Quasagro - Agronomic management of soils and residues: what are the impacts on the sanitary quality of crop production?
Quasagro - Gestion agronomique des sols et des résidus : quels impacts sur la qualité sanitaire des productions végétales de grande culture ?
Résumé
In relation to the sanitary quality of the harvest products, the Quasagro project aimed at validating
elements of global management of multicontaminant risks (mycotoxins, metallic trace elements and
pesticide residues) associated with environmental factors and agronomic practices in field crops (soft
wheat, durum wheat and sunflower) by multifactorial analysis: soil and climate conditions effects, crop
residues, inputs and addition of organic matter. It relied on the national Quasaprove plot network,
reinforced by existing field experiment.
By an approach without a priori, statistical models were tested on soft wheat, based on soil or climatic
parameters. No model proved to be sufficiently predictive. We also examined whether certain practices
led to differences in concentration in plants. It was found that there was no difference between plowed
and unplowed plots, depending on the type of fertilization, the preceding crop or the use of a CIPAN.
There was no difference between plots in organic agriculture or in conventional agriculture. Whatever
the crop, the balance was determined by the type of fertilization. In the case of nitrogen-only fertilization
(ammonitrate), the balance was always negative. In the case of organic fertilization in organic farming,
the balance was always positive and the soil accumulated trace elements. In the case of conventional
agriculture with NPK fertilization, the balance was positive for arsenic, cadmium and lead, and negative
for copper and zinc. The export of straws, which generated a relatively small export flow, did not change
these conclusions.
On the studied plots, the cumulative concentration levels observed ranged from sub-ng/g to 100 ng/g
(dw) in soils. The maximum cumulated concentrations in organic farming were close to 10 ng/g. By
comparison of conventional / biological technical itinerary, herbicides were markedly present in
conventional and almost absent in biological; fungicides were present in biological at concentrations
above the limits of quantification and the levels of fungicides were relatively similar in biological and in
conventional called reasoned. The significant presence of persistent pesticides (epoxiconazole, which
last treatment were several years ago) has also been highlighted.
The future of pesticides in the environment is conditioned by their behavior in soils. The interaction
between various processes governing their future (retention, degradation, transfer) will determine,
among others, their persistence (or remanence). In particular, pesticide degradation processes help to reduce this persistence. The potential of microbial biodegradation depends on the molecules (intrinsic
toxicity, soil adsorption capacity), soil and climate factors (type of clays, organic matter, temperature and
humidity), microbial factors such as global biomass and the presence of microorganisms adapted to
certain molecules (isoproturon, 2,4-D) and historical treatments (frequency of treatment).
In general, low input systems seem to favor soil microbial activity in comparison conventional systems.
En relation avec la qualité sanitaire des produits de la récolte, le projet Quasagro visait à valider des
éléments de gestion globale des risques multicontaminants (mycotoxines, éléments-traces métalliques
et résidus de pesticides) associés aux facteurs environnementaux et aux pratiques agronomiques en
grandes cultures (blé tendre, blé dur et tournesol) par analyse multifactorielle : effets pédoclimatiques,
résidus de culture, intrants et apports de matière organique. Il s’est appuyé sur le réseau national de
parcelles Quasaprove, renforcé par des essais plein champ existants.
Par une approche sans a priori, des modèles statistiques ont été testés sur le blé tendre, à partir de
paramètres pédologiques ou climatiques. Aucun modèle ne s’est révélé suffisamment prédictif. Nous
avons également cherché si certaines pratiques entraînaient des différences de concentration dans les
végétaux. Il est apparu qu’il n’y a pas de différence entre les parcelles labourées et non labourées, en
fonction du type de fertilisation, ou en fonction du précédent ou de l’usage d’un CIPAN. Aucune
différence n’est apparue non plus entre les parcelles conduites en agriculture biologique ou en
agriculture conventionnelle. Quelle que soit la culture, l'équilibre est déterminé par le type de
fertilisation. Dans le cas de la fertilisation uniquement azotée (ammonitrate), le bilan est toujours négatif.
Dans le cas de la fertilisation organique en agriculture biologique, le bilan est toujours positif et le sol
accumule les éléments-traces. Dans le cas de l'agriculture conventionnelle avec fertilisation NPK, le
bilan est positif pour l'arsenic, le cadmium et le plomb, et négatif pour le cuivre et le zinc. L’exportation
des pailles, qui génère un flux d’exportation relativement faible, ne change pas ces conclusions.
Sur les parcelles étudiées, les niveaux de concentration cumulés observés s’échelonnent du sub-ng/g à
la centaine de ng/g (ps) dans les sols. Les concentrations cumulées maximales en agriculture
biologique sont de l’ordre de la dizaine de ng/g. Par comparaison des itinéraires techniques
conventionnel/biologique, les herbicides sont présents de façon marquée en conventionnel et quasi
absents en biologique ; les fongicides sont présents en biologique à des concentrations supérieures aux
limites de quantification et les niveaux de fongicides sont relativement similaires en biologique et en
conventionnel dit raisonné. La présence notable de pesticides rémanents (e.g. époxiconazole dont les
derniers traitements dataient de plusieurs années) a également été mise en évidence.
Le devenir des pesticides dans l’environnement est conditionné par leur comportement dans les sols.
L’interaction entre divers processus régissant leur devenir (rétention, dégradation, transfert) va
conditionner entre autres leur persistance (ou rémanence). Plus particulièrement, les processus de
dégradation des pesticides contribuent à diminuer cette persistance. Le potentiel de biodégradation
microbienne dépend ainsi des molécules (toxicité intrinsèque, capacité d’adsorption au sol), de facteurs
pédoclimatiques (type d’argiles, matière organique, température et humidité), de facteurs microbiens
tels que la biomasse globale et la présence de micro-organismes adaptés à certaines molécules (ex:
isoproturon, 2,4-D) et des historiques de traitement (fréquence de traitement).
D’une manière générale, il semble que les systèmes bas intrants favorisent l’activité microbienne des
sols, par rapport aux systèmes conventionnels.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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