Les cultures de couverture offrent plusieurs bénéfices du côté de la santé du sol, des rendements de culture et de la réduction des pertes des éléments nutritifs, notamment l’azote. 

Cependant, leurs effets sur les émissions du protoxyde d’azote (N₂O), un gaz à effet de serre très puissant, sont assez méconnus au Québec. Une revue de littérature sur l’impact des cultures de couverture (intercalaires, dérobées ou de pleine saison) sur les émissions de N₂O dans les conditions pédoclimatiques du Québec et dans les régions sous climat semblable (tempéré humide) a été conduite récemment, par le Centre de recherche sur les grains (CÉROM), afin de documenter les connaissances actuelles sur ce sujet et de mieux le comprendre. 

Le recensement effectué dans le cadre de cette revue a permis d’identifier quatre études seulement au Québec au cours des six dernières années, dont deux sont en cours de réalisation. Toutes ces études ont été réalisées dans des systèmes de grandes cultures. Aucune étude n’a été trouvée pour d’autres systèmes agricoles intégrant des cultures de couverture au Québec. Les flux des émissions de N₂O ont été majoritairement mesurés pendant la saison de croissance de la culture commerciale, à différentes durées, avec une seule étude réalisée pendant la période de dégel au printemps.

L’analyse des résultats de ces études, en lien avec la littérature effectuée pour les régions en climat tempéré humide, a démontré que les émissions de N₂O varient beaucoup au cours de l’année. Plusieurs facteurs influencent cette variation (Figure 1). Globalement, d’importants pics de flux de N₂O se produisent au début de la saison culturale à la suite d’une fertilisation azotée. D’importants flux de N₂O peuvent se produire aussi au début de l’automne en cas de cultures de couverture en intercalaire et à la période de dégel au printemps en cas de cultures de couverture en dérobée.

Légumineuses versus graminées

Les cultures de couverture-légumineuses émettent généralement plus de N₂O que les graminées ou autres familles. Cela s’explique par leur faible pouvoir d’absorption de nitrates dans le sol, qui se transforment directement en N₂O dans des conditions favorables d’humidité du sol, ou indirectement suite au lessivage. À la fin de leur cycle de croissance, le faible rapport C/N (carbone vs azote) de la biomasse des légumineuses facilite la décomposition microbienne des résidus, ce qui stimule la production de N₂O. Toutefois, les graminées ou un mélange de graminées et légumineuses sont généralement capables de prélever les nitrates libres dans le sol au début de leur cycle de croissance. Cela réduit par conséquent les émissions directes et indirectes de N₂O. Leur potentiel dépend toutefois de l’établissement et du développement de leur biomasse et de leur système racinaire, ainsi que de la texture du sol et de la quantité de précipitations reçues. Par exemple, des cultures de couverture en dérobée, semées suffisamment tôt avant le premier gel, peuvent être efficaces dans la réduction de nitrates et la production de N₂O pendant la saison de croissance suivante. 

Par contre, la minéralisation des résidus de ces cultures de couverture pendant la période de dégel au printemps, surtout dans le cas où ils seraient incorporés dans le sol, peut dégager des flux considérables de N₂O. Dans le cas de légumineuses, la minéralisation se produit rapidement à cause du faible rapport C/N et libère ainsi de l’azote, susceptible de se transformer en des flux importants de N₂O en conditions d’humidité favorables. 

Bien que le labour puisse accentuer le dégagement de N₂O à travers la minéralisation des résidus de cultures de couverture, des problèmes de compaction du sol, spécifiquement dans les sols de texture fine, peuvent favoriser l’émission de N₂O suite à l’accumulation des nitrates. Le facteur majeur qui affecte significativement les émissions de N₂O dans les systèmes intégrant des cultures de couverture, spécifiquement les légumineuses, est la fertilisation azotée. Plusieurs études confirment cet aspect et suggèrent d’optimiser les doses et le mode d’application des engrais azotés afin de réduire le risque d’émissions de N₂O.

À la lumière de cette revue de littérature, il est clair que plusieurs aspects en lien avec cette thématique méritent d’être investigués au Québec dans différents contextes agro-pédologiques, afin de pouvoir développer des stratégies de gestion des cultures de couverture adéquates permettant de réduire les émissions de N₂O tout en assurant la rentabilité des cultures. 

Ce projet a été réalisé grâce au soutien financier du gouvernement du Québec dans le cadre du Programme d’appui à la lutte contre les changements climatiques dans le secteur bioalimentaire, qui découle du Plan pour une économie verte 2030, et au cofinancement par les Producteurs de grains du Québec.
www.quebec.ca/gouv/politiques-orientations/plan-economie-verte/

Collaborateurs : Marie Bipfubusa, Ph. D., CÉROM | Joann K. Whalen, Ph. D., Université McGill | Bérenger Bourgeois, Ph. D., Université Laval | Stéphanie Mathieu, agr., MAPAQ | Sylvie Thibaudeau, M.Sc., agr., Terre à Terre agronomes conseils