Reduction of two herbicides (isoproturon and diflufenican) transfer in runoff towards surface water. Analytical methodology and study of grassed buffer strips effectiveness
Limitation du transfert par ruissellement vers les eaux superficielles de deux herbicides (isoproturon et diflufénicanil). Méthodologie analytique et étude de l'efficacité de bandes enherbées
Résumé
The purpose of this study was to determine the effectiveness of experimental grassed buffer strips in reducing the transfer of two herbicides in runoff: isoproturon (IPU) and diflufenican (DFF), which have different physico-chemical properties. The experimental site, implemented at the La Jaillière I.T.C.F. research farm, has been studied during four cropping periods under natural rainfalls, and in conditions of two simulated rainfalls generating more important runoff. First of all, specific analytical methods have been developped to determine IPU and DFF concentrations in each type of sample (runoff, soil and runoff liquid and solid phases), and to pick out the main features of their transfer in runoff. Analytical results were also used to evaluate the effectiveness of grassed buffer strips. Results obtained in other experimental sites implemented at the Bignan, Plélo and La Jaillière research farms, with lindane, atrazine and two metabolites, have confirmed the conclusions drawn at La Jaillière with IPU and DFF. It appears that under the experimental conditions, the pesticide losses in runoff represented less than 1 % of applied amounts; the first runoff events which occured after application being responsible for the major losses. Grassed buffer strips study shows that several processes are involved in the restriction of pesticide transfer: infiltration of water and soluble pesticides (IPU, atrazine) within the strip, retention of sediment-bound pesticides (DFF, lindane) due to filtration and sedimentation, and retention of soluble pesticides by sorption onto organic matter and vegetation in the strip surface area. The experimental strips are effective, in particular, in reducing pesticide concentration in runoff. Furthermore, soil analysis results show that IPU and DFF residues do not accumulate in the strips.
Les travaux présentés dans ce mémoire se rapportent à l'étude de la capacité d'un dispositif enherbé expérimental, à limiter le transfert par ruissellement de deux herbicides : l'isoproturon (IPU) et le diflufénicanil (DFF), qui présentent des propriétés physico-chimiques différentes. Le dispositif, implanté à la station I.T.C.F. de La Jaillière a été suivi au cours de quatre campagnes d'étude en conditions de pluies naturelles et simulées. Après avoir développé et validé des méthodes de dosage sensibles et spécifiques de chaque produit et de chaque matrice étudiée, l'analyse des ruissellements collectés a permis de caractériser le transfert par ruissellement de l'IPU et du DFF et d'évaluer l'efficacité des bandes enherbées à réduire ce transfert. Les résultats provenant des dispositifs implantés dans les stations I.T.C.F. de Bignan, Plélo et La Jaillière ont confirmé et élargi les conclusions à d'autres produits : le lindane, l'atrazine et ces deux principaux métabolites. Dans les diverses conditions pédoclimatiques, les quantités de produits transférés par ruissellement sont inférieures à 1 % de la dose épandue, les épisodes de ruissellement les plus proches de l'application étant à l'origine des pertes les plus importantes. Les résultats relatifs à l'efficacité des bandes enherbées montrent que différentes mécanismes contribuent à la rétention de ces résidus : l'infiltration de l'eau et des molécules solubilisées (IPU, atrazine) dans le sol, la filtration et la sédimentation des particules solides sur lesquelles sont adsorbées des composés très peu solubles (DFF, lindane) et l'adsorption des molécules solubilisées en surface de la bande. Les dispositifs étudiés permettent notamment d'écrêter les pics de concentration des différents composés dans le ruissellement. Les analyses de sol révèlent, par ailleurs, que les résidus d'IPU et de DFF piégés ne s'accumulent pas dans la bande enherbée.