Nutrient losses through drainage water in sandy soils of the « Landes de Gascogne ». Results of 8 years of lysimeter studies

Abstract

National audienceFrom 1972 to 1 979(922 m ofm rain) the nutrient (N-NO3,P2O5, K2O, CaO, MgO) losses were measured in Fertilizers,/ lysimeters (1 m depth) containing a reconstituted sandy organic soil cropped with continuous and irrigated (304 mm) maize. The average yield measured from 1977 to 1979 was 9.15 t/ha (15.5 p. 100 moisture content), that is to say comparable to the yields observed in fields in the vicinity. The crop residues (stalks, leaves, ears) were buried each year. In the presence of the following annual application of mineral fertilizers : N = 210 kg/ha ; P2O5 = 215 kg/ha ; K2O = 225 kg/ha ; CaO = 275 kg/ha ; MgO = 50 kg/ha, the average annual nutrient losses through the drainage water (annual average = 637 mm) were respectively : 50 kg/ha, 0.36 kg/ha, 69 kg/ha, 281 kg/ha, 97 kg/ha. Cropping the soil during winter with rye-grass decreased nutrient losses (mainly potassium) but when soybean was cropped instead of maize, leaching of nitrogen was considerably higher (81 kg/ha) despite the moderate amount (30 kg/ha) of applied nitrogen fertilizer. Interruption of cropping and fertilization led to a strong increase in nitrogen losses (127 kg/ha) did not change the leaching of potassium and decreased calcium and magnesium losses. The highest nutrient levels in drainage water observed during the winter season (December-January-February) for the cropped lysimeters and during autumn (September-October-November) for the uncropped lysimeters could be partly explained by the high biological activity prevailing in the wet organic soils of this area during the summer season.On a mesuré, de 1972 à 1979 (pluviométrie moyenne : 922 mm), la perte en éléments fertilisants (N nitrique, P2 O5, K2O, CaO, MgO), enregistrée sous des cases lysimétriques de 1 m de profondeur contenant un profil reconstitué de sol sableux organique des Landes de Gascogne portant une culture irriguée (304 mm) de maïs. Le rendement moyen de ce dernier, mesuré de 1977 à 1979 et dont les résidus de culture (tiges, rafles, feuilles) sont enfouis chaque année, a été de 91,5 q/ha (15,5 p. 100 d’humidité), c’est-à-dire de l’ordre de grandeur des productions enregistrées dans la région. Pour un apport moyen annuel de fertilisants par les engrais minéraux de : 210 kg/ha de N, 215 kg/ha de P2O5, 225 kg/ha de K2O, 275 kg/ha de CaO, 50 kg/ha de MgO, les pertes par lessivage (637 mm de drainage en moyenne) ont été respectivement de : 50 kg/ha, 0,36 kg/ha, 69 kg/ha, 281 kg/ha, 97 kg/ha. La couverture hivernale du sol par un engrais vert (ray-grass) réduit les pertes en éléments fertilisants, notamment en potasse, mais le remplacement du maïs par du soja ne recevant que 30 kg/ha d’azote, fait passer à 81 kg/ha le lessivage annuel de l’azote nitrique. L’interruption de la culture de maïs et de la fertilisation provoque un accroissement considérable des pertes d’azote qui passent à 127 kg/ha mais est sans action sur le lessivage de la potasse et diminue celui de la chaux et de la magnésie. Les concentrations maximales en éléments fertilisants dans les eaux de drainage, observées durant la période hivernale (décembre-janvier-février) pour les cases cultivées et durant l’automne (septembre-octobre novembre) pour les cases non cultivées, résulteraient pour partie de la forte activité biologique de ces sols riches en matière organique et maintenus humides en été par l’irrigation, dont les produits sont éliminés lors de la reprise des drainages