Cet article est republié par The Midwest Center for Investigative Reporting et a été copublié avec USA AUJOURD'HUI. Lire l'article original.
Situé au cœur du grenier américain, le comté de Champaign, dans l'Illinois, contribue à répondre à la demande nationale de maïs et de soja tout en alimentant l'un des impacts les plus insidieux du changement climatique :le ruissellement des engrais.
Chaque année, les agriculteurs épandent des tonnes d'engrais azotés sur les vastes étendues de cultures qui recouvrent le paysage plat de Champaign.
Comme la pluie transporte des engrais inutilisés dans la rivière Spoon à proximité, elle stimule la croissance d'algues toxiques en aval.
L'excès de nutriments s'écoule avec les eaux de la cuillère dans une série de rivières plus grandes jusqu'à se déverser dans le golfe du Mexique, alimentant une zone morte massive où aucune vie ne peut survivre.
La dévastation de l'environnement - augmentation des proliférations et augmentation constante de la zone morte - est bien documentée depuis des décennies.
Mais les changements dans la façon dont la pluie tombe, comme expliqué dans un an USA TODAY enquête, ont préparé le terrain pour que les choses empirent beaucoup, pensent maintenant de nombreux scientifiques. Le réchauffement de la planète entraîne globalement plus de précipitations, et plus d'averses en particulier, dans les mêmes régions des États-Unis qui cultivent la majorité des cultures américaines dépendantes des engrais.
Le comté de Champaign, qui possède l'un des plus grands excédents d'azote du pays, est le point zéro de cet impact.
USA AUJOURD'HUI et enquêter sur le Midwest analysé les données sur les précipitations printanières et les niveaux d'azote entre 2014 et 2020 dans la rivière Spoon. L'analyse a révélé que les types d'événements de précipitations extrêmes rendus plus courants par le réchauffement de la planète provoquent trois fois plus de ruissellement d'engrais que les autres événements de pluie et contribuent à une part démesurée de celui-ci dans les cours d'eau.
Les médias ont choisi le comté de Champaign en raison de ses taux élevés d'excédent d'azote pour les cultures de maïs - numéro trois dans le pays - et parce que c'est l'un des rares endroits où l'US Geological Survey suit la concentration d'azote du bassin versant sur une période de plusieurs années.
L'azote dans la cuillère a augmenté 42 fois au cours de ces sept printemps où le gouvernement fédéral l'a suivi. Trente-six des pics sont survenus après une pluie, lorsque l'engrais se fixe aux particules de sol et glisse des champs agricoles vers la rivière.
Parfois, cependant, les pluies tombaient si vite et si abondamment que des dizaines de milliers de livres d'engrais azotés se déversaient dans la rivière et faisaient grimper les niveaux.
Les trois tempêtes les plus violentes ont déversé un tiers de tout l'azote au cours de cette période dans la rivière Spoon.
Les résultats reflètent une étude plus vaste menée par plusieurs chercheurs qui ont découvert que de fortes pluies dans le bassin du Mississippi contribuaient également à un tiers de l'azote rejeté dans le golfe du Mexique. Ces fortes pluies se produisent en seulement neuf jours par an.
Parmi les conséquences les plus frappantes du ruissellement des engrais, la zone morte du Golfe s'étend sur les côtes de la Louisiane et du Texas et a rendu inhabitables quelque 6 330 kilomètres carrés d'eau, selon des mesures récentes par la National Oceanic and Atmospheric Administration.
La prolifération d'algues flottantes s'est étendue et réduite au cours des 35 dernières années, mais dépasse systématiquement l'objectif fixé par le groupe de travail sur l'hypoxie de l'Agence américaine de protection de l'environnement. La moyenne quinquennale actuelle est près de trois fois supérieure à la cible.
Mais il n'y a pas que le golfe du Mexique. Le ruissellement des engrais fait des ravages dans les rivières et les lacs à travers le pays. Il contamine l'eau potable, nuit à la vie aquatique et rend malades les personnes et les animaux domestiques. Il a décimé la population de lamantins en Floride et encrassé la baie de Chesapeake dans le nord-est.
Certains types de proliférations d'algues, comme les cyanobactéries, provoquent des infections respiratoires, des saignements gastro-intestinaux et des vomissements et sont responsables d'au moins 321 visites aux urgences aux États-Unis entre 2017 et 2019 seulement, selon une étude des Centers for Disease Control and Prevention. Dans le monde, environ 60 000 personnes sont empoisonnées chaque année par la prolifération d'algues.
Les fleurs aussi émettent du méthane, un gaz à effet de serre qui aggrave le réchauffement climatique. L'EPA a récemment découvert que les émissions provenant des efflorescences pourraient augmenter de 30 à 90 % au cours du siècle prochain.
C'est une boucle de rétroaction dévastatrice. Les proliférations d'algues contribuent au réchauffement climatique, ce qui augmente les précipitations, ce qui exacerbe ensuite le ruissellement des engrais.
Dans l'Illinois, le nombre de jours avec au moins deux pouces de précipitations a augmenté d'environ 40 % au cours du siècle dernier, selon l'évaluation climatique de l'État en 2021. Et le printemps, lorsque de nombreux agriculteurs épandent des engrais, devrait connaître l'un des gains de précipitations les plus importants d'ici la fin de ce siècle, selon l'évaluation.
Dans le même temps, les agriculteurs ont utilisé de plus en plus d'engrais. Entre 1960 et 1980 seulement, son utilisation sur les principales cultures du pays a triplé, passant de 7,5 tonnes métriques appliquées annuellement à 23,7 millions de tonnes. Ces niveaux ont oscillé autour du point culminant depuis.
Multipliez ce qui se passe dans le comté de Champaign par les centaines de communautés agricoles à travers les États-Unis, et dans le bassin du fleuve Mississippi en particulier.
L'un des "signaux les plus forts" du changement climatique est l'augmentation de l'intensité des précipitations, a déclaré Trent Ford, climatologue de l'État de l'Illinois. Et l'un de ses plus grands défis est l'augmentation du ruissellement des engrais, a-t-il déclaré.
Malgré les problèmes, il existe peu de réglementation gouvernementale sur l'application et la gestion des engrais. Contrairement aux pesticides, les agriculteurs peuvent utiliser autant d'engrais qu'ils le souhaitent et ne s'exposent à aucune amende ou pénalité en cas de dépassement des quantités sûres.
Réglementer l'application d'engrais chimiques et de fumier serait difficile, a déclaré Richard Cruse, professeur d'agronomie à l'Iowa State University. "Vous auriez à surveiller pratiquement chaque acre cultivé", a-t-il déclaré.
Les tentatives gouvernementales de faire exactement cela ont été constamment combattues par des groupes agricoles comme l'American Farm Bureau Federation.
Pendant ce temps, les mesures volontaires visant à réduire le ruissellement, telles que la plantation de cultures de couverture, ont mis du temps à s'implanter.
Dans l'Illinois, les agriculteurs ont planté un total de 1,4 million d'acres de cultures de couverture en 2019, mais il faudra 20,7 millions d'acres supplémentaires en conjonction avec d'autres pratiques de gestion pour atteindre les objectifs à long terme de réduction des nutriments de l'EPA, selon le rapport biennal de l'État. .
"Ils ne sont pas de l'ordre de grandeur que nous devons voir pour réellement changer", a déclaré Catie Gregg, spécialiste de l'agriculture au Prairie Rivers Network à but non lucratif de l'Illinois. "Ensuite, cela est encore compliqué par le changement climatique."
Plus d'engrais, plus de problèmes
Fin juin, la fermière du comté de Champaign, Ann Swanson, a regardé les nuages de pluie assombrir le ciel.
Elle jura.
Swanson, qui gère une ferme biologique de 10 acres cultivant des tomates, des poivrons et des courges, savait que la pluie qui arrivait était catastrophique pour ses cultures.
Le trempage surprise qui est tombé sur une grande partie du centre de l'Illinois cette semaine-là a engendré des tornades et mis fin brusquement aux événements en plein air. Il a également inondé la région métropolitaine de Champaign-Urbana de 5,1 pouces de pluie.
Ann Swanson, directrice de Hendrick House Farms dans un champ qui aurait normalement des plantes partout. Des inondations plus tôt dans la saison ont endommagé la récolte. Photo de Darrell Hoemann, Investigate Midwest.
C'est un demi-pouce au-dessus de la quantité moyenne de précipitations de la région pour tout le mois, selon l'Illinois State Water Survey à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign.
L'averse a causé la plupart des 2 000 tomates de Swanson à développer des taches bactériennes, mettant fin à la saison plus tôt.
"Vous ne vous attendez tout simplement pas à autant de pluie au-delà de juin", a déclaré Swanson. "C'était vraiment décevant."
Swanson n'est pas dans le bassin versant de la rivière Spoon, donc tout engrais excédentaire de sa ferme s'écoule plutôt dans la rivière Kaskaskia. Mais Swanson utilise une foule de pratiques agricoles pour s'assurer que les nutriments restent dans son sol.
Au début de chaque saison, a déclaré Swanson, elle échantillonne son sol pour voir la quantité de nutriments qu'il contient déjà et ajuste son utilisation d'engrais en conséquence. Au lieu de tout jeter au début de la saison de croissance, elle l'applique petit à petit au fur et à mesure que ses cultures poussent.
Si les prévisions météorologiques indiquent de fortes précipitations, elle attendra des conditions plus sèches pour que les cultures puissent absorber le plus de nutriments.
"C'est exactement pourquoi le" pansement latéral "est généralement plus efficace, car vous nourrissez la culture à la cuillère tout au long de la saison de croissance, au lieu de mettre cette énorme masse au début de la saison ou avant même le début de la saison", a déclaré Kelsey Griesheim, étudiante diplômée au département des sciences naturelles et des ressources environnementales de l'Université de l'Illinois.
Swanson utilise également des cultures de couverture. Plantées hors saison lorsque les champs sont généralement nus, les cultures de couverture peuvent améliorer la structure du sol, le transformant davantage en une « éponge », a déclaré Gregg. L'éponge absorbe l'excès d'eau et de nutriments et améliore également la santé globale du sol.
"Avec la culture de couverture", a déclaré Swanson, "je veux m'assurer que je remets ces nutriments dans le sol afin de ne pas les épuiser constamment année après année."
Poivrons santé aux Hendrick House Farms. Des inondations plus tôt dans la saison ont endommagé la récolte. Photo de Darrell Hoemann, enquêter sur le Midwest
Mais Swanson est une exception.
De nombreux agriculteurs appliquent trop d'engrais pour se prémunir contre les fortes pluies, a déclaré Cruse, professeur à l'Iowa State University. C'est un moyen bon marché de tirer le meilleur parti de chaque récolte, a-t-il déclaré, mais cela peut aggraver le problème de ruissellement.
"C'est comme une police d'assurance", a déclaré Cruse. "Les engrais coûtent, mais ne pas en avoir assez pour optimiser votre rendement, coûte encore plus cher."
Selon les données compilées par des chercheurs de l'Iowa State University, les cultures de maïs du seul comté de Champaign avaient en moyenne 31 millions de livres d'azote de plus que ce dont elles avaient besoin chaque année au cours de la décennie se terminant en 2019.
Il s'agit du troisième excédent d'azote le plus élevé du pays pour le maïs, qui est l'une des cultures les plus dépendantes des engrais.
Toxique et coûteux
À environ 550 km au nord du comté de Champaign, Erika Balza connaît de première main les conséquences toxiques et coûteuses d'un ruissellement incontrôlé d'engrais.
Lorsque la mère de deux enfants a emménagé dans la maison de son nouveau mari dans le comté rural de Kewaunee, dans le Wisconsin, à l'extérieur de Green Bay, il y a près de dix ans, elle se souvient qu'il les avait avertis de ne pas boire l'eau.
"Vous pouvez vous doucher avec, vous pouvez faire la lessive avec, faire fonctionner le lave-vaisselle, mais vous ne pouvez pas boire l'eau ici", se souvient-elle.
La raison :le fumier utilisé comme engrais dans les champs agricoles voisins s'infiltre dans le puits de sa famille après la pluie, a déclaré Balza. L'eau a été testée positive pour les bactéries coliformes à plusieurs reprises.
C'est une situation particulièrement dangereuse pour Balza en raison de son système immunitaire affaibli par un cancer du sein métastatique de stade quatre.
Mais ce n'est pas le seul problème.
Un jour de 2016, a déclaré Balza, elle a démarré son lave-vaisselle avant de monter à l'étage pour se coucher. Alors qu'elle ouvrait le robinet pour se brosser les dents, l'eau coulait de couleur brune et sentait le fumier. Les tests ont révélé la vache et la bactérie E. Coli.
Le ministère des Ressources naturelles du Wisconsin et un don d'un agriculteur ont couvert le coût de plus de 13 000 $ de l'installation d'un nouveau puits pour faire couler l'eau jusqu'à sa maison. Mais Balza a dû acheter elle-même un nouveau lave-vaisselle à 700 $ après que l'incident ait détruit l'ancien.
Ces bocaux contiennent de l'eau brune provenant d'un robinet du comté de Kewaunee que les chercheurs ont lié à l'épandage de fumier sur un champ voisin en 2016. Le sol du champ et l'eau de la maison partageaient les mêmes signatures pour les contaminants fécaux. Photo publiée avec l'aimable autorisation du Département de la conservation des terres et de l'eau du comté de Kewaunee
Même avec le nouveau puits, dit-elle, son eau présente toujours des traces de bactéries coliformes et E. coli, ainsi que des niveaux élevés de nitrates.
Balza a déclaré qu'il y avait un manque de surveillance pour les agriculteurs qui épandaient du fumier.
"Il est reparti avec une tape sur les doigts", a-t-elle dit à propos du fermier qu'elle pense responsable du ruissellement.
Les installations de traitement de l'eau des communautés sont tout aussi à risque que les puits individuels.
À seulement une demi-heure de route à l'est de Champaign, dans le comté voisin de Vermilion, l'usine de traitement des eaux de surface d'Aqua Illinois nettoie l'eau potable du lac Vermilion qui sert à environ 38 000 personnes.
Les nitrates dans l'approvisionnement sont un problème saisonnier, a déclaré le directeur de l'usine, David Cronk.
Au printemps, lorsque certains agriculteurs appliquent des engrais et à une période de l'année qui devrait connaître l'une des plus fortes augmentations des précipitations en raison du changement climatique, la concentration de nitrates peut être de 12 à 13 milligrammes par litre avant que l'eau ne soit traitée, a-t-il déclaré. . La limite fédérale est de 10 mg/L.
Dans les années 1990, lorsque les niveaux de nitrate ont dépassé la limite fédérale, les résidents ont reçu de l'eau en bouteille, a déclaré Cronk. Ainsi, en 2000, une unité d'échange d'ions de 4 millions de dollars a été installée pour filtrer l'eau.
Cronk a déclaré que son usine travaille avec les agriculteurs afin qu'ils utilisent les meilleures méthodes pour s'assurer que les nitrates ne pénètrent pas dans l'eau.
"C'est votre principale défense, honnêtement. Nous sommes la dernière défense », a déclaré Cronk. « Nous rendons votre eau potable ici. Mais que fait-il pour le reste du bassin du Mississippi ? Ça va toujours là-bas."
Un autre problème auquel les communautés du pays sont confrontées à cause du ruissellement est la prolifération d'algues toxiques dans les lacs et les étangs.
TJ McCloud et Chris Hoffman, préparent une solution d'argile bentonite pour traiter un étang à Arlington Heights, Illinois. Photo d'Ignacio Calderon, Investigate Midwest
Ava Boswell, responsable des services environnementaux chez McCloud Aquatics, une société de gestion de lacs basée dans le nord de l'Illinois, a déclaré que les cyanobactéries, un type d'algue toxique, sont devenues plus fréquentes dans certaines zones agricoles ou zones à fort développement urbain dans l'Illinois.
Bien que les algues vertes régulières aient été plus fréquemment trouvées par l'entreprise que les cyanobactéries, les algues vertes peuvent également priver les poissons d'oxygène si le lac ou l'étang n'est pas traité, a-t-elle déclaré.
Bien que la diminution de la qualité de l'eau qu'ils ont constatée puisse être due à une augmentation globale de la prolifération d'algues, Boswell a déclaré que cela pouvait également être attribué à une fréquence accrue des tests.
« Faible, flou et sous-financé »
Les tentatives de réglementation de l'application d'engrais et du ruissellement se sont heurtées à une forte résistance de la part de l'industrie agricole.
Ironiquement, ce défi est rendu encore plus difficile par la Clean Water Act de 1972. Même si l'agriculture est depuis longtemps identifiée comme une source majeure de pollution de l'eau, la loi historique du pays exempte explicitement ses rejets de la réglementation.
En conséquence, les efforts pour y remédier ont été "faibles, flous et sous-financés", a écrit un chercheur de l'Université Vanderbilt nommé J.B. Ruhl en 2000, et le lobbying intense des groupes d'agriculteurs a empêché l'adoption de réglementations musclées.
C'est ce qui s'est passé en 2014 lorsque l'administration Obama a cherché à définir plus largement quelles eaux étaient protégées par la loi dans un geste que les agriculteurs ont qualifié de dépassement. Ils craignaient que le gouvernement essaie de réglementer leurs fossés d'irrigation, leurs étangs et même leurs flaques d'eau.
L'American Farm Bureau Federation a réagi en lançant une campagne #DitchtheRule qui a qualifié l'effort d'"accaparement des terres".
Les bureaux des fermes d'État et d'autres groupes représentant les agriculteurs se sont également joints à l'action, selon le Center for Responsive Politics. En 2015, l'American Farm Bureau Federation a dépensé 2,8 millions de dollars en lobbying sur des questions telles que les règles relatives à l'eau potable.
L'EPA a riposté avec sa propre campagne appelée #DitchtheMyth pour lutter contre ce qu'elle a appelé la "désinformation". Selon le Government Accountability Office, d'autres tactiques qu'il a employées ont violé une loi contre la propagande secrète.
Au final, la règle a fait long feu.
Quelques années avant cette bataille, en 2011, l'EPA avait averti que la moitié des cours d'eau américains avaient des niveaux d'azote moyens à élevés et que les violations de l'eau potable en nitrate avaient doublé au cours des huit années précédentes.
L'agence a publié cet avertissement dans ce qu'on appelle le "mémo Stoner", et elle a proposé que les États réduisent ces niveaux en se concentrant sur plusieurs domaines, y compris l'utilisation d'engrais agricoles.
Mais, une décennie plus tard, l'Illinois et ses parties prenantes sont toujours en train de mettre en œuvre un plan de réduction du ruissellement.
"Vous essayez d'influer sur le changement sur environ 22 millions d'acres de terres cultivées exploitées par environ 72 000 agriculteurs indépendants, et c'est un gros coup de pouce", a déclaré Trevor Sample, qui coordonne la mise en œuvre de la stratégie de réduction des pertes de nutriments de l'Illinois pour l'EPA de l'État.
L'État EPA est l'un des nombreux partenaires dans l'effort en cours pour réduire le ruissellement. D'autres incluent le Département de l'agriculture de l'État et le Bureau agricole de l'Illinois.
Les groupes ont pris à cœur la note de Stoner, a déclaré Lauren Lurkins, directrice de la politique environnementale de l'Illinois Farm Bureau. "Maintenant, nous sommes fermement au milieu de la mise en œuvre de notre stratégie d'un défi environnemental très complexe."
Charles Meier, un législateur républicain, a déclaré que la majorité des agriculteurs font déjà de leur mieux pour léguer un meilleur environnement à la prochaine génération.
"Un agriculteur ne veut pas non plus payer pour des engrais qui finiront par se laver et se déverser dans l'eau", a-t-il déclaré. "Nous voulons garder l'engrais dans le sol."
Passer à l'action
Certains signes montrent que certains programmes gouvernementaux gagnent du terrain.
Dans l'Illinois, le programme Fall Covers for Spring Savings offre un rabais d'assurance de 5 $ pour chaque acre de culture de couverture inscrit. Au cours de la saison de croissance 2019-2020, l'État a reçu un financement pour 50 000 acres.
L'attribution a été remplie une semaine seulement après l'ouverture.
La saison dernière, l'attribution a été satisfaite en 12 heures, avec 130 050 acres supplémentaires qui avaient été demandés, selon le rapport biennal de l'État. Désormais, le programme doublera son plafond d'acres, selon l'EPA de l'État.
Au-delà de la rétention d'engrais, les cultures de couverture peuvent améliorer la quantité de nourriture produite par une ferme. Les fermes qui ont utilisé des cultures de couverture pendant au moins cinq années consécutives pourraient s'attendre à une augmentation de 3 % de la production de maïs et d'environ 5 % de la production de soja, selon Sustainable Agriculture Research and Education, un programme soutenu par le Département américain de l'agriculture.
Ann Williams, représentante de l'État démocrate de l'Illinois et présidente du comité de l'énergie et de l'environnement de l'État, a déclaré que de nombreux membres de la communauté agricole s'adaptent en voyant ces avantages.
"Nonobstant les impacts climatiques, cela a des avantages pour leurs rendements, pour leurs profits", a-t-elle déclaré. "C'est alors que vous êtes vraiment en mesure de faire valoir que l'adoption de la mise en œuvre n'est pas seulement dans l'intérêt de la communauté et du monde entier, mais dans votre propre intérêt économique."
Mais la mise en œuvre de toutes les pratiques de gestion nécessaires dans l'agriculture peut coûter cher :environ 789 millions de dollars par an pour réduire l'azote et le phosphore dans le cadre d'objectifs à long terme, selon le rapport biennal de l'État.
"La réalité est que la résolution et l'atténuation des dommages causés par la crise climatique nécessiteront des actions agressives et soutenues à long terme à tous les niveaux de gouvernement", a déclaré Williams. "Je pense qu'il faudra une combinaison d'éducation (et) plus de ressources allouées à la communauté agricole."
Le moment est venu d'agir, a déclaré Gregg du Prairie Rivers Network, sinon il sera encore plus difficile de s'adapter.
"Alors que nous voyons le temps changer, il devient de plus en plus difficile d'arriver là où nous voulons aller", a-t-elle déclaré. "Il n'y a vraiment pas de moment idéal pour essayer quelque chose de nouveau, mais c'est quelque chose qui empire."
