17 28 0 24 Fumier 27 394 4.38 26 9 11 Quantités appliquées