Une agriculture plus durable grâce à la redistribution mondiale des engrais azotés

Actuellement, environ 60 pour cent des engrais azotés appliqués à l’échelle mondiale concernent des cultures céréalières (maïs, blé ou riz) dont on peut améliorer la croissance et les rendements grâce aux engrais azotés.

Malheureusement, de grandes quantités de ces engrais pénètrent dans le sol et dans les nappes phréatiques ou sont libérées dans l’atmosphère sous forme de gaz hilarants. Ils polluent ainsi l’environnement et contribuent à la perte de biodiversité, au changement climatique et à la diminution de la couche d’ozone. Cela pose un problème particulier dans les grandes régions cultivées d’Amérique du Nord, d’Europe et d’Asie de l’Est, où de grandes quantités d’engrais azotés sont utilisées.

Des chercheurs du KIT viennent d’élaborer des modèles montrant quels effets pourrait avoir la redistribution à l’échelle mondiale des applications d’engrais azotés. Pour cela, ils ont simulé l’application de différentes quantités d’engrais à divers endroits et ont calculé la production totale de maïs, de blé et de riz entre 2015 et 2030 en faisant appel au modèle biochimique LandscapeDNDC.

 « La question de savoir comment produire des quantités suffisantes de nourriture sans aller au-delà des limites écologiques a constitué la toile de fond de notre étude, » a expliqué le docteur Andrew Smerald, de l’Institut de recherche météorologique et climatique du KIT, département de recherche sur l’environnement atmosphérique (IMK-IFU), Campus Alpin, à Garmisch-Partenkirchen/Bavière/Allemagne.

Une redistribution des applications mondiales d’engrais est nécessaire
 

« Nos modèles montrent qu’au niveau mondial on pourrait réduire de 32 pour cent la consommation totale d’engrais azotés en les utilisant de manière plus équilibrée sans abaisser le niveau actuel de production de céréales, » déclare Andrew Smerald. « Il faudrait pour cela diminuer l’utilisation d’engrais azotés dans les zones traditionnelles de culture telles que la Chine, l’Amérique du Nord et l’Europe, au profit de zones moins exploitées telles que l’Afrique subsaharienne. » L’accroissement de la production dans ces régions compenserait la diminution de la production dans les autres régions.

Avec cette approche, la production de blé et de maïs pourrait respectivement utiliser 45 et 33 pour cent d’engrais azotés en moins sans que cela affecte le volume de production mondiale. En même temps, on pourrait réduire le lessivage des nitrates de 71 pour cent pour le blé et de 63 pour cent pour le maïs.

« Notre étude montre qu’une répartition plus égale des engrais azotés sur les zones mondiales cultivées réduit la dépendance aux actuels « greniers à céréales » ainsi que la pollution par les nitrates en Asie de l’Est et dans d’autres régions ayant fortement recours aux engrais, » déclare Andrew Smerald.

Cela aurait un autre avantage : les céréales pourraient être cultivées plus près de là où on en a besoin. Par exemple, l’accroissement du rendement des récoltes en Afrique améliorerait l’autosuffisance potentielle du continent.

Les résultats de l’étude ont été publiés dans Communications Earth & Environment en septembre dernier.

(KIT/wi)

Référence:

Andrew Smerald, David Kraus, Jaber Rahimi, Kathrin Fuchs, Ralf Kiese, Klaus Butterbach-Bahl & Clemens Scheer: A redistribution of nitrogen fertiliser across global croplands can help achieve food security within environmental boundaries. Communications Earth & Environment, 2023. DOI: 10.1038/s43247-023-00970-8