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Chronique technique

Émissions des sols agricoles : comprendre le protoxyde d'azote

Les émissions de protoxyde d’azote (N2O) provenant des sols représentent une source importante de gaz à effet de serre (GES) pour la plupart des productions agricoles, et même la principale en grandes cultures. Ces émissions sont principalement causées par la transformation d’une petite partie des nitrates présents dans le sol en N2O.

Ce gaz est particulièrement puissant : sur une période de 100 ans, l’émission d’un seul kilogramme de N2O a un effet sur le climat équivalent à celui de 273 kg de CO2[1]! Autrement dit, même de faibles quantités d’azote perdues peuvent avoir des effets considérables sur le climat.

Bien que la majorité des émissions de N2O d’origine agricole provienne des sols, une part non négligeable est liée à l’entreposage des déjections. Au Québec, le secteur agricole serait responsable de 74 % des émissions de N2O[2].

Si une partie de ces émissions découle souvent de processus biologiques difficiles à contrôler, la bonne nouvelle est qu’il existe plusieurs stratégies pour les atténuer.

[1] GIEC. (2021). Sixth Assessment Report (AR6).

[2] MINISTÈRE DE L’ENVIRONNEMENT, DE LA LUTTE CONTRE LES CHANGEMENTS CLIMATIQUES, DE LA FAUNE ET DES PARCS. (2024). Inventaire québécois des émissions de gaz à effet de serre en 2022 et leur évolution depuis 1990.

Pourquoi et quand les sols émettent-ils du N2O?

Dans une ferme, l’azote provient surtout des fumiers, des résidus de cultures (comme les cultures de couverture) et des engrais minéraux. Quand de l’azote est apporté au sol sous forme organique (fumier, résidus), les microorganismes du sol le transforment en ammonium (NH4+), lors du processus appelé la minéralisation.

En présence d’oxygène, la nitrification transforme ensuite l’ammonium issu des formes organiques et minérales (engrais) en nitrate (NO3-). Puis, lors d’épisodes où le sol est saturé en eau (par exemple, au dégel ou après une forte pluie), l’absence d’oxygène favorise la dénitrification, soit un processus par lequel les nitrates présents dans le sol sont convertis en diazote (N2).

Le N2O étant une forme intermédiaire de la dénitrification, toute interruption du processus, comme le retour de l’oxygène dans le sol après une forte pluie, provoque une émission de ce puissant GES vers l’atmosphère.

Figure 2. Processus de nitrification et de dénitrification dans le sol

Concrètement, les émissions de N2O surviennent surtout par « pics » et nécessitent que trois conditions soient réunies simultanément, soit :

  1. la présence de carbone organique biodégradable (matière organique, résidus, fumiers, etc.), qui sert de substrat aux bactéries;
  2. une forte humidité du sol (mauvaise aération);
  3. un excédent de nitrate non prélevé par les cultures.

On distingue deux types d’émissions de N2O, soit directes et indirectes. Les émissions directes proviennent de la dénitrification de l’azote. Les émissions indirectes sont issues de l’azote perdu par les processus de volatilisation et de lessivage, qui, plus tard dans le cycle de l’azote, vont se retrouver en conditions favorables à la dénitrification.

Quels sont les facteurs qui influencent les émissions de N2O?

Plusieurs facteurs pédoclimatiques amplifient les émissions de N2O par les sols, notamment :

  • les sols fréquemment saturés en eau;
  • un mauvais drainage;
  • un niveau élevé de compaction;
  • des sols de texture fine;
  • le régime de précipitation;
  • la fonte de la neige;
  • la fréquence des épisodes de gel/dégel.

Considérant que ces émissions sont aussi influencées par la quantité d’azote présente dans le sol, les leviers d’action à la disposition des producteurs se concentrent principalement sur la gestion de la fertilisation azotée et sur l’amélioration de la santé des sols pour éviter les conditions où l’oxygène devient rare. L’objectif est de faire coïncider l’arrivée de NH4 et de NO3 avec la capacité de la culture à les prélever rapidement afin de réduire les risques de volatilisation, de dénitrification et de lessivage.

Parmi les stratégies proposées, les inhibiteurs d’azote permettent de ralentir certains des processus de transformation de l’azote. Ainsi, l’accumulation trop rapide et prolongée d’ammonium et de nitrate dans le sol peut être évitée, ce qui réduit fortement les risques de pertes environnementales.
 

Les inhibiteurs du cycle de l'azote

Résultats terrain du Laboratoire vivant – Racines d'avenir

Dans le cadre du Laboratoire vivant – Racines d’avenir, 31 essais ont été réalisés dans 16 entreprises agricoles à travers le Québec afin d’évaluer les effets des inhibiteurs d’azote sur l’efficacité de la fertilisation azotée et sur la réduction des émissions de N2O.

Ces essais étaient ancrés dans l’approche laboratoire vivant et supervisés par les chercheurs d’Agriculture et Agroalimentaire Canada Martin Chantigny et Normand Bertrand. Pour chaque essai, un protocole a été défini avec le producteur et son conseiller, qui ont contribué aux prises de mesures.

Les essais ont été réalisés en appliquant des inhibiteurs d’azote dans de multiples situations : 

  • durant les périodes de présemis, de semis et en post-levée;
  • avec des fertilisants minéraux et organiques;
  • sur diverses cultures (maïs, canola et blé d’automne);
  • dans une diversité de types de sol;
  • à l’aide de trois types d’inhibiteurs différents.

Faits saillants

1. Les gains environnementaux

L’utilisation d’inhibiteurs a permis une réduction moyenne des émissions de N2O de 17,1 % en 2024 et de 12,7 % en 2025. Le succès est encore plus marqué avec les lisiers, où l’on observe une réduction moyenne des émissions de 24 %, avec une atténuation constatée dans 86 % des essais avec ce type de fertilisant.

2. Les effets sur les rendements

Si 15 des essais n’ont montré aucun effet sur les rendements, voire une baisse dans certains cas, cinq ont connu des augmentations allant de 2 à 4 %, et trois ont vu leurs rendements augmenter de 10 à 18 %. Ces résultats doivent toutefois être interprétés en tenant compte de la saisonnalité et de la variabilité des conditions de terrain.

Fait intéressant : 7 des 8 essais ayant enregistré une hausse de rendement ont aussi montré une réduction marquée du N2O (9 % de réduction et plus), ce qui témoigne qu’en réduisant les pertes d’azote, la culture bénéficie d’une meilleure fertilisation.

3. Quels sont les facteurs qui favorisent l’efficacité des inhibiteurs?

Les données obtenues ont permis aux chercheurs de dresser un portrait des conditions qui semblent favorables pour bénéficier des avantages des inhibiteurs d’azote :

  • La texture du sol : l’efficacité a été supérieure dans les sols lourds (moyenne de 17 % de réduction de N2O) par rapport aux sols légers (12 %).
  • La matière organique (MO) : Les données suggèrent que les inhibiteurs performent mieux dans les sols ayant moins de 4,5 % de MO (moyenne de 17 % de réduction de N2O, contre 10% de réduction pour les sols à teneur de MO plus élevée).
  • Le choix d’ingrédient actif : La nitrapyrine, contenue dans l’inhibiteur de nitrification de la marque commerciale eNtrench, semblerait plus efficace pour stabiliser l’azote et favoriser le rendement que les autres ingrédients. Cependant, le eNtrench n’est actuellement plus disponible à la vente dans l’Est du Canada.

4. Y a-t-il des situations où ils sont moins efficaces pour atténuer les GES?

L’interprétation des résultats a aussi permis de confirmer au moins une situation où la performance des inhibiteurs semble moins probante :

  • Avec le sulfate d’ammonium (SAM) : Le SAM possède un effet naturellement acidifiant qui réduit déjà l’activité des bactéries nitrifiantes et la volatilisation de l’urée. L’ajout d’un inhibiteur avec le SAM s’est avéré n’avoir aucun effet supplémentaire sur la réduction des émissions de N2O, lesquelles sont demeurées au même niveau.

5. Les principaux constats opérationnels

Les essais ont permis de constater qu’il n’y a pas de différence notable de l’efficacité des inhibiteurs en fonction :

  • du mode d’apport (dans l’engrais ou dans une opération à part);
  • de la période d’application;
  • de son incorporation ou non.

Pour en apprendre davantage sur les résultats des essais d’inhibiteurs, l’enregistrement du webinaire sur l’activité est disponible en rediffusion.
 

Projet inspirant

En apprendre plus sur le projet Laboratoire vivant – Racines d'avenir

 

Dans le cadre du Laboratoire vivant – Racines d’avenir, plus de 70 producteurs agricoles répartis à travers 14 régions du Québec et de nombreux acteurs du milieu collaborent pour développer, échanger, mettre à l’essai et évaluer des technologies et des pratiques agricoles novatrices dans des conditions réelles de production.

Le Laboratoire vivant – Racines d’avenir est composé de cinq cellules d’innovation. Chacune d’elles vise à codévelopper ou à améliorer des pratiques agricoles sur une thématique précise contribuant à réduire les émissions de GES et à séquestrer du carbone en milieu agricole :

  • Cellule 1 : Gestion et fertilisation des sols
  • Cellule 2 : Alimentation des ruminants et régie des plantes fourragères
  • Cellule 3 : Gestion des lisiers (entreposage et épandage)
  • Cellule 4 : Réappropriation du savoir et restauration écologique du foin d’odeur
  • Cellule 5 : Agroforesterie et aménagement des cours d’eau

Au cœur du projet, le CDAQ – Agriclimat coordonne les trois premières cellules et contribue aux réflexions scientifiques.

Pour en apprendre plus sur le projet et la contribution du CDAQ – Agriclimat.

Pour voir la rediffusion de la série de webinaires de 2026, cliquez ici.

Ce projet est financé par le programme Solutions agricoles pour le climat – Laboratoires vivants d’Agriculture et Agroalimentaire Canada.

 
 

Deux professionnelles du CDAQ au cœur du projet Laboratoire vivant – Racines d’avenir

Ann-Sophy Côté

Originaire du Saguenay–Lac-Saint-Jean et agronome, Ann-Sophy travaille au sein de l’équipe du CDAQ depuis 2023, où elle occupe maintenant un poste cadre à titre de coordonnatrice des projets.

Forte de six ans d’expérience en conseil laitier chez Nutrinor, elle se spécialise dans la nutrition animale, l’optimisation des opérations à la ferme et la régie des cultures.

Elle coordonne aujourd’hui les activités du Laboratoire vivant – Racines d’avenir qui portent sur l’alimentation des ruminants et la régie des plantes fourragères ainsi que la gestion des lisiers, en plus de s’impliquer dans Agriclimat 3, le Laboratoire vivant – Lait carboneutre. Elle accompagne également  des conseillers dans la réalisation de plans climat.

Samara Driessen

Samara est agronome de formation, détentrice d’un diplôme de maîtrise en administration des affaires et ancienne productrice de grandes cultures au Brésil.

Elle a occupé des postes de professionnelle de recherche et de contremaîtresse au CEROM, puis a travaillé au service agronomique et au développement des affaires en production maraîchère chez Organzo.

Chargée de projets au CDAQ depuis 2023, elle coordonne les activités du Laboratoire vivant – Racines d’avenir qui portent sur la gestion et la fertilisation des sols tout en apportant son expertise au projet BOvins pour le climat.
 

Actualités

Un premier plan sectoriel d’adaptation aux changements climatiques en agriculture

Mandaté par le ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation, le Centre d’innovation sociale en agriculture (CISA) coordonne actuellement une démarche visant l’élaboration d’un plan d’adaptation aux changements climatiques pour les secteurs des fraises et framboises ainsi que des légumes de transformation, en collaboration avec le CETAB+ et le CDAQ.

Ce plan, amorcé à l’hiver 2026, sera conçu comme un outil permettant de mieux comprendre les conséquences des changements climatiques et l’effet des stratégies d’adaptation pour ces secteurs de production.

C’est l’occasion pour le CDAQ de mettre à profit son expertise en changements climatiques, notamment sur la méthodologie d’analyse des risques et d’adaptation, en contribuant à une meilleure compréhension de l’évolution du climat pour les régions productrices principales.

Pour en savoir plus sur le projet : cliquez ici
 

💡Une expérience à partager, une pratique inspirante à mettre de l’avant ou une question à soulever?

Vous pourriez collaborer à l’infolettre! Écrivez-nous à  info@cdaq.qc.ca.
 

Agriclimat est financé par le gouvernement du Québec dans le cadre d’Action-Climat Québec, un programme coordonné par le Fonds d’action québécois pour le développement durable et qui découle du Plan pour une économie verte 2030.