Mesures et prédiction des propriétés de rétention en eau des sols de la Région Centre : Utilisation de la base SOLHYDRO

La maîtrise de la gestion de la ressource en eau nécessite que soient mieux connues les interactions entre la couverture pédologique et l'eau et, de façon plus générale, comment interfère le système sol - plante - atmosphère avec le cycle de l'eau. La qualité des eaux superficielles et souterraines dépend de notre aptitude à apprécier le risque de transfert de produits polluants en fonction des choix de gestion qui sont faits pour les sols. Il est par conséquent important de bien connaître quelles sont les conséquences du fonctionnement hydrique des sols sur le cycle de l'eau. Pour décrire le fonctionnement hydrique de la couverture pédologique, il est nécessaire de connaître les propriétés hydriques (rétention en eau, conductivité hydraulique) des horizons qui la composent, mais la détermination de ces propriétés par méthodes expérimentales est généralement longue, coûteuse et difficile. Des outils de prédiction ont été développés pour les estimer. Ces outils sont pour l'essentiel des relations statistiques qui lient des caractéristiques du sol aisément accessibles (composition granulométrique, densité apparente, teneur en carbone organique) à des propriétés du sol difficilement accessibles. Ils constituent un moyen d'établir un lien entre ce qui est disponible dans les bases de données et les grandeurs nécessaires aux modèles qui décrivent le fonctionnement des sols. Parmi ces outils, les « classes de pédotransfert (CPT) » permettent d'estimer les propriétés hydriques après avoir regroupé et classé les sols selon leur composition. Ainsi, à chaque classe de composition correspondent des propriétés hydriques déterminées. Notre objectif dans cette étude est d'analyser les propriétés de rétention en eau de sols de la Région Centre et de les comparer avec celles obtenues avec des CPT proposées récemment pour les sols du territoire français à partir de la base de données SOLHYDR

The STICS model to predict nitrate leaching following agricultural pratices.

The aim of this paper was to develop an upscaling approach for the soil-crop model STICS in order to predict the impact of agricultural practices on nitrate leaching on both plot and regional scales. A case study was carried out on a "Nitrate Vulnerable Zone" located in central France. The performance of the spatial approach was evaluated by accounting for all the spatial and temporal variability existing within the studied area. The results indicate that N leaching and nitrate concentration in drainage water were slightly underestimated; by 3 kg N·ha-1 (16%) and 8 mg NO3-·L-1 (11%), respectively. The STICS scaling approach was used to assess the effectiveness of "Good Agricultural Practice" established within the area over a seven-year period. The simulation results provided evidence that such a practice had reduced the nitrate concentration by about 30% (36 mg NO3-·L-1). However, the rate of nitrate leaching remains too large and further improvements to agricultural practices are required

Estimation des propriétés de rétention en eau des sols : Utilisation de classes de pédotransfert après stratifications texturale et texturo-structurale

Un programme de mesures des propriétés de rétention en eau des sols a été développé par l'INRA depuis une dizaine d'années afin de constituer un jeu de données qui puisse être utilisé pour tester les fonctions de pédotransfert (FPT) qui ont été proposées dans la littérature, en établir de nouvelles si celles proposées se révèlent non satisfaisantes et dans ce dernier cas, tester les nouvelles FPT. Dans ce contexte général et partant du constat que les FPT proposées ne permettent pas de prédire les propriétés de rétention en eau de façon satisfaisante, cette étude se propose de suivre une autre voie que celle habituellement suivie pour établir un outil d'estimation des propriétés de rétention en eau. Des classes de pédotransfert (CPT) sont proposées par classe de texture ou par classe combinant texture et structure, cette dernière étant renseignée à l'aide de la densité apparente déterminée sur des mottes de dimensions centimétriques. Ainsi, en utilisant soit la texture seule, soit la texture et la densité apparente de motte, on dispose des teneurs en eau massiques à –10, –33, –100, –330, –1000, –3 300 et –15 000 hPa en fonction de l'appartenance de l'horizon à telle ou telle classe de texture ou, telle ou telle classe combinant texture et densité apparente de motte. La qualité de la prédiction a été testée sur un échantillon de validation ; elle a aussi été comparée à celle qui aurait été obtenue si l'on avait utilisé les CPT de Jamagne et al. (1977). Par rapport à ces CPT, les résultats montrent une importante réduction du biais et un accroissement de la précision lorsque l'on utilise les CPT par classe de texture proposées dans cette étude. Lorsque l'on compare les CPT par classes texturales aux CPT par classes texturo-structurales, il n'y a pas d'amélioration notable du biais mais celui-ci était déjà très faible avec les CPT par classes texturales. En revanche, les CPT par classes texturo-structurales, qui permettent de tenir compte à la fois de la texture et de l'état structural du sol, améliorent la précision des prédictions. Pour les CPT par classes texturales, des teneurs en eau volumiques sont déduites des teneurs en eau massiques en utilisant la densité apparente de l'horizon. Les paramètres du modèle de van Genuchten sont donnés pour chaque classe de CPT. Une démarche permettant de prédire les propriétés de rétention en eau d'un horizon est proposée

A portable infrared laser spectrometer for flux measurements of trace gases at the geosphere-atmosphere interface

International audienceA portable infrared laser absorption spectrometer named SPIRIT (SPectrom'etre Infra-Rouge In situ Troposph'erique) has been set up for the simultaneous flux measurements of trace gases at the geosphere-atmosphere interface. It uses a continuous wave distributed feedback room temperature quantum cascade laser and a patented new optical multi-pass cell. The aim of SPIRIT field studies is to get a better understanding of land and water bodies to atmosphere exchange mechanisms of greenhouse gases (GHG). The analytical procedures to derive concentrations and fluxes are described, as well as the performances of the instrument under field conditions. The ability of SPIRIT to assess space and time dependence emissions of two GHG--nitrous oxide (N2O) and methane (CH4)--for different types of ecosystems is demonstrated through in situ measurements on peatland, on fertilized soil, and on water body systems. The objectives of these investigations and preliminary significant results are reported

Projeto de pesquisa-desenvolvimento : as doenças crônico-degenerativas e a promoção da qualidade de vida

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Willow short-rotation production systems in Canada and Northern United States: A review

Willow short rotation coppice (SRC) systems are becoming an attractive practice because they are a sustainable system fulfilling multiple ecological objectives with significant environmental benefits. A sustainable supply of bioenergy feedstock can be produced by willow on marginal land using well-adapted or tolerant cultivars. Across Canada and northern U.S.A., there are millions of hectares of available degraded land that have the potential for willow SRC biomass production, with a C sequestration potential capable of offsetting appreciable amount of anthropogenic green-house gas emissions. A fundamental question concerning 1 sustainable SRC willow yields was whether long-term soil productivity is maintained within a multi-rotation SRC system, given the rapid growth rate and associated nutrient exports offsite when harvesting the willow biomass after repeated short rotations. Based on early results from the first willow SRC rotation, it was found willow systems are relatively low nutrient-demanding, with minimal nutrient output other than in harvested biomass. The overall aim of this manuscript is to summarize the literature and present findings and data from ongoing research trials across Canada and northern U.S.A. examining willow SRC system establishment and viability. The research areas of interest presented here are the crop production of willow SRC systems, above- and below-ground biomass dynamics and the C budget, comprehensive soil-willow system nutrient budget, and soil nutrient amendments (via fertilization) in willow SRC systems. Areas of existing research gaps were also identified for the Canadian context

Diversité des sols et gestion durable des terres et des paysages

National audienc

Un modele simple d'estimation de la production de grains du mais

National audienc

Etablissement et validation de classes de pédotransfert pour un modèle de culture à l'échelle parcellaire : application au modèle STICS

National audienceLe travail présenté s'inscrit dans le cadre d'une étude méthodologique de la modulation spatiale de la fertilisation azotée du blé. Il a été mené sur deux parcelles de 10 ha chacune, situées près de Laon, et présentant des caractéristiques pédologiques différentes. Il a consisté à créer, pour chaque parcelle, des classes de pédo-transfert (CPT) permettant d'estimer, à partir de cartes des sols établies à l'échelle du 1/2 500, les paramètres "sol" nécessaires à l'utilisation du modèle de culture Stics. Les paramètres suivants ont été étudiés pour leur grande influence sur les sorties du modèle : profondeur d'apparition d'un obstacle aux racines (obstarac); humidité massiques à la capacité au champ (Hcc) et au point de flétrissement (Hpf), densité apparente (Da), teneur en argile minéralogique (AM), de chaque horizon. Les observations ont été extraites de cartes d'impacts racinaires, effectuées au sein de fosses pédologiques, pour établir les CPT pour obstarac et de mesures, faites sur 82 points de prélèvements de chaque parcelle, pour les autres paramètres. Les résultats ont consisté à établir :(1) des critères qualitatifs pour prédire obstarac, (2) des classes combinant texture et type de matériau pour prédire Hcc, Hpf et DA et (3) une relation continue entre AM et des données analytiques. La qualité des prédictions des paramètres a permis de juger du bien fondé des méthodes utilisées. Les CPT d'obstarac semblent suffisantes, pour renseigner le modèle, dans les cas où les informations sur le sol sont accessibles. La prédiction de Hcc s'effectue quasiment sans biais et avec un RMSE de 0,02 g.g-1. La confrontation des sorties du modèle ainsi renseigné, aux variables d'intérêt mesurées, est satisfaisante. Le croisement des couches d'information sol et CPT a révélé la grande sensibilité du modèle Stics à 1a précision d'obtention de ces informations. Le déterminisme de la variabilité intra-parcellaire du stockage de l'eau et des solutés diffère selon les parcelles, avec : - la profondeur maximale d'enracinement, qui varie de 45 à 160 cm, dans la première parcelle : - la Hcc, qui varie de 6 et 23 % de teneur en eau massique, dans la seconde. La qualité des CPT obtenues pour la prédiction des paramètres du modèle est à mettre en lien avec le nombre de données acquises. Une telle approche, très lourde à mettre en oeuvre, ne peut être conçue que dans le cadre d'étude de parcelles expérimentales ou de secteurs de référence. La stratégie de constitution des CPT est tributaire du niveau de résolution spatiale choisi. Ce choix relève d'un débat pluri-disciplinaire pour permettre une modulation techniquement accessible, écologiquement utile et économiquement rentable