Spacial variability and agro-pedological determinisms of an herbicide fate in the surface horizon - an application to isoproturon in an agricultural catchment of the "Beauce chartraine" region, France - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2007

Spacial variability and agro-pedological determinisms of an herbicide fate in the surface horizon - an application to isoproturon in an agricultural catchment of the "Beauce chartraine" region, France

Variabilité spatiale et déterminismes agro-pédologiques du devenir d'un herbicide dans l'horizon de surface - Application au cas de l'isoproturon dans un secteur agricole de Beauce chartraine.

Julien Moeys
  • Function : Author

Abstract

Diffuse pollution of groundwater bodies by pesticides is a critical environmental issue. Approaches designed to spatially modulate the applied pesticide dose, as a function of pesticide leaching risks down the soil, seem to be appealing solutions. In a research context, such approaches require a mapping of soil hydropedologic properties and of pesticides adsorption and degradation properties, in order to be able to model molecules fate in soils. The PhD work presented here deals with the first step of such approach: the characterisation of soils properties and an herbicide molecule - isoproturon - fate properties in soil at the scale of a 2600 ha agricultural area in the Beauce chartraine region. The PhD objectives hold in 3 parts: [i] characterising the spatial variability of soils pedological, physico-chemical and hydraulic properties (water retention, hydraulic conductivity KSAT, immobile water fraction fIMM), as well as isoproturon adsorption (KD) and degradation (DT50) properties in the topsoil of the studied area; [ii] Identify the agronomical and/or pedological determinisms of properties that are important for pesticides fate in soils; [iii] Calibrate and test pedotransfer classes or functions in order to predict important properties using simpler agronomical and/or pedological properties. Soils in the studied area have intermediate thickness and are derived from an aeolian loess that stands on a frost cracked and cryoturbed limestone. The topsoil of 34 sites has been characterised, with a systematic measurement of the seedbed properties, and a partial measurement of the rest of the cultivated layer. Among the 50 layers / samples that were characterised, one-third holds in no-tillage fields. With the exception of bulk density, soil physico-chemical properties are moderately variable (notably clay and CaCO3 contents). If the water holding properties and isoproturon KD are moderately contrasted too, soil fIMM, and KSAT, as well as isoproturon DT50 are highly variable. An important
La pollution diffuse des nappes phréatiques par les pesticides pose un problème environnemental critique. Les approches visant à moduler spatialement la dose de pesticide apportée en fonction des risques de transfert des molécules phytosanitaires à travers le sol sont a priori une solution séduisante. Dans un cadre de recherche, ces approches requièrent une connaissance spatialisée des caractéristiques hydropédologiques du sol, de l'adsorption et de la dégradation des molécules phytosanitaires, afin de pouvoir modéliser le comportement des molécules. Le travail de thèse présenté ici porte sur la première étape d'une telle démarche, la caractérisation des propriétés du sol et d'une molécule herbicide - l'isoproturon - à l'échelle d'un secteur agricole de 2600 ha de Beauce chartraine. Les objectifs de la thèse se décomposent en 3 parties : [i] Caractériser la variabilité spatiale des propriétés pédologiques, physico-chimiques et hydriques du sol (rétention en eau, conductivité hydraulique KSAT, fraction d'eau immobile fIMM), ainsi que les propriétés d'adsorption (KD) et de dégradation (DT50) de l'isoproturon dans l'horizon de surface du secteur agricole étudié ; [ii] Identifier les déterminismes agronomiques et/ou pédologiques des propriétés importantes pour le comportement des pesticides dans les sols ; [iii] Établir et tester des classes et des fonctions de pédotransfert permettant de prédire ces propriétés déterminantes à partir de propriétés agronomiques ou pédologiques plus simples. Les sols de ce secteur sont des sols moyennement épais développés dans un limon éolien reposant sur un calcaire gélifracté et cryoturbé. L'horizon de surface de 34 sites a été caractérisé, avec une détermination systématique des propriétés du lit de semence, et une détermination partielle du reste de l'horizon travaillé. Sur les 50 couches / échantillons de sol caractérisés, un tiers se trouvent dans des parcelles en travail simplifié (sans labour). À l'exception de la masse volumique apparente, les propriétés physico-chimiques du sol sont peu variables (teneur en argile et en CaCO3 notamment). Si les propriétés de rétention en eau et le KD de l'isoproturon sont, elles aussi, modérément contrastées, la fIMM, la KSAT, et la DT50 de l'isoproturon sont très variables. Un
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Dates and versions

pastel-00004448 , version 1 (20-03-2009)

Identifiers

  • HAL Id : pastel-00004448 , version 1

Cite

Julien Moeys. Spacial variability and agro-pedological determinisms of an herbicide fate in the surface horizon - an application to isoproturon in an agricultural catchment of the "Beauce chartraine" region, France. Sciences of the Universe [physics]. AgroParisTech, 2007. English. ⟨NNT : 2007AGPT0063⟩. ⟨pastel-00004448⟩

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