Engrais, élevage, légumineuses, les enjeux d’une indépendance azotée pour l’agriculture européenne

La double dépendance européenne, aux engrais et aux protéines végétales, renvoie à un enjeu majeur : l’azote, fortement présent dans les protéines végétales et déterminant pour la productivité des cultures. Or les flux d’azote tiennent bien davantage de la cascade que du cycle, avec des pertes et des impacts à tous les niveaux : environ 70 % des apports dans le système agrialimentaire européen sont perdus dans l’environnement, entraînant des impacts négatifs majeurs en termes de biodiversité, d’émissions de gaz à effet de serre, de qualité de l’eau et de l’air, menaçant la santé humaine et celle des écosystèmes.

L’azote utilisé en agriculture est donc à l’intersection d’enjeux géopolitiques, énergétiques, environnementaux, économiques et de santé publique. Peut-on réduire ces dépendances ainsi que les pertes dans l’environnement et les impacts négatifs associés ? Il n’est pas rare d’entendre évoquer l’élevage, via ses effluents, comme levier de substitution de la fertilité minérale. Qu’en est-il vraiment ? Quels enseignements tirer de la place de l’élevage en agriculture biologique, qui exclut les engrais de synthèse ? Et finalement, quels leviers pour augmenter l’autonomie azotée de l’agriculture européenne ?

Rappelons d’abord qu’il y a seulement quatre sources d’entrée d’azote dans le système agricole européen (terres cultivées et prairies permanentes) selon les données issues de Billen et al. (2024) : les engrais minéraux de synthèse (environ 55 % des entrées), la fixation symbiotique grâce aux légumineuses (environ 18 %), les dépôts atmosphériques (environ 13 %) et l’alimentation animale importée (environ 13 %).

Les effluents d’élevage contribuent certes à la fertilisation (environ 25 % des apports d’azote sur les terres cultivées), mais cet azote n’a pas été créé par les animaux d’élevage : il provient exclusivement de leur alimentation, fourrages issus des prairies (via les légumineuses fourragères), céréales ou légumineuses à graines, et donc indirectement des entrées listées plus haut. Les engrais organiques comme les effluents d’élevage ne sont ainsi pas une alternative à la fertilisation de synthèse ou aux importations de protéines végétales, mais plutôt leur produit.

Au premier rang, les légumineuses

Atténuer les dépendances implique de réduire ou supprimer deux des quatre sources : les engrais azotés de synthèse et les aliments riches en azote pour les animaux d’élevage, qui représentent ensemble quasiment 70 % des entrées d’azote. Pour les compenser, on ne peut pas jouer sur les dépôts atmosphériques, dont l’augmentation traduirait une pollution plus forte. Dès lors, l’augmentation de la fixation symbiotique, et donc le développement des légumineuses, constitue la seule source d’azote soutenable.

Ces légumineuses à graines ou fourragères sont implantées dans des prairies, dans les terres cultivées, en cultures principales, intermédiaires ou associées. Plus de la moitié des entrées d’azote via la fixation symbiotique est liée aux légumineuses fourragères en Europe. Elles jouent donc un rôle prépondérant par rapport aux légumineuses à graines pour deux raisons différentes : elles sont souvent pluriannuelles et fixent davantage d’azote en moyenne, et elles occupent aujourd’hui une superficie bien plus importante.

Les légumineuses fourragères peuvent soit alimenter des animaux d’élevage ou des méthaniseurs, les effluents d’élevage ou le digestat étant utilisés pour fertiliser les parcelles de cultures, soit être détruites sur place (cultures intermédiaires) ou fauchées et apportées sur des parcelles de culture (transfert d’engrais vert), où elles se décomposeront. La gestion de l’azote fixé par les légumineuses - et, dans le cas des prairies, son transfert vers les terres cultivées - constitue ainsi un enjeu central pour un système agricole qui s’appuierait nécessairement sur la fixation symbiotique.

L’élevage, un rôle de second ordre…

L’élevage peut y jouer un rôle. C’est le cas en agriculture biologique en France, où un peu plus de la moitié des apports d’azote aux terres cultivées se fait sous forme d’effluents d’élevage. Mais les autres voies citées plus haut existent aussi pour valoriser cet azote. L’élevage pose deux autres défis.

Premièrement, la circulation de l’azote dans les systèmes d’élevage est à l’origine de pertes importantes : le passage par les productions animales non seulement ajoute une étape (par rapport à l’utilisation directe en alimentation humaine ou au retour au sol), augmentant donc les risques de perte, mais il rend surtout l’azote plus mobile et réactif, ce qui accroît le phénomène.

Deuxièmement, aux niveaux actuels de cheptels et de production animale, l’élevage crée des besoins en azote très importants pour l’alimentation animale. Environ trois quarts de l’azote mobilisé dans le système agricole sont utilisés pour l’élevage, alors que le double impératif d’indépendance et de réduction des pertes impose justement une réduction de ces apports.

Dans la mesure où il impose une augmentation des entrées et des pertes, l’élevage apparaît ainsi aujourd’hui...