Agriculture et Pollution

Les effets de l'agriculture sur la pollution

L'agriculture est un type d'utilisation des terres dans lequel un écosystème est modifié pour soutenir la vie végétale ou animale en vue de la production alimentaire. Cette modification des terres perturbe intrinsèquement les processus et les cycles naturels de l'écosystème, mais le niveau de perturbation dépend des pratiques de gestion utilisées.

Qu'est-ce que la pollution agricole ?

La pollution agricole peut désigner les nombreuses formes de pollution qui résultent de l'utilisation des terres à des fins de production alimentaire.

Des champs de maïs en monoculture aux pâturages de bétail élevé biologiquement, presque tous les types d'agriculture produisent une forme de pollution à des degrés divers.

Types de pollution agricole

La pollution est un terme général qui englobe les effets négatifs sur trois composantes principales de l'environnement : l'air, l'eau et le sol. L'atmosphère interagit avec les sous-produits agricoles de façon très différente de l'eau, par exemple, et il est donc important de comprendre les différences entre les trois types de pollution agricole.

Pour mieux comprendre les nombreux effets de l'agriculture sur la pollution, examinons les différents types de pollution agricole et les principaux polluants agricoles qui y sont associés.

L'agriculture comme cause de la pollution de l'air

Les gaz à effet de serre sont des gaz qui retiennent la chaleur et qui sont essentiels au maintien de la vie sur Terre. Sans eux, nous gèlerions. Cependant, ces gaz se sont accumulés en excès dans notre atmosphère, en grande partie à cause des activités humaines telles que la combustion de combustibles fossiles.

Les processus naturels de respiration et de décomposition des plantes contribuent aux flux saisonniers de gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone (_CO2). En effet, les plantes et les sols renferment une grande quantité de carbone sous forme de matière organique. Cependant, certaines pratiques agricoles peuvent libérer des gaz à effet de serre en excès, ce qui contribue à la pollution de l'air car ce carbone emprisonné est décomposé et expiré sous forme de gaz qui piège la chaleur.

Les principaux polluants agricoles associés à la pollution de l'air sont le_CO2, le méthane (_CH4) et l'oxyde nitreux(_N2O). Chacun de ces polluants est créé par des processus différents dans l'agriculture, alors regardons de plus près comment chacun d'entre eux est produit.

Fig. 1 - Les émissions de gaz à effet de serre provenant de l'agriculture ont augmenté au fur et à mesure que les pratiques agricoles industrialisées se développent dans le monde.

Dioxyde de carbone

Le_CO2 est principalement libéré par deux pratiques agricoles : le changement d'affectation des terres et le labourage. La déforestation se produit souvent lorsque les terres sont défrichées à des fins agricoles, et c'est la principale cause agricole de_{pollution par le} ^CO22. Le fait de débarrasser la terre de la biomasse qui retient le carbone entraîne la libération de ce carbone sous forme de_CO2 gazeux. Cette libération se produit également lorsque les champs sont brûlés avant d'être plantés. De même, le labourage, ou l'émiettement du sol avant la plantation, expose la matière organique enfouie à l'air, où elle est plus rapidement décomposée et expirée sous forme de_CO2.

Le méthane

Une molécule de _CH4, ou méthane, retient environ 25 fois plus de chaleur qu'une molécule de_CO2 dans l'atmosphère. L'agriculture libère du méthane de deux manières principales : la production de riz et le bétail la digestion et les déchets des ruminants.

Les microbes impliqués dans la fermentation entérique, un type de digestion chez les animaux ruminants comme les vaches, libèrent du _CH4 lorsqu'ils décomposent l'herbe. Leurs excréments continuent de libérer du _CH4 dans l'atmosphère au fur et à mesure qu'ils se décomposent.

De plus, le riz est souvent cultivé dans des rizières inondées, ce qui crée des conditions anaérobies pour les microbes du sol. L'accès à l'oxygène étant réduit dans les rizières, les microbes modifient leurs voies métaboliques et libèrent du_CH4 comme sous-produit de la respiration.

L'oxyde nitreux

Si tu pensais que_{le CO2} et le _CH4 étaient des gaz à effet de serre puissants, laisse place à l'oxyde nitreux, ou _N2O. Son potentiel de réchauffement est plus de 250 fois supérieur à celui d'une molécule de_CO2. Ce gaz puissant est un polluant agricole majeur qui provient de l'application d'engrais agrochimiques contenant de l'azote et de la décomposition des déchets animaux.

Le _N2Oest un sous-produit naturel du cycle de l'azote, dans lequel le _N2 atmosphérique est converti en formes d'azote assimilables par les plantes. Lorsque des engrais agrochimiques sont appliqués sur un champ, souvent en excès, les microbes commencent à décomposer l'azote. Cela entraîne la libération de _N2Oen quantités bien plus importantes que ce qui est normalement possible dans les écosystèmes naturels.

Tout comme les engrais agrochimiques, les déchets animaux sont riches en azote. C'est pourquoi le fumier est souvent utilisé comme engrais dans les fermes biologiques. Bien que le fumier provienne effectivement de sources organiques, il peut introduire un excès d'azote, et les microbes libèrent du _N2Odans l'atmosphère lorsqu'ils décomposent les déchets animaux.

L'agriculture, cause de la pollution de l'eau

Les eaux de ruissellement provenant de l'agriculture contribuent à la pollution des eaux de surface (par exemple, les ruisseaux, les rivières et les lacs) ainsi que des eaux souterraines. L'eau qui pénètre dans les terres agricoles par la pluie ou l'irrigation peut mettre en suspension des polluants et les transporter dans les eaux de ruissellement. Les principaux polluants agricoles présents dans l'eau sont les produits agrochimiques, les déchets animaux et les sédiments.

Ruissellement des produits agrochimiques

Les pesticides et les herbicides agrochimiques sont appliqués dans les champs pour décourager les parasites tels que les insectes et les mauvaises herbes. Comme ces produits agrochimiques sont formulés pour tuer certaines formes de vie, ils constituent un polluant majeur lorsqu'ils sont emportés par le ruissellement de l'eau. Lorsqu'ils se déposent dans les lacs et les rivières, ils peuvent s'accumuler et devenir toxiques pour la vie aquatique.

Les engrais agrochimiques sont utilisés pour augmenter la croissance des plantes, mais ils sont souvent appliqués en excès. Les engrais azotés et phosphorés peuvent être emportés par les eaux de ruissellement et se déposer en aval. L'eutrophisation peut se produire lorsque l'azote ou le phosphore provenant des produits agrochimiques enrichissent un plan d'eau au-delà des niveaux naturels.

Le phytoplancton présent dans l'eau utilise rapidement les nutriments et prolifère sous forme d'efflorescences algales. Leur croissance incontrôlée épuise l'oxygène de l'eau, entraînant la mort des poissons et des autres organismes aquatiques. En outre, ces proliférations d'algues peuvent libérer des sous-produits toxiques pour l'homme.

Fig. 2 - Signes d'eutrophisation dans la mer Caspienne. Remarque la coloration verte et turquoise due à la prolifération d'algues qui se produit dans le nord, où une rivière apporte à la mer des eaux de ruissellement agricoles contaminées.

Déchets d'animaux

À l'instar de l'enrichissement en nutriments qui se produit avec les engrais agrochimiques, les déchets animaux peuvent contenir de fortes concentrations d'azote. Lorsque les eaux de ruissellement emportent le fumier dans les eaux de surface ou les nappes phréatiques, l'azote est libéré du fumier et s'accumule. Une fois de plus, il y a eutrophisation. Les déchets animaux peuvent également contenir d'autres contaminants et agents pathogènes.

L'agriculture comme cause de la pollution des sols

Le sol est une ressource naturelle indispensable à l'agriculture. Cela vaut aussi bien pour la production végétale que pour l'élevage, car l'alimentation des animaux sera influencée par la santé du sol dans lequel elle est cultivée. L'agriculture peut polluer le sol par deux processus principaux : l'accumulation de contaminants dans le sol et la perte de sol par érosion.

La contamination

Les contaminants du sol tels que les sels et les métaux lourds peuvent s'accumuler suite à l'utilisation de produits agrochimiques et à l'irrigation. La salinisation du sol peut se produire lorsque les eaux utilisées pour l'irrigation sont riches en sels dissous. Ces sels s'accumulent lorsque l'eau s'évapore. Les métaux lourds peuvent pénétrer dans le sol suite à l'application de produits agrochimiques. Lorsque les métaux et les sels s'accumulent jusqu'à atteindre des niveaux toxiques, les microbes du sol et la croissance des plantes peuvent être affectés négativement.

L'érosion

L'érosion ou la perte de sol est provoquée par les pratiques agricoles qui perturbent physiquement la structure du sol, comme le labourage. En brisant les agrégats du sol, les particules de sol sont plus susceptibles d'être perdues par l'érosion éolienne ou hydrique. Certaines formes de contamination par des produits agrochimiques peuvent également contribuer à affaiblir les agrégats du sol.

La terre transportée par le ruissellement de l'eau peut s'accumuler autour des sources d'eau et contribuer à la pollution de l'eau. L'excès de sédiments se retrouve en suspension dans l'eau et peut bloquer la lumière du soleil, entravant ainsi la croissance des plantes aquatiques.

Fig. 3 - Les dépôts de sédiments provenant de l'érosion et du ruissellement des champs agricoles avoisinants obstruent un cours d'eau dans le Tennessee.

Principaux polluants agricoles

Voici un récapitulatif des types de pollution agricole et des principaux polluants agricoles qui leur sont associés.

Moyens de réduire la pollution agricole de l'eau

Bien que la pollution agricole ait augmenté, de nombreux efforts sont en cours pour réduire ces impacts. La pollution agricole de l'eau est particulièrement préoccupante car les sources d'eau contaminées peuvent avoir de graves répercussions sur la santé des populations humaines, animales et aquatiques.

Moins de produits agrochimiques

L'une des solutions consiste à réduire l'utilisation des produits agrochimiques, qui ne doivent être appliqués qu'en quantités appropriées et à la bonne période de l'année. Cela permet de diminuer le ruissellement des produits agrochimiques et d'éviter l'eutrophisation en aval. De même, les déchets animaux peuvent être compostés avant d'être épandus dans les champs afin de mieux contrôler l'apport de nutriments dans le sol. L'utilisation de pesticides peut également être réduite grâce à la lutte intégrée contre les parasites, qui consiste à planter des plantes qui dissuadent naturellement les parasites en même temps que les cultures ^{commerciales3}.

Tampons riverains

Les zones tampons riveraines sont des zones de végétation plantées autour des sources d'eau pour constituer un tampon naturel contre la pollution agricole. Elles réduisent le ruissellement des produits agrochimiques qui pénètrent dans une source d'eau à partir des champs agricoles et fournissent des habitats pour les plantes et les animaux indigènes. Les racines des arbres et des arbustes absorbent une partie des nutriments excédentaires avant qu'ils ne polluent l'eau.

Fig. 4 - Une bande riveraine autour d'un cours d'eau dans l'Iowa ralentit l'écoulement des eaux de ruissellement provenant des champs agricoles environnants.