Les cours d'eau des régions agricoles émettent des quantités importantes d'oxyde nitreux, un puissant gaz à effet de serre, selon une nouvelle recherche menée par Zhongjie Yu, hydrologue à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign. Dans une étude récente menée dans la partie supérieure d'un bassin versant du Minnesota, Yu a découvert que l'eau contenait des niveaux d'oxyde nitreux dissous des dizaines de milliers de fois supérieurs à ceux attendus dans des conditions atmosphériques normales.
Yu, professeur adjoint au Département des ressources naturelles et des sciences de l'environnement, et son équipe ont publié deux articles soulignant que la majorité de ces émissions proviennent de processus de nitrification dans les sols agricoles. Ce phénomène contribue à une part plus importante du bilan annuel d’oxyde d’azote qu’on ne l’avait estimé précédemment.
Traditionnellement, les émissions d’oxyde d’azote étaient mesurées directement à partir du sol. Cependant, les recherches de Yu mettent en évidence des émissions importantes provenant des ruisseaux et des rivières qui reçoivent le ruissellement d'azote des terres agricoles. "Se concentrer uniquement sur les émissions du sol ne tient pas compte des pertes d'oxyde d'azote dans les écosystèmes en aval", a expliqué Yu. Ses études suggèrent que ces émissions indirectes pourraient constituer jusqu’à un tiers des émissions totales dans la région de la Corn Belt.
L'agriculture est une source bien connue d'oxyde d'azote, qui est près de 300 fois plus efficace pour piéger la chaleur que le dioxyde de carbone et qui reste dans l'atmosphère pendant de longues périodes. Le processus commence généralement lorsque des engrais à base d’azote sont appliqués aux champs. Même si une partie de l’azote est absorbée par les cultures, une partie importante peut être entraînée dans les cours d’eau à proximité ou transformée en protoxyde d’azote par les microbes du sol.
Les résultats de Yu indiquent que l'approche conventionnelle consistant à mesurer les émissions d'oxyde d'azote pourrait sous-estimer la contribution des ruisseaux et des rivières. En améliorant notre compréhension de ces voies indirectes, des inventaires d’émissions régionales plus précis peuvent être élaborés, contribuant ainsi à la conception de stratégies d’atténuation efficaces.
La recherche a également identifié des périodes et des emplacements critiques pour les émissions d'oxyde d'azote, par exemple après de fortes pluies ou la fonte des neiges et dans les zones présentant de fortes connexions hydrologiques entre les sols et les cours d'eau. Yu a souligné l'importance d'efforts d'atténuation ciblés pendant ces périodes.
Outre les implications pratiques pour la gestion agricole, l’étude souligne la nécessité d’approches holistiques prenant en compte à la fois les cycles de l’azote et de l’eau. Cela pourrait inclure des pratiques telles que l’utilisation de cultures de couverture hivernales ou l’irrigation contrôlée pour réduire le lessivage et améliorer la qualité de l’eau, ce qui pourrait également contribuer à réduire les émissions de gaz à effet de serre.
Les résultats de ces études, soutenues par la National Science Foundation et d'autres organismes de financement internationaux, ont été publiés dansSciences et technologies environnementalesetLettres de recherche géophysique. Des recherches plus approfondies se poursuivront sur un réseau de sept tours pour mieux comprendre l'impact régional de ces émissions.
