Phosphorus and sediment loading to surface waters from liquid swine manure application under different drainage and tillage practices.

Ball Coelho, B.R., Murray, R.L., Lapen, D.R., Topp, E., et Bruin, A.J. (2011). « Phosphorus and sediment loading to surface waters from liquid swine manure application under different drainage and tillage practices. », Agricultural Water Management, 104, p. 51-61. doi : 10.1016/j.agwat.2011.10.020  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Le phosphore (P) et les sédiments peuvent migrer des terres agricoles aux eaux de surface, dégradant la qualité de celles ci. La présente étude a été entreprise pour améliorer la compréhension de la répartition du P et des sédiments provenant du ruissellement de surface et des voies de drainage souterraines dans les eaux de surface, et ainsi déterminer les mesures de contrôle à mettre en œuvre. Pendant deux années entières, incluant les épisodes hivernaux importants, les charges de P et de sédiments au sol et dans les dalles de drainage ont été quantifiées dans des micro-bassins où des pratiques de drainage et de gestion pertinentes étaient imposées. Les nutriments pour les cultures ont été fournis par du lisier de porc, injecté dans le cadre d’une gestion avec travail minimal du sol ou épandu à la surface et incorporé par travail du sol classique. L’hiver a été temporairement important pour les charges provenant du ruissellement et des dalles de drainage, particulièrement durant les épisodes de pluie sur neige. Un seul épisode de 50 mm de pluie sur de la neige pendant deux jours a contribué à plus de 80 % du Pdop (P organique dissous + P particulaire) et des sédiments dans le ruissellement de surface ainsi qu’à 28 % du Pdop et à 20 % des sédiments qui sont passés par les dalles de drainage au cours de cette saison. Les charges de P et de sédiments dans le ruissellement de surface et les dalles de drainage étaient plus importantes au cours des saisons mortes (SM) qu’au cours des saisons de croissance (SC). Par exemple, la charge au sol était en moyenne de 0,14 kg ha-1 de phosphate réactif dissous (PRD) et de 1 551 kg ha-1 de sédiments au cours des SM, et de 0,04 kg ha-1 de PRD et de 42 kg ha-1 de sédiments au cours des SC (quatre bassins, deux saisons, PRD dans le ruissellement au cours de la première SC seulement). Dans les dalles de drainage, la charge moyenne de PRD était de 0,08 kg ha-1 au cours des SM et de 0,01 kg ha-1 au cours des SC dans un champ (A), et de 0,02 kg ha-1 au cours des SM et de 0,003 kg ha-1 au cours des SC dans un autre champ (B); la charge de Pdop était de 0,07 kg ha-1 au cours des SM et de 0,02 kg ha-1 au cours des SC (semblable dans le champ A et le champ B); la charge de sédiments était de 23 kg ha-1 au cours des SM dans le champ A, de 8 kg ha-1 au cours des SM dans le champ B, et de 2 kg ha-1 au cours des SC dans les deux champs. Il importe donc de gérer les mouvements au cours des SM, particulièrement quand le ruissellement a lieu sur un sol gelé. Les mouvements dans les dalles de drainage représentaient 31, 24 et 16 % du PRD en surface + souterrain, du P total (Pt) et des charges de sédiments, respectivement. La présence ou le type de prise d’eau en surface (à orifices de percolation ou de type Hickenbottom) a eu peu d’incidence sur la charge de P et de sédiments. Le drainage artificiel a réduit du tiers la charge en surface et souterraine dans l’eau de surface pour le Pt et de un dixième pour les sédiments. Il s’agit donc d’une stratégie convenable pour le contrôle du P et de la turbidité dans l’eau de surface. La charge de PRD en surface et souterraine, quant à elle, n’a pas été modifiée par le drainage artificiel. L’écoulement préférentiel du lisier de porc dans les dalles de drainage n’a eu lieu qu’avec l’injection, l’année où les drains ont été installés, dans l’un des deux champs. En plus d’être peu fréquentes, les charges de DRP découlant des dalles de drainage ne représentaient que 2 % de la charge annuelle de Pt dans le bassin. Le système de travail minimal du sol connexe a réduit le Pt en surface et la charge de sédiments dans le ruissellement par trois et six fois, respectivement, par rapport au travail classique du sol avec application à la volée et incorporation du fumier.

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