En agriculture, des quantités excédentaires d’intrants par rapport aux stricts besoins de la production se traduisent par un accroissement des coûts de production et une baisse des marges et entraînent d’autre part une atteinte à l’environnement.

La méthode du bilan apparent est une technique d’évaluation du risque potentiel consécutif à l’utilisation de l’excédent net d’éléments fertilisants, azote, phosphore et potasse, sur une exploitation agricole. Comme son nom l’indique, elle repose sur un bilan arithmétique des entrées et des sorties d’éléments fertilisants au niveau de l’exploitation agricole considérée comme un ensemble clos. Les importations de N, P205 et K20 sont constituées par les achats d’engrais minéraux mais aussi organiques (effluents d’élevage), les achats d’aliments du bétail et d’animaux sur pied, la fixation symbiotique liée à l’activité des légumineuses, et enfin les apports par les eaux d’irrigation. Les exportations ont lieu sous forme de ventes de produits animaux et végétaux et de cessions d’effluents d’élevage à l’extérieur de l’exploitation.

Ce bilan, établi à l’issue d’une campagne de production n’est qu’apparent, c’est-à-dire qu’il ignore les processus qui, par la suite et plus ou moins rapidement selon les systèmes vont transformer les excédents en gaspillage et en nuisance. Appliquée selon les mêmes principes à des sous-ensembles de l’exploitation, en descendant éventuellement jusqu’à la parcelle, cette méthode permet d’identifier plus précisément les foyers de risque, là où se créent les excédents.

Le bilan apparent est donc un moyen d’estimer un défaut de maîtrise de la fertilisation ainsi qu’un potentiel de pollution, mais n’exprime pas la pollution réelle.

Sur environ 80 exploitations agricoles de Midi-Pyrénées comportant un élevage bovin ont été réalisés des bilans apparents des éléments fertilisants conformément à la méthode décrite plus haut.

Le résultat moyen observé est un excédent moyen par ha de SAU de 101 kg N, 48 kg de P et 45 kg de K.

Sauf en cas d’apports massifs sous forme de lisier de porcs par exemple, il est généralement admis que le phosphore, peu soluble, est bloqué au niveau du sol.

La potasse, naturellement très présente dans le sol, est fixée par le complexe argilo-humique. Au niveau observé ci-dessus, ces deux éléments ne sont généralement pas considérés comme présentant des risques majeurs de pollution de la nappe phréatique. Néanmoins, compte tenu de leur relative accumulation dans le sol, le raisonnement économique conduit à prôner aujourd’hui une réduction des apports afin de puiser dans ce stock.

Il n’en va pas de même pour l’azote.

On estime dans l’état actuel des connaissances que 40 à 45 % de l’excédent diffuse dans l’atmosphère sous forme ammoniacale essentiellement et que 10 à 15 % sont réorganisés et fixés au niveau du sol, les 45 % restants étant lessivés sous forme nitrique et gagnant finalement la nappe phréatique. Selon l’importance de la lame drainante (précipitations - ETP), qui varie dans une fourchette de 200 à 400 mm/an selon les zones de Midi-Pyrénées, la charge polluante varie entre 50 et 100 mg de nitrates/l. Le niveau d’excédents azotés ci-dessus contribuerait donc à rapprocher le taux de nitrates des nappes des 50 mg/l fatidiques et appelle donc à la vigilance. Par ailleurs, avec un coût moyen de l’unité voisin de 3,50 francs, la quantité de fertilisants inutilisés dépasserait 350 francs par hectare rien que pour l’azote et 550 francs avec le phosphore et la potasse. L’enjeu économique est donc substantiel.

Typologie des exploitations étudiées

Les exploitations étudiées combinent 1 à 4 ateliers de production dont la liste est la suivante :

  Bovin lait ou autre atelier laitier (ovin ou caprin)
  Bovin viande
  Culture
  Hors sol.

La combinaison de ces 4 types d’atelier de base conduit à distinguer 7 grandes orientations de systèmes de production :

Résultats généraux

Il apparaît (tableau 1) que les systèmes présentant les plus forts excédents, sont ceux qui comportent un hors sol, ces systèmes étant fortement importateurs d’aliments alors qu’ils ne sont que des transformateurs moyennement efficaces.

Tableau 1 Bilan apparent des éléments fertilisants P et K selon l’orientation du système de production

Tableau 1 bis Bilan apparent de l’azote selon l’orientation du système de production

Les systèmes bovins spécialisés (L, V, LV) sont tous d’assez médiocres transformateurs de l’azote (taux de conversion N moyen voisin de 20 %), les systèmes laitiers, plus exigeants en intrants étant en moyenne les plus excédentaires alors que certains systèmes viande économes améliorent la moyenne de leur groupe.

Les systèmes comportant des cultures de ventes présentent des excédents sensiblement inférieurs à la moyenne tant pour l’azote que pour P et K. Corrollairement, leurs coefficients de conversion sont suppérieurs à la moyenne.

Cette première analyse semblerait indiquer que la spécialisation en élevage constitue, avec les pratiques actuelles de fertilisation un plus grand facteur de risque d’excédents et de pollution que les systèmes de cultures, dans la mesure où ceux-ci grâce au volume de leurs exportations valorisent mieux les entrées.

Cependant, d’autres facteurs tels que la couverture du sol en hiver jouent un rôle modérateur vis-à-vis du lessivage des excédents, ce qui empêche de conclure que les systèmes d’élevage sont plus polluants que les systèmes de cultures. Il semble bien en revanche que des économies substantielles y soient réalisables.

Quoi qu’il en soit, le constat ci-dessus laisse présager que la transformation de productions végétales intensives exigeantes en intrants en production animale, avec un médiocre coefficient de conversion, est un élément de dégradation du bilan apparent. L’utilisation du maïs ensilage constitue bien évidemment l’archétype de cette orientation. Et de fait, lorsque l’on examine l’évolution de l’excédent d’azote/ha en fonction de la proportion de maïs ensilage dans la SAU, on observe une tendance forte (p < 0,01) à la dégradation, plus spécialement en élevage laitier, tempérée toutefois par une très importante variabilité. Ceci montre que certains éleveurs libèrent moins d’excédents à même proportion de maïs ensilage dans leur assolement, ce qui met en lumière l’importance du raisonnement de la fertilisation sur cette culture fourragère intensive.

Étude des principales sources de variation des résultats

Les exportations d’azote sont évidemment très faibles en regard des importations, ainsi que le laissent prévoir les taux de conversion (tableau 2). Par rapport à ces importations généralement comprises entre 100 et 150 kg/ha en moyenne, dans lesquelles domine la composante minérale, les exportations sont inférieures à 50 kg. Les systèmes viande et hors-sol font exception, les premiers avec des entrées et sorties notablement inférieures, imputables à la présence de quelques exploitations extensives, les seconds avec des entrées beaucoup plus élevées liées au tonnage de concentrés, et de fortes exportations animales.

Tableau n° 2 : Principaux flux d’azote selon le système d’exploitation

L’examen des corrélations entre bilan apparent de l’azote et ces flux fait apparaître quelques liaisons intéressantes (tableau 3). Sur l’ensemble de la population étudiée, le principal facteur de variation du bilan apparent/ha SAU est constitué par le volume total des entrées d’azote (r = 0,94), en particulier sous forme d’engrais minéraux (r = 0,82). Les exportations, totales ou sous forme de produits animaux, n’expliquent que 30 % environ des variations du bilan (r = 0,55). Il apparaît ainsi qu’en règle générale la maîtrise du bilan N apparent passera par celle des importations, minérales en particulier.

Tableau 3 : Principales corrélations entre le bilan N et divers flux d’azote

Par groupe typologique, peu de coefficients de corrélations sont significatifs, en raison des effectifs réduits mis en jeu. Néanmoins, la hiérarchie des facteurs responsables n’est pas remise en cause. Les entrées d’azote et surtout les entrées minérales, sauf dans le cas des systèmes hors-sol, constituent toujours le facteur prépondérant de variation du bilan N.

Le volume des exportations d’azote par les productions même s’il explique parfois une part plus importante de la variabilité de ce bilan (cas des systèmes LV, LC et LVC), ne constitue jamais le facteur principal, ce qui confirme bien la priorité à accorder à la maîtrise des apports quelle que soit leur forme.

Une série de bilans par parcelles effectuées sur des exploitations de Haute-Garonne et du Tarn a permis par regroupement une approche par type de culture. Les taux de conversions de l’azote par la production végétale apparaissent bien supérieurs à ceux que l’on observe à l’issue de la phase de transformation en matière animale. Il en résulte que les bilans d’azote sont nettement plus faible qu’au niveau de l’exploitation.

Cette approche révèle aussi une corrélation négative hautement significative (p < 0,01) entre taux de conversion et bilan de l’azote par hectare de culture. Néanmoins les valeurs élevées du bilan N pour les cultures de printemps recevant préférentiellement les fumiers (maïs grain et ensilage, sorgho fourrager) sont celle qui obéissent le moins bien à la loi de régression, concrétisant ainsi le fait que ces cultures sont traitées par les éleveurs comme des exutoires d’effluents d’élevage. Si cette attitude trouve un certain nombre de justifications dans des contraintes agronomiques, climatiques ou de parcellaire, elle résulte aussi trop souvent d’une méconnaissance de la valeur fertilisante des effluents d’élevage, et conduit en définitive à de réels gaspillages.

Conclusions

Il ressort de cette étude préliminaire que la cause première de bilans azotés excédentaires réside dans des apports élevés.

Le niveau de ces apports s’explique d’une part par la productivité par hectare (intensification) visée par l’agriculteur, laquelle détermine aussi le niveau des exportations, et d’autre part par les pratiques individuelles mises en oeuvre pour ajuster ces apports. La généralisation de bilans faibles ou nuls est certainement illusoire, dans la mesure où le rendement de la transformation en produits végétaux et animaux ne pourra jamais atteindre 100 %.

Conclusions (suite)

Les liaisons observées entre bilan azoté et niveau d’intensification apparaissent généralement médiocres même sur des échantillons d’exploitations spécialisées. En effet, s’il existe une incontestable tendance à l’augmentation des excédents en liaison avec l’accroissement de productivité par hectare, des variations individuelles de forte amplitude tendent à masquer ce mouvement.

Si l’on examine plusieurs cas d’un même système d’exploitation dans une même région naturelle, c’est-à-dire dans des conditions pédo-climatiques comparables, force est de constater qu’à même niveau d’intensification, exprimé par le chargement apparent, les bilans azotés et corollairement les importations d’azote varient dans des proportions considérables (tableau 4).

Tableau 4 Dans des systèmes de production identiques, des pratiques bien différentes.

Ainsi, pour un même objectif de chargement, les bilans azotés varient dans un rapport de 1 à plus de 2. Il existe donc des pratiques et des comportements plus respectueux de l’environnement que d’autres. Certains éleveurs ont déjà franchi le pas. Il serait intéressant de pouvoir faire bénéficier de leur expérience ceux qui ne l’ont pas encore fait. La collectivité y trouverait son compte, mais grâce aux économies réalisées, les éleveurs concernés y seraient eux-mêmes gagnants.