D. Baize; R.Tomassone Modélisation empirique du transfert du cadmium et du zinc des sols vers les grains de blé tendre - Programme GESSOL – La Châtre Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 10 (4), p. 219-240, 2003. @article{a_Baize2003,Est-il possible de bâtir des modèles permettant de détecter par avance les cas de concentrations excessives en éléments traces métalliques (ETM) dans les grains de blé, à partir de données pertinentes acquises sur des échantillons de sol ? C’est pour répondre à cette question, parmi d’autres, qu’a été lancée cette étude, dans le cadre du programme GESSOL. L’étude a été réalisée dans la région de La Châtre (sud de l’Indre). Elle a porté sur cinq familles pédo-géologiques contrastées (sols issus de roches métamorphiques vs sols issus de roches sédimentaires ; sols acides vs sols calciques ou calcaires). Des données analytiques ont été acquises sur la composition minérale (ETM et éléments majeurs) des grains de blé tendre et sur l’horizon de surface labouré du sol portant ces blés (caractérisation agro-pédologique classique, concentrations totales en ETM, cadmium, cuivre, plomb et zinc extractibles par le DTPA et par le nitrate d’ammonium). Certains sols montrent des teneurs naturelles élevées en cadmium et zinc, d’autres en plomb. Une telle démarche de prédiction de la composition minérale des grains de blé uniquement à partir de mesures faites sur échantillons de sols se heurte à des difficultés théoriques intrinsèques. Malgré cela, l’analyse des corrélations canoniques a montré qu’il existe un lien fort entre les 25 variables analytiques pédologiques disponibles et les 7 variables de composition des grains. En outre, de bons modèles de régression ont été obtenus pour le cadmium, très bien validés sur un autre jeu de données acquis dans la région de Limoges. Ils devraient permettre une prédiction correcte de Cd et Zn pour les variétés de blé les plus ‘accumulatrices’. Les calculs statistiques ont porté sur les données analytiques numériques. Les deux meilleurs modèles obtenus pour prédire les teneurs en Cd dans les grains prennent en compte seulement quatre variables pédologiques chacune hautement significative et la relation valeurs prédites/valeurs mesurées présente un excellent coefficient de corrélation. Ces variables sont le pH et la teneur totale en manganèse du sol et les quantités de Cd extractibles par les deux réactifs utilisés (DTPA et NO3NH4). Outre une validité statistique, ces résultats montrent une cohérence bio-géochimique : le cadmium extractible par NO3NH4 est supposé être échangeable, celui extractible par le DTPA est censé correspondre aux compartiments du métal associés aux matières organiques et aux oxydes de fer, tandis que le manganèse total est constitué essentiellement par ses oxy-hydroxydes, phases solides connues pour leurs propriétés de rétention des éléments traces métalliques. Ces oxy-hydroxydes de manganèse méritent donc une attention particulière et une quantification plus spécifique, afin d’élaborer finalement un indicateur pertinent et facile à mesurer en routine. Mots clés : Grain de blé, cadmium, zinc, sols, extraction partielle, modèle prédictif, Indre. |
D. Arrouays; C. Jolivet; L. Boulonne; G. Bodineau; C. Ratié; N. Saby; E. Grollea Le Réseau de Mesures de la Qualité des Sols (RMQS) de France Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 10 (4), p. 241-252, 2003. @article{b_Arrouays2003,Un réseau systématique de mesures de la qualité des sols (RMQS) est mis en place en France, à l’initiative du groupement d’intérêt scienfifique Sol (GIS Sol), qui regroupe les ministères en charge de l’agriculture et de l’environnement, l’Ademe, l’Ifen et l’INRA. Les préoccupations concernant la protection de l’environnement, l’adaptation de l’agriculture aux nouveaux contextes politiques et économiques, et les risques concernant la sécurité alimentaire, sont les principaux facteurs qui ont contribué à la prise de conscience de la nécessité d’élaborer des programmes de surveillance des sols. Le RMQS est fondé sur l’installation de sites sur la base d’une grille régulière de plus de 2000 points couvrant le territoire national. Le pas de temps adopté pour le suivi est de 7 à 8 ans. Les échantillons sont conservés au sein d’une pédothèque. Les investissements consentis pour cette opération sont très importants et font l’objet d’une coordination nationale. Cette implication forte de plusieurs partenaires, et les récentes prises de position de la commission européenne sur les sols, permettent d’espérer une pérennisation de cette opération sur le long terme. Mots clés : Qualité des sols, réseau de mesures, France. |
K. Goulding; P. Poulton Des experimentations de longue durée sur la recherche en environnement. Un exemple pris en Grande Bretagne. Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 10 (4), p. 253-262, 2003. @article{c_Goulding2003,Rothamsted possède des séries d’expérimentations de longue durée, la plus ancienne ayant débuté en 1843. Ces expérimentations ont été utilisées en particulier pour suivre la qualité des sols en relation avec son utilisation ou d’autres pressions. La recherche a montré comment le carbone peut augmenter rapidement lors du passage d’une terre cultivée à une prairie ou au développement d’une occupation forestière, ou lorsque des fumiers d’origine animale sont apportés régulièrement. A l’inverse, une terre arable perd son carbone même lors de rotations avec de la prairie. Les résultats de ces expériences ont été utilisés pour aider à la mise au point des modèles internationalement connus que sont ROTH-C (sur le cycle du carbone) et SUNDIAL (cycle de l’azote). Les flux de nitrate et phosphate vers l’eau, et ceux du méthane des oxydes d’azote et de l’ammonium vers l’atmosphère ont été mesurés et mis en relation avec les pratiques de gestion des terres. Rothamsted a les plus longues séries de données sur les pluies acides du monde. Cela a été exploité avec les échantillons de sol et de végétation des expériences de longue durée, pour mettre en évidence les dépôts acides et leurs effets sur le sol et la végétation. Les analyses d’échantillons de sols et de plantes montrent l’accumulation ou au contraire la décroissance de la pollution par les métaux lourds ou polluants organiques tels que les dioxines, les furanes ou les PCBs. Les impacts de tels polluants sur les micro-organismes ont été étudiés. Les expérimentations de Rothamsted vont continuer à fournir des renseignements uniques sur la qualité des sols, l’impact de l’agriculture sur l’environnement et la durabilité de l’agriculture. Mots clés : Qualité des sols, pollution, métaux lourds, polluants organiques persistants, dépositions acides, cycle du carbone et de l`azote, émissions de gaz. |
J. Ranger; C. Nys La qualité des sols forestiers français Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 10 (4), p. 263-286, 2003. @article{d_Ranger2003,La qualité des sols forestiers est abordée en identifiant les contraintes liées à leur spécificité d’une part, et au traitement des forêts d’autre part. L’intensification de la sylviculture se traduit par une demande accrue à l’écosystème, dans un contexte général d’essences frugales en apparence seulement, de sols aux réserves limitées, et de restitutions rarement pratiquées. Cet article passe en revue les contraintes physiques et chimiques liées aux aménagements sylvicoles. Les contraintes pour la biologie du sol ne sont pas abordées ici. La stratégie des aménagements doit donc éviter au maximum les dégradations dans un contexte socio-économique où la remédiation est difficile, coûteuse et non souhaitée. La notion d’indicateur de la qualité des sols forestiers est abordée : elle passe nécessairement par un approfondissement des connaissances sur leur fonctionnement et leur dynamique. L’association des sites-ateliers de recherche, où sont acquises ces données sur les mécanismes à partir desquelles s’élaborent des modèles à base mécaniste, et les observatoires de type réseau. Renécofor et réseau européen, doit conduire à la définition de critères opérationnels de qualité des sols. Il faut noter le caractère évolutif de cette notion en relation avec les fonctions à privilégier : ce domaine est actuellement en pleine redéfinition, puisque la fonction de production n’est plus nécessairement prédominante. Mots clés : Sols forestiers, dégradation physique, fertilité, acidification, traitements sylvicoles, indicateurs de qualité, gestion durable. |
D. King; A. Bruand; I. Cousin; J. Hollis Rôle des propriétés physiques des sols et de leur variabilité spatiale sur les flux déau Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 10 (4), p. 287-298, 2003. @article{e_King2003,Les sols ont un rôle régulateur évident sur les flux d’eau au travers de leurs propriétés hydrodynamiques qui agissent sur les processus d’infiltration, de stockage et de ruissellement. Ces propriétés influencent également la qualité de l’eau puisque les échanges aux interfaces sont conditionnés par les temps de transfert. La gestion de l’eau dans les sols a longtemps été la préoccupation de la production agricole tant pour limiter les excès d’eau (drainage) que pour palier les insuffisances climatiques (irrigation). Les nouveaux objectifs environnementaux impliquent une réactualisation des connaissances sur les propriétés physiques des sols, notamment avec la prise en compte de leur variabilité spatiale aux différentes échelles. Le présent article se focalise sur les verrous actuels et propose plusieurs champs d’étude en relation avec les nouveaux moyens de mesure désormais à notre disposition. Aux échelles détaillées, il est nécessaire de développer une approche tridimensionnelle de la porosité et des flux hydriques ainsi qu’une meilleure connaissance de l’influence de la nature et de l’histoire des matériaux sur les propriétés physiques. Aux plus larges échelles, la question demeure celle de la généralisation spatiale de mesures ponctuelles et coûteuses. Différentes pistes sont examinées : les méthodes géophysiques non destructives, les fonctions de pédotransfert établies sur des bases déterministes et les nouvelles méthodes de spatialisation numérique combinant des données ponctuelles avec des mesures spatiales et exhaustives. Enfin, une gestion des risques de dégradation est proposée face aux menaces qui pèsent sur les propriétés physiques des sols: tout d’abord, par une intégration du suivi de ces propriétés dans les systèmes de surveillance des sols à long terme ; ensuite, par une utilisation accrue des outils de gestion de la politique agricole commune pour orienter les pratiques agricoles ; enfin, par le développement d’une modélisation capable d’intégrer des connaissances ‘ incertaines ‘ et peu nombreuses dans la gestion des flux d’eau aux différentes échelles d’espace et de temps. Ces orientations devraient apporter une aide aux acteurs et gestionnaires des territoires qui se trouvent confrontés à la complexité de la diversité et de la variabilité spatiale des sols. Mots clés : Sols, propriétés physiques et hydriques, variabilité spaciale, gestion de léau. |
P. Benoit; C. Souiller; I. Madrigal; V. Pot; B. Réal; Y. Coquet; C. Margoum; B. Laillet; A. Dutertre; J.J. Gril; E. Barriuso Fonctions environnementales des dispositifs enherbés en vue de la gestion et de la maîtrise des impacts dórigine agricole. Cas des pesticides Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 10 (4), p. 299-314, 2003. @article{f_Benoit2003,Les dispositifs enherbés peuvent réduire de façon efficace les pertes en pesticides par ruissellement et érosion hors des parcelles agricoles. Ils sont largement utilisés dans des projets d’aménagements visant à préserver les ressources en eau à l’échelle de petits bassins versants agricoles. Leur mode de fonctionnement en tant que système épurateur vis-à-vis des pesticides véhiculés par ruissellement et érosion repose sur différents phénomènes d’origine physique, chimique et biologique. A relativement court terme, certaines propriétés des sols vont se trouver modifiées suite au changement d’occupation du sol, un sol cultivé de façon intensive se retrouvant enherbé pour plusieurs années. Certaines modifications vont jouer un rôle déterminant sur le devenir des pesticides interceptés par ces dispositifs : infiltration et transfert vertical des produits solubles dans l’eau, affectés par des changements de structure et de porosité, rétention des pesticides accrue en raison des changements de la composition organique des horizons superficiels et stimulation des biotransformations et de la stabilisation des résidus en relation avec un accroissement de l’activité de la microflore du sol. Combinant différentes approches expérimentales, les effets de ces changements sur le comportement de différents herbicides sont étudiés pour des dispositifs enherbés ayant différents âges d’implantation et installés dans différents contextes pédologiques (Brunisols et Calcisols). Mots clés : Pesticides, dispositifs enherbés, infiltration, sorption, matières organiques. |
J-C. Germon; C. Hénault; P. Cellier; D. Chèneby; O. Duval; B. Gabrielle; P. Laville; B. Nicoullaud; L. Philippot Les émissions de protoxyde dázote (N2O) d'origine agricole. Évaluation au niveau du territoire français Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 10 (4), p. 315-330, 2003. @article{g_Germon2003,L’évaluation des émissions de N2O au niveau du territoire français au titre de la Convention des Nations Unies sur le Changement Climatique est réalisée actuellement à l’aide de la méthodologie proposée par l’IPCC ; les émissions comptabilisées ne prennent en compte que celles découlant des activités humaines et sont estimées à 259 103 t/an dont 176 103 t, soit 68 %, sont issues des activités agricoles. Au niveau du territoire français, N2O est considéré responsable de 15 % de la contribution à l’accentuation de l’effet de serre, et vient ainsi en second après CO2 (68 %) et devant CH4 (14 %). Cette évaluation découle d’une approche globale qui demande à être affinée pour mieux analyser l’origine des émissions et dégager des méthodes permettant de les réduire. Il est rappelé l’importante incertitude sur les évaluations définies par cette méthode. Les mesures actuellement disponibles à partir du territoire français laissent penser que les émissions directes à partir des apports de fertilisants sont vraisemblablement surestimées et qu’il convient d’acquérir des données complémentaires pour proposer une évaluation alternative à celle définie par la méthodologie IPCC. La comparaison des contributions respectives au potentiel de réchauffement global des émissions de N2O d’une part, et des capacités de déstockage et de restockage de carbone d’autre part, souligne la place déterminante de N2O dans la contribution des sols à l’effet de serre et l’impérative nécessité de s’intéresser à la maîtrise des émissions de ce gaz dans la définition de stratégies visant à limiter la contribution de l’agriculture au réchauffement climatique. Mots clés : Protoxyde d`azote, N2O, effet de serre, émissions, fertilisants azotés, changement climatique. |
P. Roger; J. Le Mer Les sols : sources et puits de méthane Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 10 (4), p. 331-346, 2003. @article{h_Roger2003,Les sols, exondés ou inondés, abritent à la fois des populations de bactéries méthanogènes anaérobies, responsables de la production de méthane (CH4) et des bactéries méthanotrophes aérobies, responsables de son oxydation en CO2. Les sols submergés sont des sources de CH4 où l’émission de ce gaz est la résultante d’une production dans les zones anaérobies et d’une réoxydation importante (60 à > 90 %) dans les zones aérobies que sont la rhizosphère des plantes aquatiques et l’interface sol-eau. Les émissions de CH4 par les sols submergés (rizières, zones marécageuses, sols d’estuaires, tourbières...) s’expriment en mg CH4 m-2 h-1 avec une médiane inférieure à 10 mg CH4 m-2 h-1. Les sols continuellement exondés consomment le CH4 atmosphérique, mais les activités sont très faibles, difficiles à mesurer et les micro-organismes impliqués ne sont que très imparfaitement caractérisés. La consommation de CH4 dans ces sols ne dépasse qu’exceptionnellement 0,1 mg de CH4 m-2 h-1. Elle décroît des sols de forêt aux sols de prairie et aux sols cultivés. Les sols agricoles, source de CH4, sont essentiellement les rizières où la submersion et l’utilisation d’engrais organiques favorisent l’émission de CH4. L’introduction d’à-secs dans le cycle cultural et l’utilisation d’engrais sulfatés permettent de réduire l’émission de CH4 par les rizières. Le potentiel méthanotrophe des sols exondés est réduit par la mise en culture et principalement par l’apport d’azote ammoniacal. Les estimations au niveau régional et planétaire des émissions et consommations de CH4 par les sols sont encore extrêmement imprécises en raison de difficultés méthodologiques aussi bien au niveau de l’évaluation des activités locales que de celle des superficies concernées. Mots clés : CH4, sol, production, consommation, émission, effet de serre, revue. |
D. Arrouays; C. Feller; C. Jolivet; N. Saby; F. Andreux; M. Bernoux; C. Cerri Estimation de stocks de carbone organique des sols à différentes échelles déspace et de temps Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 10 (4), p. 347-356, 2003. @article{i_Arrouays2003,Cet article traite de l’estimation des stocks de carbone organique des sols à différentes échelles d’espace et de temps. Dans une première partie nous passons en revue les principales échelles de variabilité des stocks de carbone des sols et nous en tirons des recommandations quant aux techniques à utiliser pour leur estimation et des considérations sur les incertitudes associées à ces estimations. Nous analysons ensuite les conséquences de cette variabilité sur la faisabilité de la détection de changements au cours du temps et sur l’optimisation des dispositifs de surveillance in situ. Dans une dernière partie nous comparons différentes techniques analytiques et nous développons l’apport potentiel que pourraient représenter les techniques de spectrométrie infra-rouge. Mots clés : Sol, stocks de carbone, mesure, incertitude, variabiabilité. |
D. Guyonnet; D. Dubois; B. Bourgine; H. Fargier andB. Côme; J-P. Chilès Prise en compte de líncertitude dans l'évaluation du risque déxposition aux polluants du sol Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 10 (4), p. 357-370, 2003. @article{j_Guyonnet2003,Les paramètres qui influencent le risque d’exposition aux polluants du sol sont souvent entachés d’incertitude. Une méthode classiquement utilisée pour prendre en compte cette incertitude est la méthode dite Monte Carlo, qui applique la théorie des probabilités et s’appuie sur une représentation statistique de l’information disponible. Depuis quelques années, d’autres théories de l’incertitude ont été proposées pour traiter le cas où l’information dont on dispose n’est pas suffisante pour identifier des distributions de probabilité statistiquement représentatives, en raison notamment du faible nombre de données mesurées. La théorie la plus simple est la théorie des possibilités, qui utilise la notion de distribution de possibilité (aussi appelée nombre flou) pour représenter l’incertitude. Dans la pratique, il peut arriver que certains paramètres puissent effectivement être représentés par des distributions de probabilité (en raison d’un nombre suffisant de données), tandis que d’autres soient mieux représentés par des nombres flous (en raison d’une information trop incomplète). La question se pose alors de savoir comment ces deux modes de représentation de l’incertitude peuvent être combinés dans l’estimation du risque. C’est l’objectif de la méthode dite ‘ hybride ‘ qui combine calcul Monte Carlo et calcul en nombres flous. La méthode est expliquée dans son principe et appliquée au calcul d’une dose d’élément trace métallique absorbée par une cible humaine par le biais de la consommation de légumes. L’exemple d’application illustre le potentiel de la méthode hybride, qui permet de représenter l’incertitude liée aux paramètres qui influencent le risque d’une manière qui est cohérente avec l’information dont on dispose réellement. Mots clés : Incertitude, risques, probabilités, possibilités, Monte Carlo, Méthode hybride, nombres flous, cadmium, sols pollués. |
Revue Étude et Gestion des Sols – Volume 10, Numéro 4
Modélisation empirique du transfert du cadmium et du zinc des sols vers les grains de blé tendre - Programme GESSOL – La Châtre Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 10 (4), p. 219-240, 2003. |
Le Réseau de Mesures de la Qualité des Sols (RMQS) de France Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 10 (4), p. 241-252, 2003. |
Des experimentations de longue durée sur la recherche en environnement. Un exemple pris en Grande Bretagne. Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 10 (4), p. 253-262, 2003. |
La qualité des sols forestiers français Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 10 (4), p. 263-286, 2003. |
Rôle des propriétés physiques des sols et de leur variabilité spatiale sur les flux déau Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 10 (4), p. 287-298, 2003. |
Fonctions environnementales des dispositifs enherbés en vue de la gestion et de la maîtrise des impacts dórigine agricole. Cas des pesticides Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 10 (4), p. 299-314, 2003. |
Les émissions de protoxyde dázote (N2O) d'origine agricole. Évaluation au niveau du territoire français Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 10 (4), p. 315-330, 2003. |
Les sols : sources et puits de méthane Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 10 (4), p. 331-346, 2003. |
Estimation de stocks de carbone organique des sols à différentes échelles déspace et de temps Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 10 (4), p. 347-356, 2003. |
Prise en compte de líncertitude dans l'évaluation du risque déxposition aux polluants du sol Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 10 (4), p. 357-370, 2003. |