Le N₂O est le troisième plus important GES après le dioxyde de carbone (CO₂) et le méthane (CH₄). Le N₂O a néanmoins un impact majeur sur le réchauffement climatique car il est 25 fois plus « réchauffant » que le CH₄ et 265 fois plus que le CO₂. A l’échelle mondiale, l'agriculture est la plus grande source d'émissions de N₂O causée par l'activité humaine.

La restitution des résidus de culture dans les sols après la récolte, comme la paille de blé, les tiges de colza, ou à la destruction des couverts végétaux, telles les cultures intermédiaires ou les prairies, sont des pratiques qui permettent d’entretenir le stock de matières organiques des sols et recycler les nutriments pour les cultures suivantes de la rotation. Cependant, des émissions de N₂O sont associées à la décomposition des résidus, lors des processus de nitrification et de dénitrification par les microorganismes dans les sols.

Cette étude a été réalisée dans le cadre du projet ResidueGas associant INRAE à 9 partenaires européens. Des expérimentations ont été menées en conditions contrôlées de laboratoire dans deux sols avec des résidus de 9 espèces végétales, couvrant une large gamme de nature chimique et de maturité physiologique.

Les résultats ont montré que les émissions de N₂O des résidus de culture peuvent être expliquées par la teneur en carbone facilement biodégradable (la fraction soluble qui compose l’intérieur des cellules végétales). Ces composés disparaissent lors de la maturité physiologique des tissus végétaux, lorsque les parois des cellules s’enrichissent en lignine et en cellulose. Les résidus les plus immatures ont émis le plus de N₂O. Pour ces résidus, le N₂O net cumulé émis après 60 jours était de l’ordre de 5 kg N-N₂O ha ^-1 pour la moutarde, de 3 kg N-N₂O ha^-1 pour la betterave sucrière et le trèfle violet, soit l’équivalent de 2 à 4 t ha^-1 d’équivalent CO₂ émis. Les autres résidus avaient des émissions beaucoup plus faibles, inférieures à 0.2 kg N-N₂O ha^-1. Des études supplémentaires dans différentes conditions de sol, de climat et de gestion sont nécessaires pour évaluer cet impact sur les émissions de GHG au regard des autres services écosystémiques que ces résidus rendent.

Ce travail a été soutenu par l'ERA-NET FACCE ERA-GAS du programme Horizon de l'Union Européenne (n° 696356). Le numéro de la subvention française était ANR-17-EGAS-0003.

Lire :

Lashermes, G., Recous, S., Alavoine, G., Janz, B., Butterbach-Bahl, K., Ernfors, M., Laville, P. (2022) The N₂O emission from decomposing crop residues is strongly linked to their initial soluble fraction and early mineralization dynamics. Science of the Total Environment, 806, 150883. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.150883

Janz, B., Havermann, F., Lashermes, G., Zuazo, P., Engelsberger, F., Torabi, S.M., Butterbach-Bahl, K. (2021) Effects of crop residue incorporation and properties on combined soil gaseous N₂O, NO, and NH₃ emissions—A laboratory-based measurement approach. Science of The Total Environment, 151051. Open Access https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.151051

Lashermes, G., Recous, S., Alavoine, G., 2022. A delicate balance: Should we return green crop residues to the soil? Research Outreach! Issue 128, 48-52. Website

Les données de cette étude sont ouvertes à tout utilisateur, sur le l'entrepôt Data INRAE :

Lashermes, G., Recous, S., Gonzague, A., Janz, B., Butterbach-Bahl, K., Ernfors, M., Laville, P., (2021) Data for: Decomposition and N₂O emissions of nine crop residues incubated under controlled conditions in two soils, V1 ed. Portail Data INRAE. Open Access https://doi.org/10.15454/8ASYPC

Présentation orale :

Gwenaëlle Lashermes, Sylvie Recous, Gonzague Alavoine, Baldur Janz, Klaus Butterbach-Bahl, et al.. Nitrous oxide (N₂O) emissions from decomposing crop residues in soils. The ICOS France Science day, Oct 2021, Reims, France. ⟨

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Contact : Dr Gwenaëlle Lashermes (gwenaëlle.lashermes@inrae.fr), Dr. Sylvie Recous (sylvie.recous@inrae.fr)