Centre de référence en agriculture et agroalimentaire du Québec (CRAAQ) Institut de recherche et de développement en milieu agricole (IRDA). MAPAQ Ministère de l'Agriculture, des Pêcheries et de l'Alimentation du Québec MDDEP Ministère du Développement durable, de l'Environnement et des Parcs.
Introduction
Le phosphore; un élément essentiel à la vie
Les sources et le cycle du phosphore
Le besoin total maximum est généralement mesuré en calculant la quantité totale de phosphore dans les racines et la partie aérienne des plantes pendant la période d'adsorption maximale des plantes (Jourdan et al., 1994). En cas de carence, les plantes peuvent parfois utiliser les réserves de Pi dans les vacuoles ou même hydrolyser le phosphore organique des parties les plus anciennes de la plante pour le transférer vers les parties en croissance.
Vulnérabilité du territoire et mobilité du phosphore des agrosystèmes
L’exportation de phosphore vers les voies navigables ne peut provenir que de zones où se rencontrent les facteurs source et les facteurs de transport. Plusieurs études ont montré que seule une petite partie des terres est responsable de la majorité des exportations de phosphore et que ces zones sont très variables dans l’espace et dans le temps.
Les sources de P dans les agroécosystèmes
Le phosphore du sol
Tran et coll. (1990) ont ensuite évalué la méthode Mehlich-3 pour estimer le P disponible des sols québécois. Aux Pays-Bas, cet indice de saturation du sol en P est déjà intégré dans les politiques environnementales et de gestion des engrais (Breeuwsma et al., 1995).
Les apports de phosphore
Selon Giroux et al. (2002), la quantité et la nature des réservoirs de phosphore inorganique dans le sol qui sont en équilibre avec la fraction disponible influencent l'évolution du phosphore du sol. Une application d'engrais aura pour effet d'augmenter le phosphore disponible dans le sol (Sharpley et Rekolainen, 1998) dans le pool de P en solution (inorganique) ou dans le pool de P organique dynamique (Coale, 2000).
Le transport du P dans les agroécosystèmes
Bilan hydrique du Québec et des zones nordiques
Ces résultats mettent également en évidence l’importance de la végétation dans les mécanismes de transfert d’eau. En effet, certains de ces travaux étudient la distribution de l’eau lors d’événements pluvieux.
Contrôle hydrologique de la mobilité du phosphore
En Angleterre, Thomas et al (1997) ont étudié le transport souterrain du P à partir de cinq parcelles du site expérimental de Broadbalk (Johnson, 1969). Gangbazo et al. (1998) ont évalué l'effet de la fertilisation minérale et de l'épandage printanier de fumier de porc sur les pertes de phosphore dans les eaux de drainage.
Influence de la régie des sols et des cultures sur la mobilité du phosphore
Les processus d’accumulation et de transport du P sont complexes et leur interaction avec la topographie des parcelles et des bassins versants est encore faible. Des études récentes en laboratoire ont également montré que les résidus laissés dans le sol peuvent potentiellement affecter la quantité de P lessivé (McDowell et McGregor, 1980, Timmons, 1973), notamment après une période de gel et de dégel (Bechmann et al., 2005). Ainsi, l’érosion et le phosphore dissous et particulaire transporté à la surface par le ruissellement et les sédiments proviennent d’environ 15 % du bassin versant.
La majorité des exportations de sédiments et de P (>75 %) proviennent de périodes représentant moins de 10 % de l'année et se produisent principalement lors des périodes de fonte.
Connectivité des parcelles au réseau hydrographique
Densité de drainage du réseau hydrographique
De plus, le drainage des sols favorise non seulement le drainage rapide des sols, mais également le transport rapide des sédiments et des polluants. La forme allongée d'une grande partie du territoire agricole québécois, orientée perpendiculairement au réseau hydrographique et dont la pente est légèrement inclinée vers les cours d'eau, favorise également l'évacuation des eaux. Les travaux de terrain visant le drainage superficiel ont également favorisé la création de longues étendues de terrain dont la pente n'est pas cassée.
Combinée à un labour ou à un semis dans le sens de la pente du terrain, qui favorise l'écoulement des eaux de manière unidirectionnelle, cette forme morpho-topographique garantit souvent le transport rapide et efficace des polluants vers les cours d'eau.
Aménagements hydro-agricoles
La deuxième ligne de défense vise à intercepter l’eau, les sédiments et les nutriments avant qu’ils n’atteignent le cours d’eau. Toutefois, c'est la hauteur de la bande riveraine qui a un effet sur l'ombrage du cours d'eau (CCSE, date inconnue). Toutefois, les résultats n’ont pas montré d’amélioration significative de la qualité de l’eau en termes de sédiments ou de phosphore.
Malgré cette amélioration de la qualité du drainage, l’eau du ruisseau était toujours polluée.
Rétention et transformation dans le réseau hydrographique
Après la marée basse, généralement en été, les crues provoquent essentiellement une mobilisation des réserves de phosphore du fleuve. Dans le bassin versant de Redon, Dorioz et al. (1998) ont observé que la charge particulaire de phosphore rejetée lors des crues en période sèche représentait 40 % de la charge particulaire annuelle et se caractérisait par une biodisponibilité élevée. Selon les auteurs, 75 à 89 % de la charge annuelle de particules P est due à la remise en suspension des sédiments dans le cours d'eau et à l'érosion des berges.
Dans le bassin de la rivière Laplatte au Vermont, Wang et al. (1999) une étude relativement complète de la rétention de P dans deux sections présentant des débits et des caractéristiques physiques contrastés.
Les outils de gestion du risque associé à la mobilité du P
Les approches agronomiques
Même s’il ne comprend pas actuellement d’évaluation générale du risque de perte de P, le PAEF minimise néanmoins les risques d’exportation de P depuis une exploitation en se concentrant spécifiquement sur l’aspect fertilisation. Il pourrait cependant être plus complet si un outil d’analyse globale des risques de pertes P, tel que l’IRP, était intégré. De même, le plan de soutien agroenvironnemental (PAA) est également un outil de diagnostic et d’évaluation du risque de perte de P.
L’ajout d’un module permettant de déterminer le risque de pertes de P dans les masses d’eau serait probablement facile à mettre en œuvre et souhaitable.
Les modèles hydrologiques
Les changements technologiques, l'approfondissement des connaissances agro-environnementales et l'évolution des enjeux environnementaux favorisent désormais le recours à des modèles complexes opérant à l'échelle d'un bassin versant, tels que SWAT (Arnold, 1992 ; Neitsch et al., 2002) ou AGNPS (Young et al., 2002 ). al., 1987). Entre autres choses, les routines mathématiques d'EPIC pour simuler la croissance des plantes ont été ajoutées, et les modules de GLEAM (Leonard et al., 1987) pour, entre autres, le transfert de pesticides ont également été inclus. Au Québec, Michaud et ses collaborateurs (2005) ont appliqué le SWAT au bassin versant de la rivière aux Brochets, un affluent majeur de la baie Missisquoi au Québec.
D'autres modèles hydrologiques ont également été utilisés au Québec, que ce soit pour le transport de l'eau (HYDROTEL : Fortin et al., 1995), l'érosion (CEQEROS : Duchemin et Lachance, 2001; AGNPS : Perrone, 1997) ou le transport de pollution agricole, comme par exemple. phosphore (GIBSI : Rousseau et al., 2002).
Indexation des risques de perte de P
Exemples de quatre IRP
De même, les IRP de Pennsylvanie, de Norvège, du Vermont et de l'Iowa envisagent également l'injection, l'incorporation ou l'application en surface d'engrais. En ce sens, cela correspond à la notion de saturation du sol utilisée dans la formulation du PRI par Beaudet et al., (1998). Les IRP des États de Pennsylvanie et du Vermont ainsi que du Québec et de l'Iowa définissent l'érosion par un modèle empirique appelé RUSLE (Revised Universal Soil Loss Equation) (Annexe 4).
C'est cette méthode, appelée SCS-CN (Annexe 5), qui est utilisée pour les IRP du Québec et du Vermont et de l'Iowa.
Outils de gestion à référence spatiale
Les résultats ont mis en évidence l’importance de la texture sur la variabilité spatiale des rendements du maïs et du soja. Le choix du type d’image et de la résolution spatiale et spectrale dépend du type d’application que l’on souhaite mettre en œuvre. En plus de stocker diverses sources d'informations, le SIG permet également la mise en œuvre de diverses analyses spatiales et la cartographie des résultats.
Dans le cadre d'un projet de contrôle du ruissellement et de l'érosion dans un petit bassin versant agricole de la région de Bedford en Montérégie-Est, Duguet et ses collaborateurs (2002) ont fourni aux propriétaires fonciers et aux conseillers agricoles un atlas incluant l'utilisation des terres, la microtopographie de leurs champs, le débit d'eau et des photographies d'éléments d'érosion tels que des canaux et des dépressions de berges.
Autres
Parce qu'elle permet l'intégration, la gestion, la transformation et la visualisation d'informations provenant de sources multiples et d'échelle variable, la géomatique et ses nombreux outils à références spatiales permettent une caractérisation plus détaillée du milieu et une gestion plus efficace des terres agricoles. Malgré un investissement initial important dans l’acquisition de logiciels et de certaines données géospatiales, l’utilisation de ces outils apporte un avantage indéniable par rapport à d’autres outils qui ne peuvent intégrer toutes les sources d’information.
Le phosphore…où en sommes-nous?
La méthode de surveillance varie autant que les méthodes utilisées pour évaluer les risques et formuler des recommandations. Beaucoup pensent que les outils d’aide à la décision pour réduire les pertes de phosphore sont des outils à usage public et qu’ils ne devraient pas être financés par les producteurs, mais par les organismes publics afin de les rendre accessibles à tous. Il a également été souligné que les agriculteurs pourraient également bénéficier de davantage d'explications sur les PAEF.
Il existe de nombreuses méthodes pour évaluer et surveiller le risque de perte de P dans les sols et en P ainsi que les méthodes utilisées pour formuler des recommandations concernant la perte de P dans les milieux aquatiques.
Conclusion
Contenu du ruissellement de la classe de ruissellement de la zone tampon et priorité du bassin fluvial. Il existe un potentiel d’effet négatif de la perte de P dans les eaux de surface. Le potentiel d’un effet négatif dû à la perte de P dans les eaux de surface est élevé.
Des pratiques de conservation des sols et de l’eau ainsi qu’un plan de gestion devraient être établis pour réduire le risque de dégradation de la qualité de l’eau. K Facteur d'érodabilité du sol [t h MJ-1 mm-1] LS Longueur de la pente et facteur de pente. Le facteur de pente est calculé à partir de la longueur de la pente et de la pente de la pente.
Revue des exportations de sédiments et de phosphore
Variables des différents IRP recencés
Formulation des IRP du Québec, Pennsylvanie, Vermont et Norvège
Équation de perte de sol USLE, RUSLE, RUSLE-CAN et MUSLE
Méthode USDA SCS-CN
La mobilité du phosphore : où en sommes-nous?
