Les recommandations sur la qualité de l’eau pourraient-elles nuire à la planète ?

AZoCleantech a parlé au Dr Laura Christianson PE des pratiques actuelles de conservation de la qualité de l’eau et de la façon dont elles ne vont peut-être pas assez loin pour fournir des avantages environnementaux. Christianson détaille son étude unique dans cette interview.

Comment avez-vous commencé vos recherches sur les émissions de protoxyde d’azote et leurs effets sur l’environnement ?

J’ai étudié l’azote et l’agriculture pendant 15 ans depuis mon doctorat, mais mon objectif principal a été la lixiviation de l’azote et la pollution de l’eau. J’ai eu quelques occasions de collaborer avec d’autres qui étudient les formes gazeuses de l’azote, comme l’oxyde nitreux, qui est un gaz à effet de serre. Le cycle de l’azote dure depuis des millions d’années. C’est pourquoi, en tant que scientifique, il est passionnant pour moi de développer une meilleure compréhension de cet élément essentiel à la vie, mais qui peut également être impliqué dans la pollution de l’eau et de l’air.

Quelles pratiques actuelles de conservation de la qualité de l’eau sont en place dans le Midwest ?

Il existe de nombreuses bonnes pratiques de conservation qui aident à garder propres les eaux de drainage des fermes et à réduire le ruissellement. La pratique d’une culture de couverture d’hiver est l’une de nos pratiques les plus largement promues. Ces cultures de couverture protègent le sol pendant l’hiver par rapport à un champ en jachère. Mon expertise particulière concerne les bioréacteurs à copeaux de bois qui sont des tranchées remplies de copeaux de bois qui nettoient la pollution azotée des eaux de drainage souterraines en utilisant le processus naturel de dénitrification.

Quelle est l’importance de ces pratiques pour la santé des fermes et de l’environnement?

Les cultures de couverture, les bioréacteurs, les zones humides, l’amélioration de la gestion des engrais azotés et de nombreuses autres pratiques sont essentielles pour réduire la quantité d’azote envoyée en aval de mon état de l’Illinois aux États-Unis. Nous savons que l’azote dans l’eau cause des problèmes de qualité de l’eau localement et en aval. De plus en plus, l’application de ces pratiques recommandées aidera à démontrer que nous voulons vraiment être de meilleurs voisins en amont.

Pouvez-vous nous dire comment vous avez mené vos recherches et ce que vos résultats révèlent sur ces pratiques de conservation ?

Dans cette étude particulière, nous avons utilisé 16 parcelles de deux acres qui avaient chacune des tuyaux de drainage en tuiles à 3 pieds sous eux dans le sol.

En plus des parcelles, nous avons effectué divers traitements de gestion des engrais azotés et inclus un traitement avec une culture de couverture de seigle céréalier. Nous avons constaté que le respect des pratiques recommandées de gestion des engrais azotés ainsi que la réalisation d’une culture de couverture résultaient en une lixiviation moindre de l’azote dans l’eau de drainage souterrain. Cependant, nous avons également mesuré le gaz d’oxyde nitreux qui traversait la surface du sol des parcelles et avons constaté que le traitement de la culture de couverture libérait des pics d’oxyde nitreux lors de la décomposition de la biomasse de seigle céréalier. C’était un compromis pour cette pratique qui est importante pour nous afin d’atteindre les objectifs de qualité de l’eau.

Crédit d’image : Université de l’Illinois

Qu’est-ce qui rend votre recherche unique ?

Bien que l’azote soit l’un des éléments les plus importants pour la vie de cette plante et qu’il soit essentiel à la croissance des cultures, très peu d’études ont évalué simultanément à la fois l’azote qui s’infiltre dans l’eau et l’azote qui est émis sous forme d’oxyde nitreux à travers la surface du sol. Atteindre à la fois les objectifs de qualité de l’eau et de climat est important, c’était donc une bonne étape vers des évaluations plus complètes.

Qu’est-ce que l’oxyde nitreux et comment est-il libéré ?

Le protoxyde d’azote est un gaz à effet de serre qui est près de 300 fois plus puissant que le dioxyde de carbone en termes de potentiel de réchauffement climatique. L’oxyde nitreux émis par les sols résulte généralement du processus de dénitrification, qui fait naturellement partie du cycle de l’azote. L’oxyde nitreux émis par les sols agricoles est influencé par une combinaison de facteurs contrôlables et incontrôlables : l’humidité du sol, la température du sol, le pH du sol et la disponibilité du carbone et de l’azote. Et, oui, c’est la même molécule d’oxyde nitreux que celle utilisée chez votre dentiste : le gaz hilarant.

Quelles stratégies de gestion potentielles pourraient être mises en place pour réduire les pics d’émissions d’oxyde nitreux à différents moments de l’année ?

En ce qui concerne notre recherche particulière, les prochaines étapes seraient d’évaluer si les émissions d’oxyde nitreux peuvent être réduites en cultivant une espèce différente de culture de couverture ou en gérant la culture de couverture différemment (comme la terminer différemment, incorporer la biomasse, etc.) .

Quelles sont les prochaines étapes de votre recherche ?

Nous étudions maintenant de nouvelles cultures de couverture et stratégies de culture sur nos parcelles de recherche sur le drainage.

Où les lecteurs peuvent-ils trouver plus d’informations ?

L’article sur lequel ce communiqué de presse est basé est disponible en ligne gratuitement ici :

Preza-Fontes, G., LE Christianson, K. Greer, R. Bhattarai et CM Pittelkow (2022) Application fractionnée d’azote en cours de saison et effets des cultures de couverture sur les émissions d’oxyde nitreux dans le maïs pluvial. Agriculture, écosystèmes et environnement 326:107813. https://doi.org/10.1016/j.agee.2021.107813

À propos du Dr Laura Christianson PE

Le Dr Laura Christianson PE, professeure adjointe de qualité de l’eau au Département des sciences des cultures de l’Université de l’Illinois, a fondé et codirige le programme de recherche et de sensibilisation sur le drainage de l’Illinois (I-DROP).

Elle a auparavant travaillé comme ingénieure de recherche sur la conception de bioréacteurs à copeaux de bois pour l’élimination du nitrate de sources ponctuelles et non ponctuelles, a étudié des options pour améliorer la qualité du drainage de l’eau des fossés dans le centre de l’Atlantique et a effectué des recherches sur la qualité de l’eau en tant que boursière Fulbright en Nouvelle-Zélande.

Le Dr Christianson a reçu le prix Inspiring Young Scientist Award 2018 de la section American Society of Agronomy Environmental Quality et le prix Larry W. Turner Young Extension Professional Award de l’ASABE en 2020. Elle est ingénieure professionnelle agréée dans l’État de l’Illinois.

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