Dans un climat frois, les émissions annuelles de méthane provenant du lisier de bovins laitiers révèlent une tendance à l’hystérésis

Citation

Kariyapperuma, K.A., Johannesson, G., Maldaner, L., VanderZaag, A., Gordon, R., Wagner-Riddle, C. (2018). Year-round methane emissions from liquid dairy manure in a cold climate reveal hysteretic pattern. Agricultural and Forest Meteorology, [online] 258 56-65. http://dx.doi.org/10.1016/j.agrformet.2017.12.185

Résumé en langage clair

L’entreposage du lisier de bovins laitiers favorise la production de méthane (CH4) et constitue une source importante de ce gaz à effet de serre. L’entreposage du fumier dans les climats froids est soumis à d’importantes variations de température au cours d’une année, et la complexité accrue du chargement du fumier à la ferme nécessite des mesures tout au long de l’année, lesquelles font actuellement défaut. Les objectifs de cette étude étaient de 1) quantifier les émissions de CH4 provenant de l’entreposage du lisier de bovins laitiers à l’échelle de la ferme dans un climat froid; 2) étudier l’effet de la température du fumier sur les émissions de CH4; et 3) comparer les émissions de CH4 mesurées avec les valeurs issues du modèle de températures de l’EPA des É.-U.. Les flux de méthane et la température du fumier ont été mesurés d’août 2010 jusqu'au début de novembre 2011 dans une ferme commerciale de l’Ontario, au Canada. La température du fumier a augmenté à partir de février 2011, mais l’augmentation des émissions de CH4 a été retardée jusqu'en juillet 2011. Par conséquent, la réponse des émissions de CH4 à la température dépendait du réchauffement ou du refroidissement du fumier, plutôt que de la seule température. Le modèle de température de l’EPA a bien prédit les émissions durant la phase de refroidissement, mais les a surestimées durant la phase de réchauffement, ce qui laisse supposer qu’il pourrait y avoir d’autres facteurs limitant la production microbienne de CH4. L’effet de la phase de réchauffement ou de refroidissement observée dans la présente étude doit être pris en compte dans la prévision des émissions provenant du fumier entreposé.

Résumé

© 2017. L’entreposage du lisier de bovins laitiers favorise la production de méthane (CH4) et constitue une source importante de ce gaz à effet de serre. L’entreposage du fumier dans les climats froids est soumis à d’importantes variations de température au cours d’une année, et la complexité accrue du chargement du fumier à la ferme nécessite des mesures tout au long de l’année, lesquelles font actuellement défaut. Les objectifs de cette étude étaient de 1) quantifier les émissions de CH4 provenant de l’entreposage du lisier de bovins laitiers à l’échelle de la ferme dans un climat froid; 2) étudier l’effet de la température du fumier sur les émissions de CH4; et 3) comparer les émissions de CH4 mesurées avec les valeurs dérivées du modèle de température de l’EPA des É.-U. Les flux de méthane ont été mesurés d’août 2010 jusqu'au début de novembre 2011 dans une ferme commerciale de l’Ontario, au Canada, à l’aide d’une méthode de bilan massique micrométéorologique reposant sur 3 tours avec prises d’air à 4 hauteurs placées autour du réservoir d'entreposage. La température du fumier et la teneur en solides volatils (SV) ont aussi été mesurées. Les émissions mensuelles de CH4 mises à l’échelle par les SV ont diminué, passant de 43,8 g CH4 kg−1 SV en septembre 2010 à 5,3 g CH4 kg−1 SV en janvier 2011, et elles étaient corrélées avec la température (r2 = 0,94). La température du fumier a augmenté à partir de février 2011, mais l’augmentation des émissions de CH4 a été retardée jusqu'en juillet 2011. Par conséquent, la réponse des émissions de CH4 à la température a montré un profil d’hystérésis où les émissions de la phase de réchauffement après l’hiver (avril-juin) étaient significativement plus faibles que les émissions de la phase de refroidissement après l’été (septembre-novembre) malgré des températures similaires. Le modèle de température a bien prédit les émissions durant la phase de refroidissement, mais les a surestimées durant la phase de réchauffement, révélant d’autres facteurs limitants pour la production microbienne de CH4. Ainsi, les émissions annuelles de CH4 prévues étaient environ 2,3 fois plus élevées que les valeurs mesurées. Ce nouvel effet d’hystérésis doit être pris en compte dans la prévision des émissions de CH4 provenant du fumier entreposé.

Date de publication

2018-08-15

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