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Dynamique des pesticides dans les mulchs en agriculture de conservation : vers un outil de modélisation couplé

L’étude des interactions entre pesticides et mulch en agriculture de conservation a conduit à proposer un modèle couplé sol-mulch pour étudier la dynamique des pesticides dans différents scénarios de non travail du sol.

Céréale moissonnée dont la paille n'est pas récoltée, mais broyée sur place pour être enfouie lors des pratiques culturales suivantes.. © © INRA, CAUVIN Brigitte
Mis à jour le 25/06/2015
Publié le 10/04/2015

L’agriculture de conservation, qui repose sur la réduction du travail du sol, le semis direct et la couverture végétale, prend de plus en plus d’essor dans le monde mais elle peut impliquer une utilisation importante d’herbicides. En système de non labour, la présence de mulch ou paillis, c’est-à-dire de résidus végétaux issus des cultures précédentes, est un élément déterminant des différents processus qui contrôlent le devenir des pesticides.

L’interception des pesticides par le mulch favorise leur localisation dans les résidus de récolte. Leur persistance y est contrôlée par des processus de rétention par adsorption, de transformation microbienne et de transport par lessivage, dont les mécanismes sont spécifiques aux mulchs, par rapport aux mécanismes similaires dans les sols.

Les objectifs de ce travail étaient de mieux comprendre ces processus, d’établir les bases d’un modèle pour chacun des processus, d’assembler leur représentation mathématique au sein d’un même modèle. La combinaison d’approches expérimentales suivant en parallèle la décomposition des mulchs et le devenir et le transport de pesticides à l’échelle de colonnes de sol sous différents régimes hydriques a permis de tester différentes hypothèses de modélisation et d’obtenir les valeurs de certains paramètres.  

 

Des processus qui dépendent des mulchs et de la biomasse microbienne qui assure leur dégradation

 

Ce travail a montré que

  • le coefficient d’adsorption des pesticides dans les mulch peut être décrit par une fonction liée à la qualité biochimique des mulchs et qui dépend de leur nature et de leur état de décomposition ;
  • la dégradation des pesticides est proportionnelle à la biomasse microbienne qui décompose les mulchs en surface ;
  • leur interception par le mulch ainsi que leur libération du paillis vers le sol peuvent être simulé avec un modèle de transfert sol-mulchs-atmosphère ;
  • l’analyse de sensibilité du modèle indique que la quantité de pesticides lessivée est sensible à la capacité de rétention d’eau des mulchs ainsi qu’au temps d’arrivée de la première pluie après l’application des pesticides.

 

Vers une généralisation du modèle

A terme, l’utilisation d’autres données expérimentales obtenues au champ et la réalisation de simulations pour différents scénarios de qualités de mulchs et de pratiques d’application des pesticides permettront de généraliser ce modèle  au travers de son intégration dans la plateforme Sol Virtuel.

 

Ce travail a été réalisé au cours d’une thèse financée dans le cadre du projet PEPITES - Processus écologiques et processus d’innovation technique et sociale en agriculture de conservation (ANR 2009-2013).

Sohaib Aslam. 2013. Modeling the impact of decomposing mulch on pesticide dynamics in conservation agriculture.Thèse de doctorat, AgroParisTech. 187 pages.

Ce modèle fait l’objet d’une première utilisation dans le cadre du projet CIREPPE : Cultures intermédiaires pour réduire les pertes de pesticides (2011-2014).

Ce travail et leurs résultats sont un des faits marquants de l'Inra Versailles-Grignon au titre de l'année 2014.

En savoir plus

Aslam S., P. Benoit, F. Chabauty, V. Bergheaud, C. Geng, L. Vieublé-Gonod, P. Garnier. 2014. Modelling the impacts of maize decomposition on glyphosate dynamics in mulch. European Journal of Soil Science 65: 231.

Aslam S., A. Iqbal, M. Deschamps, S. Recous, P. Garnier, P. Benoit. 2015. Effect of rainfall regimes and mulch decomposition on the dissipation and leaching of S-metolachlor and glyphosate: a soil column experiment. Pest Management Science 71: 278.