Lionel ALLETTO Devenir dans l'environnement des produits phytosanitaires. Influence des pratiques agricoles .pdf



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Devenir dans l’environnement des
produits phytosanitaires :
quelle influence des pratiques agricoles ?
Lionel Alletto
Chambre régionale d’agriculture Occitanie
Chercheur associé INRA UMR Agroécologies,
Innovations, Territoires
lionel.alletto@occitanie.chambagri.fr

@LionelAlletto

FOCUS sur le Devenir dans l’environnement des pesticides
Résidus = mulch

Matières organiques

(f(travail du sol))

(quantité, nature)

Température,
teneur en eau

Facteurs affectés par les
pratiques agricoles

Microflore
(localisation, abondance,
activité…)

Interception

Rétention

Lavage

Volatilisation

Effet direct sur les processus
conditionnant le devenir des
pesticides

Dégradation

Effet d’un des facteurs
affectés parles pratiques
agricoles sur un autre

Disponibilité

Lixiviation

Processus conditionnant le
devenir des pesticides

Ruissellement

(Alletto et al, 2010)
Conduits racinaires

Journée technique

Structure du sol
(porosité, stabilité, rugosité)

29/01/2020

2

Volatilisation
Photolyse

Volatilisation

Journée technique

29/01/2020

3

Volatilisation

Variation diurne : pic de
volatilisation à midi

Journée technique

29/01/2020

4

Volatilisation
Effets d’un mulch en surface vs. sol nu sur volatilisation du Smétolachlore
Volatilisation
d’herbicides
(UMR EGC Grignon)

Journée technique

29/01/2020

5

Volatilisation
Effets d’un mulch en surface vs. sol nu sur volatilisation du S-métolachlore
Labour
Non-labour
(mulch)

Nbre jours après application

► Pertes plus importantes sur la modalité en non-labour avec mulch
Journée technique

29/01/2020

6

Volatilisation

► un processus encore peu suivi mais avec une volonté d’organisation des
suivis de la qualité de l’air au niveau européen et national
25 juin 2018 - Lancement de la campagne exploratoire nationale de
mesure des résidus de pesticides dans l'air
collaboration Anses / Ineris / ATMO France

Journée technique

29/01/2020

7

Rétention
Photolyse

Volatilisation

Interception
Rétention

►Variabilité importante en fonction :
- molécules
- pH
- composition physicochimique du milieu : surtout MO et argiles !
- pratiques culturales
Journée technique

29/01/2020

8

Effets de pratiques de travail du
sol

Rétention
Coeffcient d'adsorption (L / kg)

8
7

6
5

4
3
2
1
0
0-10 0-10 0-10 10-2020-30 0-10 10-2020-30 0-5

NT

CT

NT

NT

Acétochlore

CT

CT

CT

Acifluorfen

NT

0-5 5-10 10-1515-20 0-5 5-10 10-1515-20 0-15 0-15 0-15 0-15 0-15 0-15

CT

NT

NT

NT

Alachlore

NT

CT

CT

CT

CT NT+B NT+V NT CT+B CT+V CT

Alachlore

Alachlore

► Le plus souvent : rétention accrue en agriculture de conservation
► Lien direct avec les teneurs en MO : diminution de la rétention
avec la profondeur

8

Coeffcient d'adsorption (L / kg)

NT

0-5

7
6
5
4
3
2
1
0
0-7.5

0-7.5

0-7.5

0-7.5

0-7.5

0-7.5

0-5

0-5

0-5

0-5

0-5

0-5

0-5

0-5

0-5

0-5

0-10

0-10

NT

CT

NT

CT

NT

CT

NT

CT

NT

CT

NT

CT

NT

CT

NT

CT

NT

CT

Chlorimuron
Journée technique

Clopyralid

Cyanazine 29/01/2020
Dicamba

(Alletto et al., 2010)

Diclosulam

9

Rétention

Effets des résidus de culture à la surface du sol

D0

D7

D28

D56

Avoine

Maïs

Trèfle inc.

Phacélie
Journée technique

29/01/2020

10

Rétention

Kd Epoxiconazole (L.kg-1)

500

a

Oat
Red clover
Phacelia
Turnip rape

400

a
a

ab

a

a

b

300
a

► Augmentation de la rétention
avec le vieillissement des
résidus de cultures

c

200

a

b b

b

100

a a

b

Kd S-metolachlor (L.kg-1)

0
70
a

60

ab a
b

50

c
c

a

40
30

c

a
b
b

b

b
bc
c

20
10
0
100

Kd Glyphosate (L.kg-1)

bc

► En lien avec la modifications
de leur composition au cours
du temps ?

a

a a

80

ab
b

a

60

A

A

c

40

a
ab
b

b

20
a
b b

c
a

0

0d

Journée technique

6d

28 d

56 d

29/01/2020
Decomposition and associated
(Cassigneul et al., 2015)
application time (days)

11

Dégradation
Photolyse

Volatilisation

Interception
Rétention
Dégradation

Disponibilité

= eau + pesticide
= microorganismes
Journée technique

29/01/2020

12

Dégradation : étude au laboratoire

1
14CO
2

Extraction Eau

2

: fraction minéralisée

Fraction facilement biodisponible

+ CaCl2
Extraction
Solvants
organiques

3

Fraction plus difficilement extractible
Conditions d’incubation

- T°C : ?
Combustion
d’échantillons =

Analyses par
chromatographie :
formes
moléculaires

- Teneur en eau / Potentiel matriciel

4

% Molécule mère
(=DT50), autres
métabolites

Fraction non-extractible (“résidus liés”)

piégeage du 14CO2
Journée technique

29/01/2020

13

Dégradation : étude au laboratoire

► La dégradation de certaines molécules dépend de microorganismes
spécifiques = la répétition régulière d’un même traitement peut conduire à une
accélération de la dégradation par sélection d’une flore adaptée
Journée technique

29/01/2020

14

Dégradation

+
Labour à la charrue
Période: Avril
Profondeur : 28-30 cm

+
Cultivateur + rouleau + herse
plate
Période : Mai
Profondeur : 8 cm

Disques + rouleau

Cultivateur + herse
plate

Période : Novembre
Profondeur : 9-12 cm

Période : Mai
Profondeur : 8 cm

cm0
10
20
30

40
50
60
70
Journée technique

Travail du sol conventionnel

80
90

29/01/2020

15

Travail superficiel du sol

Dégradation
Travail du sol conventionnel
cm
(CT)
0
8

30

Inter-bandes (CT_IF)
Semelle (28-30 cm)
(CT_PP)

Couche labourée (8-28 cm)

Lit de semence (0-8 cm)
(CT_SL)

Terre fine (CT_FS)

Travail du sol de conservation (MT)
cm
0
8

30

Lit de semence (0-8 cm)
(MT_SL)

Couche disquée (8-12 cm)
(MT_DL)

Journée technique

Couche non travaillée (12-30 cm)
(MT_UL)
29/01/2020

16

O

O

SO2Me

Dégradation
CN

CO2

(produit de dégradation à action herbicide de
l’isoxaflutole)

CT_SL 25°C
CT_SL 15°C
MT_SL 25°C
MT_SL 15°C
MT_DL 25°C
MT_DL 15°C

15

10

► Pas de différence dans le lit de
semence en CT et MT

%

14

CF3

Etude du dicétonitrile

20

5

0
0

20

40
60
Incubation times (days)

80

Temps (jour)

► Minéralisation plus forte dans la
couche disquée = moins de résidus que
dans le lit de semence avec moins de
rétention (compétition réduite entre ces
processus)

20
CT_FS 15°C
CT_IF 15°C
CT_PP 15°C
MT_UL 15°C

► Pas de différence dans les horizons
profonds en CT et MT

10

%

14

CO2

15

5

0
0

20 technique
40
Journée

60
Incubation times (days)

Temps (jour)

80

29/01/2020

17

Dégradation
Etude du nicosulfuron
Minéralisation du nicosulfuron
Agri. Conventionnelle (64)
► sur des sols riches en MO :
 Pas de modification de la
dégradation des molécules étudiées

30
25
20

CAS
TEMcm
0-10
0-10

15

CAS
TEM 10-25
10-25
cm

10

CAS
TEM 25-60
25-60
cm

5

CAS
TEM 60-90
60-90
cm

0
0

3

7

14

21

28

35

42

49

56

70

84

Minéralisation du nicosulfuron
ACS (64)

91

Nombre de jours
35

14C-CO2 (en % cumulé)

14C-CO2 (en % cumulé)

35

30
25
CAS ESScm
0-10
0-10
CAS ESS 10-25
10-25
cm
CAS ESS 25-60
25-60
cm
60-90
CAS ESS 60-90
cm

20
15
10
5
0
0

3

7

14

21

28

35

42

49

56

70

84

91

Nombre de jours

Journée technique

29/01/2020

18

Dégradation
Etude du nicosulfuron
Minéralisation du nicosulfuron
Agri. Conventionnelle (32)

35

ABA TEM 0-10

30

14C-CO2 (en % cumulé)

0-10 cm
ABA TEMcm
10-25
10-25
25-60
ABA TEMcm
25-60

25
20
15
10

► sur des sols initialement pauvres
en MO :
 Peu de différence
 Augmentation sensible de la
minéralisation dans l’horizon
« profond »

5

Minéralisation du nicosulfuron
ACS (32)

0
7

14

21

28

35 42 49 56
Nombre de jours

63

70

77

84

91
35
30

14C-CO2 (en % cumulé)

0

25
20

ABA ESScm
0-10
0-10
ABA ESS 10-25
10-25
cm
ABA ESS 25-60
25-60
cm

15
10

5
0

0

7

14

21

28

35

42

49

56

63

70

77

84

91

Nombre de jours

Journée technique

29/01/2020

19

Dégradation

Effets de la nature et de l’âge (degré de
décomposition) des résidus sur la dégradation
d’herbicides

*
* *

Résidus de cultures
intermédiaires
Mélange Sol + Résidus

Sol

Piège à soude = 14CO2
Journée technique

29/01/2020

20

Dégradation

Minéralisation

Extractible
Résidus non
extractibles (…)

Elevé
Elevé avec bcp

Faible avec peu

de métabolites

de métabolites

Faible
Sol nu

Journée technique

Faible

Elevé
Sol + résidus de CIMS
29/01/2020

21

Dissipation
Concentration en
herbicide dans le sol
Calvet et al., 1980

Homologation : étude
de la demi-vie de
dégradation…
Dissipation

… mais persistance
biologique plus
longue

50 %
Seuil de sensibilité
des plantes
Seuil de détection
analytique
Temps

DT50 de dégradation
Phytotoxicité =

Journée technique

Persistance
agronomique
Persistance chimique
Persistance biologique

29/01/2020

22

Ruissellement & Erosion
Photolyse

- 3-15 % dose appliquée (Fawcett et
al., 1994, Lacas et al., 2005)

- variabilité en fonction :
► propriétés des molécules :
Solubilité, Rétention =>
transport en solution ou par
érosion…
► topographie
► météo : nombreuses
relations ln [atrazine]runoff = a
+ b. ln (number of days after
treatment) (Triplett et al., 1978)

Volatilisation

Interception

Ruissellement

Rétention
Dégradation

Disponibilité

► pratiques culturales :
travail du sol, couverture du
sol, …

Journée technique

29/01/2020

23

Lixiviation

-variabilité en fonction :
► propriétés des
molécules : Solubilité,
Rétention => transport
en solution
► Précipitations :
pluies et irrigation
► pratiques culturales :
travail du sol,
couverture du sol, … :
formation de galeries
(macropores)
Journée technique

Photolyse

Volatilisation

Interception

Ruissellement

Rétention
Dégradation

Disponibilité

Lixiviation

29/01/2020

Flux dans la
macroporosité :
court-circuit de
la matrice

24

Lixiviation : comment s’active le drainage sur une parcelle ?

Conséquences :
1- l’eau circule dans un sol en empruntant des pores de taille de
Si intensité de pluie :
porosité croissante :

< capacité infiltration pores de taille 1
> capacité infiltration pores de taille 1
< capacité infiltration pores de taille 2

> capacité infiltration pores de taille 2
< capacité infiltration pores de taille 3
> capacité infiltration pores de taille 3 :
refus d’infiltration

2- les capacités d’infiltration d’un sol vont directement dépendre
de la porosité totale mais aussi de la distribution des différentes
gammes de pores et de leur connectivité
Journée technique

29/01/2020

25

Conclusions
► Les processus intervenant dans le devenir environnemental des
phytos sont nombreux, complexes et en interrelations fortes !
► Certaines pratiques peuvent permettre de limiter leurs fuites et
favoriser leur dégradation
 Couverture des sols : Ruissellement, Erosion, Dégradation, Rétention
 Augmentation des teneurs en MO : Erosion, Dégradation, Rétention
 Amélioration de l’activité biologique : Dégradation
 Gestion de l’irrigation : Lixiviation

► Mais : compte tenu des objectifs de qualité de l’eau (0,1 μg/L ; 0,5
μg/L ; 2 μg/L) il est impératif de réduire les applications

Journée technique

29/01/2020

26

Merci pour votre attention

Journée technique

29/01/2020

27


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