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Variations in soil properties and herbicide sorption coefficients with depth in relation to PRZM (Pesticide Root Zone Model) calculations.

Farenhorst, A., McQueen, R.D.A., Saiyed, I., Hilderbrand, C., Li, S., Lobb, D.A., Messing, P., Schumacher, T.E., Papiernik, S.K., et Lindstrom, M.J. (2009). « Variations in soil properties and herbicide sorption coefficients with depth in relation to PRZM (Pesticide Root Zone Model) calculations. », Geoderma, 150, p. 267–277. doi : 10.1016/j.geoderma.2009.02.002  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

On dispose de peu de données expérimentales sur la façon dont s’opèrent les changements des coefficients de sorption des herbicides pour de petites augmentations dans les profils du sol. On a établi le profil du sol de trois éléments du relief dans une terre agricole fortement érodée et segmentée à intervalles de 2 cm, sur 0,6 m de profondeur dans la butte (partie supérieure de la pente érodée), sur 1,0 m de profondeur dans le bas de la pente (zone de dépôt) et sur 1,6 m de profondeur dans la dépression (cours d’eau érodé). On a analysé des échantillons de sol et mesuré la teneur du sol en carbone organique (COS) (n = 154), le pH (n = 155), la teneur du sol en carbonates (n = 126), la CEC (n = 126), la texture du sol (n = 32), la densité apparente (n = 160), la sorption du 2,4-D [acide (2,4-dichlorophénoxy)acétique] ou du glyphosate [N‑(phosphonométhyl)glycine] dans le sol (Kd) (n = 90), et la sorption du 2,4-D ou du glyphosate par unité de carbone organique du sol (Koc) (n = 90). Si l’on tient compte de tous les profils de sol, les valeurs de Kd du 2,4-D variaient de 0,12 à 2,61 L kg-1 et étaient le plus fortement influencées par les variations du COS. En revanche, les valeurs de Kd du glyphosate variaient de 19 à 547 L kg-1 et étaient principalement tributaires des variations du pH du sol et de la teneur en argile. On a aussi réalisé 252 simulations au moyen du modèle de devenir des pesticides PRZM (pesticide root zone model), version 3.12.2. Avec le modèle PRZM, on a prévu que le glyphosate serait immobile dans le sol, même dans le cas de scénarios de chutes de pluie extrêmes simulant 384 mm de pluie le lendemain de l’application de l’herbicide. Par contre, pour ce qui est du 2,4-D, on a prévu, toujours avec le modèle PRZM, que jusqu’à 6 % de l’herbicide appliqué descendrait à une profondeur de 15 cm avec un scénario de pluie réel. Les données de sortie du modèle PRZM étaient particulièrement sensibles aux valeurs d’entrée du Kd, en ce qui concerne les valeurs d’entrée des propriétés du sol. Le plus grand changement dans les données de sortie du modèle PRZM a été observé quand les valeurs de Kd des profils au bas des pentes, qui variaient de 0,16 à 1,77 L kg-1, ont été remplacées par les valeurs mesurées dans les profils des buttes, allant de 0,12 à 0,50 L kg-1, alors que la quantité de 2,4-D lessivé à une profondeur de 15 cm a augmenté de 29,081 % (passant de 0,09 à 26,17 g ha-1) avec un scénario de pluie réel. On en conclut que, lorsque l’on utilise des modèles de devenir des pesticides comme le PRZM pour les analyses de politiques à de grandes échelles, les données relatives aux valeurs de Kd pour divers éléments du relief et au niveau de l’horizon pédologique pourraient se révéler importantes pour étayer les prévisions de lessivage des pesticides.

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