Reducing nitrate loss in tile drainage water with cover crops and water-table management systems.

Drury, C.F., Tan, C.S., Welacky, T.W., Reynolds, W.D., Zhang, T.Q., Oloya, T.O., McLaughlin, N.B., et Gaynor, J.D. (2014). « Reducing nitrate loss in tile drainage water with cover crops and water-table management systems. », Journal of Environmental Quality, 43(2), p. 587-598. doi : 10.2134/jeq2012.0495  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Les pertes de nitrates des sols agricoles constituent un coût pour les producteurs, une préoccupation environnementale pour les lacs et les rivières et un risque pour la santé lorsque ces substances se retrouvent dans les puits et les aquifères utilisés comme sources d’eau potable. L’ensemencement de blé d’hiver comme culture de couverture (CC) et/ou le recours à un système de drainage contrôlé avec irrigation souterraine (DCIS) peuvent réduire les pertes de nitrates (NO3) comparativement à l’absence de culture de couverture (ACC) et/ou à l’utilisation d’un système classique de drainage non contrôlé (DNC). Nous avons réalisé une étude sur le maïs et le soja échelonnée sur six ans (1999–2005) afin de déterminer l’efficacité des traitements CC+DCIS, CC+DNC, ACC+DCIS et ACC+DNC en vue de la réduction des pertes de NO3. Nous avons mesuré en continu le volume du débit et la concentration de NO3 dans les eaux de ruissellement et les eaux de drainage. Les cultures de couverture ont entraîné une réduction de la concentration moyenne sur 5 ans de NO3 pondérée en fonction du débit dans les eaux de drainage de 21 à 38 % et une réduction de la perte cumulative de NO3 de 14 à 16 % comparativement aux traitements ACC. Le système de drainage contrôlé avec irrigation souterraine a entraîné une réduction de la concentration moyenne sur 5 ans de NO3 pondérée en fonction du débit de 15 à 33 % et une réduction de la perte cumulative de NO3 de 38 à 39 % comparativement aux traitements DNC. La combinaison CC et DCIS a entraîné une diminution des concentrations moyennes sur 5 ans de NO3 pondérées en fonction du débit et des pertes dans les eaux de drainage de 47 % (de 9,45 à 4,99 mg N L1 et de 102 à 53,6 kg N ha1) comparativement à la combinaison ACC+DNC. Les réductions observées dans les eaux de ruissellement et les augmentations concomitantes mesurées dans les eaux de drainage pour le traitement CC sont principalement attribuables à l’augmentation de la conductivité hydraulique du sol près de la surface. Les cultures de couverture ont permis d’augmenter le rendement grainier du maïs de 4 à 7 % en 2004 et le rendement moyen du soja sur trois ans de 8 à 15 %, tandis que l’utilisation du système de DCIS n’a pas eu d’incidence sur le rendement du maïs ou du soja sur la période de 6 ans. L’utilisation combinée d’une culture de couverture et d’un système de gestion de la nappe phréatique s’est avérée très efficace pour réduire les pertes de NO3 dans les sols agricoles frais et humides.

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