L’azote et le phosphore sont des éléments indispensables à la nutrition des plantes, qui font notamment l'objet d'apports d'engrais au champ. Lorsque les apports sont supérieurs aux besoins des végétaux, le surplus peut être entraîné vers le milieu aquatique par ruissellement ou dans les nappes phréatiques par infiltration, en particulier lors des périodes de drainage (automne et hiver), pouvant conduire localement à des pollutions de l'eau. Le calcul du surplus azoté et phosphaté permet de quantifier ce risque. Le surplus brut correspond au bilan entre les flux d'azote ou de phosphore entrant sur les terres agricoles et les flux sortants liés aux prélèvements par les cultures. Le surplus net tient compte également des flux sortants dans l'atmosphère.

En 2020, en France métropolitaine, le surplus brut d'azote est estimé à 1,5 million de tonnes, soit 52 kg par hectare de surface agricole utilisée (SAU) (figure 1). Le flux d'azote entrant (apports d’azote) est estimé à 4,2 millions de tonnes, soit 145 kg d'azote par hectare de SAU ; il provient à 50 % de l'azote contenu dans les fertilisants minéraux, boues et composts (azote issu dans sa quasi-totalité d'engrais de synthèse), à 40 % de l'azote organique contenu dans les déjections des animaux d'élevage (32 % des déjections d'herbivores), à 7 % de l'azote capté par les plantes légumineuses (fixation symbiotique) et à 3 % de l'azote atmosphérique (déposition). En sortie, les prélèvements par les cultures sont estimés à 2,7 millions de tonnes (soit 93 kg d'azote par hectare de SAU), dont 62 % par les fourrages et prairies. Par ailleurs, 540 000 tonnes d'azote (soit 19 kg d'azote par hectare de SAU) se volatilisent dans l'atmosphère notamment sous forme d'ammoniac, en provenance aux deux tiers des élevages. Par déduction, le surplus net d'azote s'élève en 2020 à 970 000 tonnes d'azote, soit 33 kg par hectare de SAU.

Les apports en phosphore sont répartis différemment : 42 % proviennent des fertilisants minéraux, boues et compost (la quasi-totalité issue d’engrais minéraux), contre 57 % de déjections d’animaux d’élevage (40 % spécifiquement d’herbivores). Les fourrages et prairies représentent 53 % des exports. Contrairement à l’azote, le phosphore n’est pas émis dans l’atmosphère. Le surplus est estimé à 6 kg de phosphore par hectare de SAU en 2020 .

Entre 2000 et 2020, les apports azotés ont diminué de 25 kg par hectare de SAU (-14,7 %). La baisse régulière observée sur cette période est due à la diminution de l'apport dans les sols de fertilisants minéraux, et à la réduction du cheptel bovin (figure 2). Les exports azotés ont également diminué, de 116 kg par hectare de SAU en 2000-2004 à 106 kg en 2016-2020. Cette diminution est liée pour partie aux conditions climatiques. Ainsi, sur la période, les années marquées par la sécheresse s’accompagnent d’un surplus brut d'azote plus élevé. Ce fut par exemple le cas en 2003 et dans une moindre mesure en 2020. En dehors de ces évolutions marquées, le surplus brut est globalement stable sur la période, tout comme le surplus net.

Concernant le phosphore, la baisse du surplus est estimée à 3,7 kg par hectare de SAU entre les moyennes quinquennales 2000-2004 et 2016-2020, soit -51 %. Cette baisse provient pour l’essentiel de la diminution des quantités d’engrais minéraux phosphatés épandus (figure 3).