Les décisions que prennent les agriculteurs au printemps et en été peuvent augmenter considérablement les émissions de gaz à effet de serre (GES) plus tard au cours de l'hiver.

C'est un élément clé d'une nouvelle étude de l'Université du Vermont qui montre, pour la première fois, que les impacts des décisions d'utilisation du fumier des agriculteurs s'étendent au-delà de la saison de croissance pour influencer les émissions lors des chaudes journées d'hiver.

« Cela pourrait avoir de gros impacts à mesure que les hivers deviennent plus chauds et que les sols dégelent plus fréquemment, " a déclaré l'auteur principal Carol Adair, de l'École Rubenstein de l'environnement et des ressources naturelles de l'UVM et de l'Institut Gund pour l'environnement. « Si les terres cultivées se déplacent plus au nord avec le réchauffement climatique, cela pourrait augmenter les contributions de l'agriculture aux émissions mondiales de GES. »

L'étude, Publié dans Journal de la Soil Science Society of America , fournit certaines des premières mesures des émissions de GES des sols agricoles du Vermont et met en évidence les compromis importants avec les pratiques agricoles actuelles, comme l'injection de fumier dans les sols.

Bien qu'il soit connu que les décisions des agriculteurs d'ajouter des éléments nutritifs à leurs champs affectent les émissions de gaz à effet de serre pendant la saison de croissance, Adair et ses collègues constatent que ces choix ont des effets durables :ils peuvent augmenter les émissions de puissants gaz à effet de serre, en particulier le protoxyde d'azote (N 2 O), lors des dégels hivernaux.

Émissions de GES (CO 2 et n 2 O) des sols agricoles ont été bien étudiés pendant la saison de croissance, beaucoup moins en hiver. Comprendre les conséquences durables des décisions de gestion devient de plus en plus critique, comme l'agriculture devrait s'étendre et s'intensifier dans les régions du nord à mesure que le climat se réchauffe, disent les chercheurs.

« En injectant du fumier, les agriculteurs essaient de faire ce qu'il faut et de garder le fumier à la ferme, dans leurs sols et leurs cultures, et hors des cours d'eau, " dit Adair. " Ces résultats, en conjonction avec nos recherches précédentes qui ont révélé que l'injection augmentait également les émissions pendant la saison de croissance, suggèrent qu'il peut y avoir d'importants compromis à considérer au moment de décider d'une méthode d'épandage du fumier. »

Les émissions de GES résultent de l'activité des microbes du sol, comme les bactéries, qui décomposent le fumier en nutriments utilisables par les cultures. « Pendant les hivers typiques, lorsque les sols sont très froids, les microbes hibernent essentiellement, mais ils n'attendent que les bonnes conditions pour être à nouveau actifs, ", a déclaré Adair. "Lorsque les sols se réchauffent un peu ou dégelent, les microbes se réveillent et commencent rapidement à produire des GES."

Les chercheurs ont mené une étude en laboratoire sur des sols gelés recueillis lors d'essais sur le terrain au Vermont. Les terres agricoles ont reçu différentes méthodes d'épandage du fumier (diffusion, diffusion plus incorporation par charrue, et injection) pendant la saison de croissance. Dans le laboratoire, les chercheurs ont soumis des carottes de sol à un geler/dégeler, ou un traitement de décongélation pendant huit jours.

L'équipe de recherche a découvert que la méthode d'épandage du fumier avait un fort impact sur les taux d'émission de CO 2 et n 2 O—un GES environ 300 fois plus puissant pour piéger la chaleur que le CO 2 - des sols. Lors des dégels hivernaux, N 2 Les émissions d'O provenant des sols injectés de fumier étaient jusqu'à 20 fois supérieures aux émissions provenant des sols avec épandage de fumier à la volée ou à la volée plus la charrue.

Libération de CO 2 et n 2 O était jusqu'à huit fois plus élevé dans les sols dégelés que dans les sols laissés gelés, mais cela variait selon la méthode d'application du fumier. Les émissions d'oxyde nitreux des sols injectés étaient 2 à 3 fois plus élevées que celles des sols saupoudrés de fumier et de 4 à 19 fois supérieures à celles des sols saupoudrés et labourés. Le type d'épandage de fumier a également affecté le CO 2 mais pas autant que cela a affecté N 2 O.

Les chercheurs ont quelques théories sur les raisons pour lesquelles les émissions de GES sont plus élevées avec l'injection de fumier et prévoient une étude plus approfondie. "Les microbes qui produisent du CO 2 et n 2 O besoin de carbone et de nitrate, et les injections de fumier à 6-8 pouces sous la surface du sol peuvent augmenter la disponibilité de ces nutriments, " a déclaré Adair. " Une autre raison potentielle est que les traitements d'épandage de fumier modifient les communautés microbiennes; il peut y avoir plus du type de microbe qui produit N 2 O dans les sols injectés."

"Cette étude nous a donné un point de départ incroyablement utile pour étendre cette recherche, et nous a permis de travailler avec plus d'agriculteurs du Vermont, " dit Lindsay Barbieri, doctorat étudiant à l'école Rubenstein et à l'institut Gund. « Ensemble, nous surveillons les émissions de GES, en plus de la qualité de l'eau, le rendement des cultures, et d'autres mesures, des sols et des pratiques agricoles. Cela se passe directement sur le terrain, pendant de plus longues périodes, alors que nous travaillons à mieux comprendre les complexités des pratiques agricoles et le rôle des émissions de GES au Vermont. »