Pratiques culturales et qualité de l’eau - Huit ans de suivis en sols filtrants

Les sols sablo-graveleux sont vulnérables aux pollutions diffuses d’origine agricole. Parce qu’ils sont perméables, l’eau s’y infiltre rapidement. Dans la région Rhône-Alpes, ce type de sols représente environ un tiers de la surface agricole utilisée. Ces bassins sont majoritairement destinés à la production céréalière. Pour moitié, il s’agit de maïs irrigué. Toutes ces raisons ont conduit ARVALIS - Institut du végétal à s’intéresser de près aux mécanismes de transfert des polluants agricoles vers les nappes aquifères.

13 modalités suivies avec 26 cases lysimétriques

Depuis 2006/2007, un dispositif expérimental a été mis en place sur une parcelle de quatre hectares du Centre régional d’expérimentation agricole de Saint-Exupéry (CREAS). Il a vu le jour grâce au financement de l’Agence de l’eau du bassin Rhône Méditerranée Corse et du conseil régional Rhône-Alpes.

Cette expérimentation pluriannuelle s’articule autour de trois systèmes de culture : couvert permanent (sans apport, il est utilisé comme témoin), monoculture de maïs et cultures en rotation. Dans ces deux derniers systèmes, plusieurs modalités sont étudiées selon le travail du sol, la présence d’une culture intermédiaire et les niveaux d’intrants (azote et phytos). En tout, ce sont près de 13 modalités qui sont testées grâce à un réseau de 26 cases lysimétriques qui récupèrent les eaux d’infiltration à 1,40 m de profondeur, sous le niveau atteint par les racines. Il est ainsi possible de mesurer les quantités d’eaux qui percolent et, après analyse, de quantifier les transferts de substances actives et de nitrates dans ces sols.

Quelques chiffres-clés

• 8 campagnes de suivi ;
• 60 000 résultats d’analyse de résidus phytosanitaires ;
• 73 substances actives recherchées ;
• 38 substances actives retrouvées dans les eaux mais de manière sporadique et à des concentrations faibles ;
• 5 000 résultats d’analyses de nitrate.

Des infiltrations d’eau très rapides

Au fil des campagnes, l’étude a montré qu’environ 35 à 39 % des volumes d’eau provenant de la pluie et de l’irrigation percolent dans ces sols. Cependant, ce pourcentage est ramené à 20 % sur le couvert permanent, qui favorise l’évapotranspiration.

L’expérimentation montre que la présence d’une culture intermédiaire piège à nitrates (Cipan) réduit les flux de drainage de 11 % et la lixiviation de l’azote de 44 %. Entre les systèmes rotation avec et sans cultures intermédiaires, le différentiel est en moyenne de 26 kg/ha d’azote lessivés chaque année.

Phytos : un lien difficile à établir avec les modalités de culture

Après huit ans de suivi, près de la moitié des substances actives (SA) appliquées ont été quantifiées, le plus souvent de façon sporadique et à des niveaux de concentration très faibles.

Pour l’instant, impossible de relier de façon claire ces observations avec les pratiques culturales testées. Certaines SA ont des comportements surprenants avec des quantifications parfois très longtemps après leur application. Des interrogations restent posées, notamment sur la possibilité pour certaines molécules de se fixer dans certains compartiments du sol mais aussi sur la capacité de la microflore et de la microfaune des sols de gravier à dégrader les molécules.

Pour répondre à ces questions et prendre en compte les dernières innovations techniques (strip-till, semis sous couvert…), le dispositif a évolué depuis la campagne 2014/2015.