Quasagro - Gestion agronomique des sols et des résidus : quels impacts sur la qualité sanitaire des productions végétales de grande culture ? - INRAE - Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Innovations Agronomiques Année : 2020

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.
Fichier principal
Vignette du fichier
2020_Donnat_Innovations Agronomiques79.pdf (1.87 Mo) Télécharger le fichier
Origine Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
Loading...

Dates et versions

hal-02983792 , version 1 (30-10-2020)

Licence

Identifiants

Citer

Emilie Donnat, E. Vivien, Olivier Crouzet, Hélène Budzinski, Marie-Hélène Devier, et al.. Quasagro - Gestion agronomique des sols et des résidus : quels impacts sur la qualité sanitaire des productions végétales de grande culture ?. Innovations Agronomiques, 2020, 79, pp.121-146. ⟨10.15454/j4p0-nf37⟩. ⟨hal-02983792⟩
166 Consultations
180 Téléchargements

Altmetric

Partager

Gmail Mastodon Facebook X LinkedIn More