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Rapport technique thématique no. 15. - Tendances de l’azote résiduel dans le sol pour les terres agricoles du Canada, de 1981 à 2006

Ce rapport est aussi disponible en version PDF. Rapport technique thématique no. 15. - Tendances de l'azote résiduel dans le sol pour les terres agricoles du Canada, 1981 - 2006 (PDF, 1.0 Mo)

Information sur le document

Tendances de l’azote résiduel dans le sol pour les terres agricoles du Canada, de 1981 à 2006

Couverture de la publication

C.F. Drury, J.Y. Yang et R. De JongNote de bas de pagea

Biodiversité canadienne : état et tendances des écosystèmes en 2010
Rapport technique thématique no 15
Publié par les Conseils canadiens des ministres des ressource

Catalogage avant publication de Bibliothèque et Archives Canada

Tendances de l’azote résiduel dans le sol pour les terres agricoles du Canada, de 1981 à 2006.

Publ. aussi en anglais sous le titre :
Trends in residual soil nitrogen for agricultural land in Canada, 1981-2006.
Monographie électronique en version PDF.
ISBN 978-1-100-98527-5
No de cat. : En14-43/15-2011F-PDF

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Ce rapport devrait être cité comme suit :
Drury, C.F., Yang, J.Y. et De Jong, R. 2011. Tendances de l’azote résiduel dans le sol pour les terres agricoles du Canada, de 1981 à 2006. Biodiversité canadienne : état et tendances des écosystèmes en 2010, Rapport technique thématique no 15. Conseils canadiens des ministres des ressources. Ottawa, (Ont.). iii + 17 p.

© Sa Majesté la Reine du chef du Canada, 2011
Also available in English

Notes de bas de page

Notes de bas de page a

Tous les auteurs sont au service d’Agriculture et Agroalimentaire Canada

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Préface

Les Conseils canadiens des ministres des ressources ont élaboré un Cadre axé sur les résultats en matière de biodiversitéNote de bas de page1 en 2006 pour mettre l’accent sur les mesures de conservation et de restauration conformément à la Stratégie canadienne de la biodiversitéNote de bas de page2. Le rapport Biodiversité canadienne : état et tendances des écosystèmes en 2010Note de bas de page3 a été le premier rapport rédigé suivant ce cadre. Il permet d’évaluer les progrès réalisés en vue d’atteindre l’objectif du cadre, à savoir des « écosystèmes sains et diversifiés » et d’obtenir les deux résultats souhaités en matière de conservation : i) des écosystèmes productifs, résilients et diversifiés capables de se rétablir et de s’adapter et ii) la restauration des écosystèmes endommagés.

Les 22 constatations clés récurrentes présentées dans Biodiversité canadienne : état et tendances des écosystèmes en 2010 sont issues de la synthèse et de l’analyse des rapports techniques préparés dans le cadre du présent projet. Plus de 500 experts ont participé à la rédaction et à l’examen de ces documents de base. Le présent document,Tendances de l’azote résiduel dans le sol pour les terres agricoles du Canada, de 1981 à 2006, s’inscrit au nombre de plusieurs rapports préparés sur la situation et les tendances de thèmes nationaux intersectoriels. Il a été préparé et révisé par des experts du domaine d’étude et reflète les points de vue des auteurs.

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Remerciements

Nous aimerions exprimer notre reconnaissance à M. E.C. Huffman (Ph.D.) et à M. Xueming Yang (Ph.D.) qui ont fourni les données de coefficients d’azote. Nous sommes également très reconnaissants au Programme national d’analyse et de rapport en matière de santé agroenvironnementale (PNARSA) d’avoir financé cette recherche. Enfin, des remerciements particuliers sont adressés aux réviseurs du présent rapport.

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Système de classification écologique – écozones+

Une version légèrement modifiée des écozones terrestres du Canada, décrite dans le Cadre écologique national pour le CanadaNote de bas de page4, a permis de déterminer les zones représentatives d’écosystèmes pour tous les rapports compris dans le présent projet. Les modifications comprennent : un ajustement des limites terrestres pour tenir compte des améliorations résultant des activités de vérification au sol; la fusion des trois écozones de l’Arctique en une seule écozone; l’utilisation de deux écoprovinces, à savoir le bassin intérieur de l’Ouest et la forêt boréale de Terre-Neuve; l’ajout de neuf zones marines représentatives d’écosystèmes; et l’ajout de l’écozone des Grands Lacs. Ce système de classification modifié est appelé « écozones+ » dans ces rapports afin d’éviter toute confusion avec les « écozones » mieux connues du cadre initialNote de bas de page5.

Cadre de classification écologique pour le Rapport sur l'état et les tendances des écosystèmes du Canada.

Carte

Description longue pour le Rapport sur l'état et les tendances des écosystèmes du Canada.

Cette carte du Canada montre le cadre de classification écologique pour le Rapport sur l'état et les tendances des écosystèmes, appelé « écozones+ ». Cette carte illustre la répartition des 15 écozones+ terrestres (Maritime de l'Atlantique; Boréale de Terre-Neuve; Taïga du bouclier; Plaines à forêts mixtes; Bouclier boréal; Plaines hudsoniennes; Prairies; Plaines boréales; Cordillère montagnarde; Bassin intérieur de l'Ouest; Maritime du Pacifique; Cordillère boréale; Taïga de la cordillère; Taïga des plaines; Arctique), deux grandes écozones+ de lacs (Grand Lacs; Lac Winnipeg), et neuf écozones+ marines (Estuaire et golfe du Saint-Laurent; Golfe du Maine et plateau néo-écossais; Plateaux de Terre-Neuve et du Labrador; Baie d'Hudson, baie James et bassin Foxe; Archipel Arctique canadien; Mer de Beaufort; Côte nord et détroit d'Hécate; Côte ouest de l'île de Vancouver; Détroit de Georgia).

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Indicateurs agroenvironnementaux

Dans le cadre du Programme national d’analyse et de rapport en matière de santé agroenvironnementale, Agriculture et Agroalimentaire Canada a élaboré un ensemble d’indicateurs agroenvironnementaux scientifiques. Ceux-ci ont été présentés pour la première fois dans le rapport de 2000 (pour la période de 1981 à 1996). Les indicateurs ont ensuite été mis à jour en 2005 (pour la période de 1981 à 2001). Ils figurent également dans le dernier rapport de 2010 (pour la période de 1981 à 2006) (Eilers et al., 2010). Trois de ces indicateurs sont présentés par écozone+ dans le cadre de la série de rapports techniques thématiques du rapport Biodiversité canadienne : état et tendances des écosystèmes en 2010. Il s’agit des rapports portant sur l’érosion des terres cultivées (McConkey et al., 2011), sur la capacité d’habitat faunique (Javorek et Grant, 2011) et sur l’azote résiduel dans le sol qui fait l’objet du présent rapport.

Les données de la base de données du Recensement de l’agriculture du Canada ont été utilisées pour estimer ces trois indicateurs agroenvironnementaux. Cette base de données classe les paysages agricoles en quatre principaux types de couverture : « terres cultivées », « pâturage » (catégorie sous-divisée en « pâturages améliorés » et « pâturages non améliorés »), « jachère » et « autres terres » (les autres terres comprennent, par exemple, les enclos de ferme, les terrains boisés, les allées, les brise-vent, les marais et les tourbières) (Huffman et al., 2006; Statistique Canada, 2008). Les rapports techniques thématiques sur l’érosion du sol et l’azote résiduel dans le sol portent sur les terres agricoles exploitées. Par conséquent, seuls les trois premiers types de couverture sont utilisés dans les calculs (les pâturages non améliorés ne sont pas pris en compte dans l’analyse sur l’érosion des terres). Javorek et Grant (2011), par contre, incluent le type de couverture « autres terres » dans leur rapport sur la capacité d’habitat faunique des terres agricoles. La définition du type de couverture « terres cultivées » utilisée aux fins du Recensement de l’agriculture du Canada est différente de celle employée dans le rapport sur l’érosion des terres, où la catégorie « terres cultivées » englobe les catégories « terres cultivées », « pâturages améliorés » et « jachère » du Recensement de l’agriculture. Pour ces raisons, les nombres présentés pour la superficie totale de terres agricoles ou cultivées et les pourcentages des différents types de couverture pour une écozone+ ou une région peuvent varier légèrement selon l’un ou l’autre des trois rapports sur l’agriculture préparés dans le cadre de la série de rapports techniques thématiques de l’évaluation Biodiversité canadienne : état et tendances des écosystèmes en 2010. Par ailleurs, il peut y avoir d’autres écarts en raison de la méthodologie employée pour garantir l’anonymat des données (pour obtenir de plus amples renseignements, voir Eilers et al., 2010).

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Introduction

L’indicateur d’azote résiduel dans le sol (ARS) est une estimation de la quantité d’azote inorganique par hectare qui demeure dans le sol après la récolte des cultures (Drury et al., 2010). La plus grande partie de l’azote inorganique qui demeure dans le sol après la récolte est sous forme de nitrates (NO3-), mais il peut aussi se trouver sous forme d’ammonium et, en quantité infime, de nitrites. Des valeurs élevées d’ARS peuvent être observées lorsque les rendements des cultures sont inférieurs aux rendements attendus ou que les champs reçoivent plus d’engrais ou de fumier que nécessaire pour les cultures. La diminution des rendements qui entraîne des concentrations élevées d’ARS peut se produire en raison de nombreux facteurs, dont de mauvaises conditions climatiques (p. ex., précipitations insuffisantes ou excessives, gel hâtif ou tardif), les maladies, les insectes ou un sol pauvre (p. ex., sols compacts, mauvaise aération, structure dégradée). L’azote qui reste dans le sol après la récolte peut être lessivé de la zone racinaire des cultures, particulièrement dans les régions humides où les précipitations sont habituellement supérieures à l’évaporation. Des concentrations élevées de nitrates supérieures à la norme de rendement idéale recommandée par l’Initiative nationale d’élaboration de normes agroenvironnementales (INENA), qui est de 4,7 mg d’azote par litre (N/L) pour l’eau douce, peuvent être nocives pour l’environnement (Guy, 2008; Guy, 2009), et des concentrations de nitrates dans les eaux de surface et dans les eaux souterraines supérieures aux concentrations indiquées dans les recommandations pour la qualité de l’eau potable peuvent être nocives pour le bétail et les humains lorsque cette eau est utilisée pour la consommation (Chambers, 2001). De plus, dans un sol humide, les nitrates sont sujets à la dénitrification, qui réduit les nitrates en monoxyde d’azote (NO), en oxyde de diazote (N2O) et en diazote (N2) (Drury et al., 1992). Bien que les émissions de NO et de N2O aient une incidence négative sur la qualité de l’air, ces pertes gazeuses réduisent la quantité de nitrates résiduels dans le sol qui pourraient être lessivés de la zone racinaire, ce qui peut donc diminuer le risque de contamination de l’eau. Dans les régions où les pertes par le lessivage et la dénitrification sont faibles, l’ARS peut demeurer dans la zone racinaire et peut être disponible pour les cultures subséquentes. Par conséquent, l’estimation de l’ARS est utile pour déterminer les régions agricoles qui, à l’automne, présentent un risque de moyen à très élevé d’accumuler des nitrates qui peuvent être lessivés vers les eaux souterraines ou être dénitrifiés et nuire ainsi à la qualité de l’air. Il est également utile de suivre les changements des quantités d’ARS avec le temps afin d’observer si le risque d’accumulation de nitrates dans les sols augmente, diminue ou demeure stable. Dans les régions où les valeurs d’ARS sont élevées, des pratiques de gestion pourraient être adoptées afin de réduire la quantité d’azote résiduel dans le sol, ce qui pourrait être bénéfique autant pour l’économie que pour l’environnement.

Il a été montré que des concentrations de nitrates dans l’eau ont des effets sur la biodiversité. Les limites d’exposition à court terme en eau douce (49 mg N/L ou 218 mg NO3-/L) pour le Canada sont fondées sur des valeurs de CL50 pour les concentrations de nitrates qui sont toxiques pour une variété d’invertébrés (p. ex., phryganes, cladocères), d’espèces de poissons (p. ex., barbue de rivière, grand corégone, crapet arlequin, truite arc-en-ciel et saumon quinnat) de même que d’amphibiens (p. ex., rainette du Pacifique, dactylèthre) (Guy, 2008). Les limites d’exposition à long terme aux nitrates en eau douce ont également été obtenues à partir des valeurs de CL10 et des concentrations de substances toxiques maximales acceptables pour diverses espèces de poissons, d’amphibiens et d’invertébrés, et la norme de rendement idéale recommandée par l’INENA a été établie à 4,7 mg N/L ou 21 mg NO3-/L (Guy, 2009). Il a été montré que des concentrations de nitrates de 6,25 et 25 mg N/L avaient des effets sublétaux sur le taux de développement des embryons et sur la taille des alevins du touladi et du grand corégone (Mcgurk et al., 2006). Ces valeurs peuvent se situer dans la gamme des concentrations trouvées dans l’eau de drainage par canalisations souterraines provenant des terres agricoles (Drury et al., 2009; Drury et al., 2010). Des concentrations élevées de nitrates, d’ammoniac ou de phosphates sont également responsables de la formation d’efflorescences algales (Chambers et al., 2001).

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Notes de bas de page

Notes de bas de page 1

Environnement Canada. 2006. Un cadre axé sur les résultats en matière de biodiversité pour le Canada. Conseils canadiens des ministres des ressources. Ottawa, ON.p.

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Notes de bas de page 2

Groupe de travail fédéral-provincial-territorial sur la biodiversité. 1995. Stratégie canadienne de la biodiversité : réponse du Canada à la Convention sur la diversité écologique. Environnement Canada, Bureau de la Convention sur la biodiversité. Ottawa, ON. 80 p.

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Notes de bas de page 3

Les gouvernements fédéral, provinciaux et territoriaux du Canada. 2010. Biodiversité canadienne : état et tendances des écosystèmes en 2010. Conseils canadiens des ministres des ressources. Ottawa, ON. vi + 148 p.

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Notes de bas de page 4

Groupe de travail sur la stratification écologique. 1995. Cadre écologique national pour le Canada. Agriculture et Agroalimentaire Canada, Direction générale de la recherche, Centre de recherches sur les terres et les ressources biologiques et Environnement Canada, Direction générale de l’état de l’environnement, Direction de l’analyse des écozones. Ottawa/Hull, ON. 144 p. Rapport et carte nationale 1/7 500 000.

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Notes de bas de page 5

Rankin, R., Austin, M. et Rice, J. 2011. Système de classification écologique pour le Rapport sur l’état et les tendances des écosystèmes. Biodiversité canadienne : état et tendances des écosystèmes en 2010, Rapport technique thématique no 1. Conseils canadiens des ministres des ressources. Ottawa, ON.

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Introduction