La signature isotopique de l’azote des nitrates en tête de bassin reflète les processus de dénitrification dans les sols et les zones riveraines

DOI
https://doi.org/10.26047/PIREN.rapp.ann.2006.vol26

La mesure de la composition isotopique des éléments présents dans les stocks naturels de substances environnementales permet de renseigner d’une part l’origine de ces éléments, et d’autre part les modifications apportées à cette composition lors des processus de transformation qu’ils subissent, dans la mesure où ces transformations s’accompagnent d’un fractionnement isotopique significatif. Dans le cas des nitrates des eaux de surface, nos travaux antérieurs ont montré (i) que le δ15N-NO3 - mesuré dans les nitrates lessivés reflète la composition isotopique de l’azote organique du sol, lequel varie en fonction du contexte pédo-lithologique (Sebilo et al., 2005; Sebilo et al., in prep.). (ii) que la composition isotopique des sols agricoles diffère significativement de celles des sources d’azote dont il provient (engrais, fixation d’azote atmosphérique, retombées atmosphériques) probablement à cause de l’importance des processus de pertes gazeuses qui caractérisent l’agriculture (dénitrification et volatilisation d’ammonium) (Sebilo et al, 1996, in prep). Les sols forestiers au contraire ont un azote organique de composition isotopique beaucoup plus proche de ces sources primaires. (iii) qu’une part significative des nitrates provenant des eaux des bassins versants peut être dénitrifiée dans les zones ripariennes avant de rejoindre les cours d’eau, ce qui génère un fractionnement isotopique significatif. Ainsi la composition isotopique des nitrates des eaux de surface dans les petits cours d’eau de tête de bassin reflète, d’une manière complexe mais intégrative, les processus de perte gazeuse affectant le cycle de l’azote dans les sols et les zones riveraines des bassins versants. Dans le but de tester cette hypothèse et d’apporter à terme des éléments permettant de quantifier de manière intégrée les processus de dénitrification à l’échelle du paysage agricole régional, la composition isotopique de l’azote des nitrates a été analysée dans une centaine d’échantillons prélevés dans divers cours d’eau de tête de bassin du réseau hydrographique de la Seine durant l’année 2006. Nous présentons ici les résultats de ces mesures et les pistes d’interprétation, encore qualitative, qu’elles ouvrent.