Van Oort, Folkert, Paradelo, Remigio, Proix, Nicolas, Baize, Denis, Breuil, Sébastien, Foy, Eddy, Guérin, Annie, Monna, Fabrice, Palacin, Serge, Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes (ECOSYS), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), CRETUS Institute, Universidade de Santiago de Compostela [Spain] (USC ), Laboratoire d'Analyses des Sols (LAS), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Unité de Science du Sol (Orléans) (URSols), Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l'Altération (LAPA - UMR 3685), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC), IRAMAT - Laboratoire Métallurgies et Cultures (IRAMAT - LMC), Institut de Recherches sur les Archéomatériaux (IRAMAT), Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bordeaux Montaigne-Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bordeaux Montaigne-Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM), Archéologie, Terre, Histoire, Sociétés [Dijon] (ARTeHiS), Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Université de Bourgogne (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Environnement & Agronomie de l’INRAE (D.E. 2013, Pari Scientifique 2016-2018), Ademe (Contrat Inra-Ademe n° 14-60-C0064), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Bordeaux Montaigne-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Bordeaux Montaigne-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Bordeaux Montaigne (UBM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Bordeaux Montaigne (UBM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
International audience; Après l’étude d’évolutions pédologiques et géochimiques dans l’horizon de surface (van Oort et al., 2016, 2017a), ce nouveau volet du projet de valorisation du dispositif des 42 parcelles de l’Inra de Versailles présente les effets d’apports continus de matières fertilisantes à l’échelle du solum, pour une dizaine de traitements : ammoniacaux, engrais-Na et/ou K, phosphatés, CaCO$_3$, fumier et témoins. Pour chaque traitement, les profils de teneur en éléments (0-120 cm) ont été comparés avec le bilan 1929-2014 en surface (0-25 cm), afin de raisonner la pertinence d’études des impacts d’activités anthropiques, restreintes à l’horizon de surface. En l’absence de végétation, 85 ans de traitements ont profondément marqué les sols : l’engrais ammoniacal provoque une forte baisse du pH, la décalcification et une forte aluminisation, parfois jusqu’à 1 m. Sous traitements alcalinisants, le pH est ≥ 8 et la CEC est quasi-saturée en Ca sur toute la profondeur. L’apport d’engrais sodiques et/ou potassiques peut affecter le complexe d’échange jusque dans le matériau parental ; les allures des profils de teneurs en argile évoluent de valeurs minimales en surface pour devenir maximales dans l’horizon BT, traduisant ainsi l’effet d’amplification du lessivage d’argile par les engrais Na/K.Quant aux éléments en trace métalliques (ETM), leurs profils de concentration corroborent en général les hypothèses de transfert en profondeur, formulées à partir des bilans géochimiques établis en surface (van Oort et al., 2017a) : i) accumulations distinctes de Cd, Mn et Co sous engrais ammoniacaux, et de Mo sous apport de CaCO$_3$, ii) allures analogues de profils de concentration en Fe, Sc et Tl et celle des teneurs en argile sous apport d’engrais Na et K, iii) allures de profils de concentration évoluant rapidement de valeurs minimales à maximales entre la surface et l’horizon BT pour Mg et Ni dans les traitements ‘acides’ et ‘monovalents’, confirmant leur mobilisation à la fois sous l’effet du pH et par lessivage. Cependant, sous apport de fumier, le profil de concentration de Mo témoigne de sa forte accumulation en profondeur, non-visible par le bilan Mo en surface ; sous scories, malgré un bilan positif de Mo en surface, l’ampleur de son accumulation en profondeur surprend. Quant au Cd, les apports par les scories ou le superphosphate restent confinés en surface. Par contre, sous apport de (NH$_4$)$_2$HPO$_4$, environ 2,6 kg/ha de Cd sont transférés en profondeur. Une telle quantité équivaut à la totalité de Cd apporté par l’engrais en 85 ans. Dans le traitement (NH$_4$)$_2$SO$_4$, la quasi-totalité du fond pédogéochimique local en Cd a été exportée des 50 premiers cm du sol et transférée entre 70 et 100 cm.Ce travail atteste des aspects originaux et spectaculaires d’impacts cumulés au cours de la fertilisation prolongée sur la composition des sols, sous l’horizon de bêchage. Il souligne l’intérêt de considérer le solum pour une évaluation optimale des risques liés aux activités anthropiques. Dès lors, nos résultats appellent à d’avantage d’expertise en pédologie dans les programmes de recherches environnementales, qui se limitent aujourd’hui trop souvent à des approches analytiques sur des échantillons collectés en surface des sols.
