Les apports d'azote aux sols favorisent la production végétale et améliorent la qualité des cultures. En cas d'excès par rapport aux besoins des plantes, l'azote sous forme de nitrate, très mobile, est entrainé par les eaux pluviales vers les masses d'eau de surface et souterraine. Il risque alors de dégrader leur qualité (eutrophisation des eaux de surface, dépassement des normes de potabilité pour le nitrate).
Bilan d’azote des sols agricoles : principales entrées et sorties
Le bilan d'azote (N) vise à estimer les entrées et les sorties cumulées d'azote pour les sols agricoles. L'importance relative des différents éléments de ce bilan a été modélisée à l'échelle de la Wallonie à l’aide du modèle EPICgrid[1]. En entrée, les apports d'azote par les engrais minéraux et organiques dominent (77 % des entrées sur la période 2021 - 2025). Ils sont suivis par l'enrichissement du sol par fixation symbiotique (légumineuses) (12 %) et les apports des dépôts atmosphériques (11 %). En sortie, les exportations d'azote par les cultures sont majoritaires (80 % des sorties sur la période 2021 - 2025). Elles sont suivies par les pertes par volatilisation (10 %), les pertes par ruissellement et par flux hypodermiques[2] lents vers les eaux de surface (5 %) et les pertes par lixiviation[3] vers les eaux souterraines (4 %). D'un point de vue environnemental, ces pertes doivent être minimisées à l'échelle de la parcelle.
Entre les périodes 1971 - 1975 et 1986 - 1990, le bilan d'azote a été marqué par une hausse des apports d'engrais minéraux, en pleine période d'intensification de la production agricole. Cette hausse a entrainé une augmentation tant des exportations par les cultures que des pertes par volatilisation, ruissellement ou lixiviation. Ensuite, entre les périodes 1986 - 1990 et 2021 - 2025, le bilan a été marqué par une baisse des entrées, qui peut s'expliquer par :
- une réduction de la consommation d'engrais azotés minéraux (- 32 % sur la période 1995 - 2023) q, essentiellement en raison d'une hausse de leur prix ;
- une réduction de la consommation d'engrais organiques sous forme d'effluents d'élevage (- 24 % sur la période 1995 - 2023) q, essentiellement en raison de la diminution du cheptel bovin et de l'application du Programme de gestion durable de l'azote en agriculture (PGDA)[4], transposition de la directive "Nitrate" 91/676/CEE q.
Cette diminution des entrées s'est accompagnée d'une baisse équivalente des sorties.
Bilan d'azote des sols agricoles en Wallonie (1971 - 2025)
* Écoulements dans les horizons superficiels de sols.
** Entraînement sous forme dissoute par les eaux de percolation vers les horizons de sol plus profonds.
* Écoulements dans les horizons superficiels de sols.
** Entraînement sous forme dissoute par les eaux de percolation vers les horizons de sol plus profonds.
Flux d'azote vers les eaux : une diminution sur le long terme freinée par les sécheresses récentes
Les flux modélisés d'azote des sols agricoles vers les eaux de surface et les eaux souterraines ont fortement augmenté entre les années 1970 et le début des années 1990. Après avoir atteint un maximum sur la période 1991 - 1995, ils ont diminué jusqu'en 2011 - 2015 (- 38 % vers les eaux de surface et - 28 % vers les eaux souterraines), avant de repartir à la hausse jusqu'en 2021 - 2025 (+ 20 % et + 27 % respectivement).
La tendance globale à la baisse des flux entre les périodes 1991 - 1995 et 2011 - 2015 est liée aux facteurs déjà cités au sujet du bilan d'azote. L'augmentation visible sur les périodes 2016 - 2020 et 2021 - 2025 peut s'expliquer par une fréquence accrue de sécheresses saisonnières durant lesquelles les plantes prélèvent moins d'azote dans les sols (maturité précoce, stress hydrique). Cet azote non consommé par les plantes est alors mobilisé par les eaux de ruissellement et de percolation au retour des pluies. Il s'y ajoute l'azote produit par le pic de minéralisation de la matière organique que ce retour des pluies provoque (explosion d'activité microbiologique).
Flux d'azote (N) des sols agricoles vers les eaux de surface et les eaux souterraines en Wallonie (1971 - 2025)
Flux d'azote (N) des sols agricoles vers les eaux de surface et les eaux souterraines en Wallonie (1971 - 2025)
* Écoulements dans les horizons superficiels de sols.
** Entraînement sous forme dissoute par les eaux de percolation vers les horizons de sol plus profonds.
* Écoulements dans les horizons superficiels de sols.
** Entraînement sous forme dissoute par les eaux de percolation vers les horizons de sol plus profonds.
Teneurs élevées dans les eaux de percolation sous cultures
Sur la période 2021 - 2025, les teneurs modélisées en nitrate (NO3-) dans les eaux qui percolent sous la zone racinaire dépassaient le critère de pollution des eaux par le nitrate (50 mg/l) q sur 8 % du territoire. En zones vulnérables[5], elles dépassaient ce critère sur 14 % de la superficie de ces zones. Les régions où les grandes cultures dominent sont clairement plus impactées que les régions où les prairies et forêts sont plus présentes q.
* Modèle EPICgrid(a) (SPW ARNE - DEE) - Maille de 1 km².
** Seuil au-delà duquel les eaux souterraines sont considérées comme polluées par le nitrate selon la directive "Nitrate" 91/676/CEE.
*** Zones dont les sols sont susceptibles d’alimenter en azote des masses d'eau déjà impactées (dépassement ou risque de dépassement du seuil de 50 mg/l en eaux de surface ou souterraines, eutrophisation ou risque d’eutrophisation en eaux de surface).
Des résultats de terrain complètent les données modélisées
Les mesures de l'azote potentiellement lessivable (APL) dans les sols agricoles, obligatoires en zones vulnérables pour le contrôle du respect du PGDA, permettent d'évaluer les quantités de NO3- susceptibles d'être entrainées hors de la zone racinaire pendant l'hiver. Elles sont un bon estimateur des concentrations en NO3- dans les eaux de percolation(b). Les valeurs d'APL varient :
- selon la couverture du sol : en moyenne sur la période 2008 - 2024, les prairies, les cultures de betteraves et de céréales suivies d'une culture de printemps (avec ou sans CIPAN[6]) présentaient les valeurs d’APL les plus faibles (de 15 à 44 kg N-NO3-/ha) tandis que celles de maïs, de légumes et de pommes de terre présentaient les valeurs les plus élevées (de 80 à 104 kg N-NO3-/ha) ;
- selon le degré de mise en œuvre des bonnes pratiques agricoles prévues par le PGDA : sur la période 2008 - 2024, le taux de conformité pour l'APL q des fermes de référence[7] atteignait 100 % tandis que celui des autres exploitations contrôlées atteignait 73 à 89 % selon les années ;
- selon les conditions climatiques : les sécheresses saisonnières des années 2017 à 2020, puis 2022, ont entrainé une hausse des valeurs moyennes d'APL pour plusieurs classes de cultures, pour des raisons déjà citées.
Azote potentiellement lessivable (APL) contrôlé en zones vulnérables en Wallonie. Valeurs moyennes par classes de culture (2008 - 2024)
Azote potentiellement lessivable (APL) contrôlé en zones vulnérables en Wallonie. Valeurs moyennes par classes de culture (2008 - 2024)
* Le sol est laissé nu ou couvert d'une culture intermédiaire piège à nitrate (CIPAN) entre la culture de céréales et la culture implantée au printemps de l'année suivante.
** Culture implantée en automne (froment d’hiver, orge d’hiver, colza d’hiver...), après la culture de céréales.
* Le sol est laissé nu ou couvert d'une culture intermédiaire piège à nitrate (CIPAN) entre la culture de céréales et la culture implantée au printemps de l'année suivante.
** Culture implantée en automne (froment d’hiver, orge d’hiver, colza d’hiver...), après la culture de céréales.
Des mesures pour réduire les flux d'azote vers les eaux
Le PGDA[4] comprend les mesures phares visant à réduire les pertes d'azote vers les eaux. Il délimite les zones vulnérables[5] et encadre les périodes et conditions d'épandage, l'implantation de CIPAN[6], le stockage des effluents, le taux de liaison au sol et le contrôle de l'APL.
Par ailleurs, la Politique agricole commune (PAC) q encourage les bonnes pratiques. Parmi les règles de la conditionnalité q, contraignantes pour recevoir les aides, il faut citer, en plus de l'Exigence réglementaire en matière de gestion (ERMG) 2 relative au PGDA :
- la Bonne condition agricole et environnementale (BCAE) 4 "Bandes tampons le long des cours d'eau", qui vise une meilleure protection des cours d'eau contre les apports d'azote par ruissellement et érosion ;
- la BCAE 5 "Gestion du travail du sol en vue de réduire le risque de dégradation et d'érosion des sols, en tenant compte de la déclivité", qui impose des mesures correctrices contre l'érosion permettant indirectement de réduire les flux de nitrate vers les eaux de surface ;
- la BCAE 6 "Couverture des sols minimale en vue d'éviter les sols nus dans les périodes les plus sensibles", qui permet de réduire les transferts d'azote par lixiviation, ruissellement et érosion.
Parmi les mesures volontaires, il s'agit en particulier :
- des éco-régimes "Couverture longue du sol", "Maillage écologique" et "Maintien des prairies et réduction de la charge en bétail" q, qui agissent sur les prélèvements d'azote résiduel, l'interception des flux de surface et des sédiments, et le maintien de systèmes prairiaux moins exposés aux pertes par lixiviation, ruissellement et érosion ;
- des méthodes agro-environnementales et climatiques (MAEC) "Autonomie fourragère" (baisse des excédents azotés à l'échelle de l'exploitation), "Tournières enherbées" et "Parcelles aménagées" (limitation des transferts vers les eaux de surface), "Prairie naturelle" et "Prairie de haute valeur biologique" (maintien de systèmes prairiaux extensifs) q.
[1] Modèle hydrologique de bassin versant intégrant de nombreux paramètres (précipitations, températures, types et occupations des sols, croissance végétale, pratiques agricoles…)(a).
[2] Écoulements dans les horizons superficiels de sols.
[3] Entraînement sous forme dissoute par les eaux de percolation vers les horizons de sol plus profonds.
[4] Voir le PGDA q et la fiche d'indicateurs qui y est consacrée q.
[5] Zones dont les sols sont susceptibles d’alimenter en azote des masses d'eau déjà impactées (dépassement ou risque de dépassement du seuil de 50 mg/l en eaux de surface ou souterraines, eutrophisation ou risque d'eutrophisation en eaux de surface). Des mesures particulières (contrôle de l’azote potentiellement lessivable ou APL p. ex.) s'y appliquent dans le cadre du PGDA q.
[6] Cultures intermédiaires pièges à nitrate. Semée fin août (le 15/09 au plus tard), après la récolte principale, la CIPAN (moutarde, phacélie, avoine, ray-grass, seigle… en mélange ou non avec des légumineuses) permet d'absorber le nitrate présent dans le sol et d'éviter les pertes par lixiviation durant l'automne/hiver. Le nitrate et les autres éléments prélevés par la CIPAN, lentement restitués au sol après sa destruction (par le gel, par broyage, labour... à partir du 15/11), sont disponibles pour la culture semée au printemps.
[7] Les fermes de référence pour l'établissement des limites de tolérance annuelles pour l'APL sont suivies, notamment dans la mise en œuvre des bonnes pratiques agricoles, par les membres scientifiques (ULiège - GxABT et UCLouvain - ELIA) de PROTECT'eau, structure d'encadrement de la gestion durable de l'azote en agriculture et de l'utilisation de produits phytopharmaceutiques en Wallonie q. Ces fermes ne sont pas connues de la Direction du contrôle agricole de l'Organisme payeur du SPW ARNE, qui assure le contrôle des exploitations situées en zones vulnérables. Elles sont par conséquent contrôlées aléatoirement au même titre que les autres exploitations agricoles, le plus souvent sur d'autres parcelles que celles choisies comme référence par PROTECT'eau.
Évaluation
Évaluation de l'état non réalisable et tendance indéterminée
Les flux modélisés d'azote des sols agricoles vers les eaux de surface et les eaux souterraines ont diminué respectivement de 38 % et 28 % entre les périodes 1991 - 1995 et 2011 - 2015. Ils ont ensuite augmenté de 20 % et 27 % entre les périodes 2011 - 2015 et 2021 - 2025 (effet des sécheresses saisonnières). Ils demeurent néanmoins inférieurs aux niveaux observés au début des années 1990. L'alternance de phases de diminution et d'augmentation ne permet pas de conclure à une tendance continue des flux d'azote vers les eaux sur l'ensemble de la période considérée.
Évaluation