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La fertilización nitrogenada a gran escala y con productos o dosis inadecuados produce contaminación del suelo y napas, como así también la eutrofización de cuerpos de agua y la contaminación del aire, llevando a la formación de lluvias ácidas. En sitios marginales para la producción agropecuaria y forestal, los ambientes son más frágiles y el riesgo de contaminación es mayor que en aquellos con mejor aptitud productiva. La utilización de fertilizantes nitrogenados de liberación lenta pueden contribuir a aportar a los cultivos la dosis de nitrógeno necesaria para no disminuir la fertilidad de los suelos, y en consecuencia, disminuir la lixiviación de formas inorgánicas de nitrógeno y la contaminación ambiental asociada. Realizamos la síntesis y descripción de los complejos de inclusión de urea con ácido esteárico (CIU). El objetivo fue corroborar que los microorganismos del suelo o las enzimas ureasas libres, son capaces de producir la ureólisis, es decir, la liberación del amonio de la urea cuando ésta se encuentra formando parte del CIU. Evaluamos que los cristales de CIU, que presentan muy baja solubilidad en agua, pueden ser fuente de nutrientes para las plantas, es decir, que en contacto con el suelo, liberan amonio y nitrato que son las formas minerales en que las plantas pueden absorber el nitrógeno. Además, la estructura tridimensional de los cristales de CIU pueden ser utilizados para incorporar otros nutrientes o moléculas orgánicas en su estructura, como hormonas, funguicidas o insecticidas, las que serían liberadas paulatinamente, a medida que las ureasas del suelo producen la ruptura de la urea y de los cristales de CIU., Fertilization with sources of nitrogen if it is done with inadequate fertilizers or doses, produce environmental problems like soil and water table contamination, eutrophication of water bodies and air contamination, leading to acid rain. In marginal sites for agriculture and forestry, environments are fragile and the risk of contamination is higher than in places with better site quality. The use of slow-release nitrogen fertilizers can contribute to give enough nitrogen to crops, in part by maintaining the soil's fertility, and thus minimizing the risk of lixiviation of inorganic nitrogen forms and the associated environmental contamination. We did the synthesis and description of the inclusion complexes of urea with stearic acid (CIU).The aim was to corroborate that the soil microorganisms or the free ureases enzymes are able to produce the ureolysis, which is to liberate ammonium from the urea when it is part of the CIU. We tested that the CIU crystals, which has very low water solubility can be a source of nutrients for the plants because in contact with soil ammonium and nitrate is realized. The latter are the inorganic forms that can be taken up by plants. Moreover, the tridimensional structure of the CIU make it proper to add inside the crystals other nutrients and organic molecules like hormones, fungicides and insecticides that would be realized to the soil slowly, as ureases break urea and CIU crystals., Secretaría de Ciencia y Técnica

La fertilización nitrogenada a gran escala y con productos o dosis inadecuados produce contaminación del suelo y napas, como así también la eutrofización de cuerpos de agua y la contaminación del aire, llevando a la formación de lluvias ácidas. En sitios marginales para la producción agropecuaria y forestal, los ambientes son más frágiles y el riesgo de contaminación es mayor que en aquellos con mejor aptitud productiva. La utilización de fertilizantes nitrogenados de liberación lenta pueden contribuir a aportar a los cultivos la dosis de nitrógeno necesaria para no disminuir la fertilidad de los suelos, y en consecuencia, disminuir la lixiviación de formas inorgánicas de nitrógeno y la contaminación ambiental asociada. Realizamos la síntesis y descripción de los complejos de inclusión de urea con ácido esteárico (CIU). El objetivo fue corroborar que los microorganismos del suelo o las enzimas ureasas libres, son capaces de producir la ureólisis, es decir, la liberación del amonio de la urea cuando ésta se encuentra formando parte del CIU. Evaluamos que los cristales de CIU, que presentan muy baja solubilidad en agua, pueden ser fuente de nutrientes para las plantas, es decir, que en contacto con el suelo, liberan amonio y nitrato que son las formas minerales en que las plantas pueden absorber el nitrógeno. Además, la estructura tridimensional de los cristales de CIU pueden ser utilizados para incorporar otros nutrientes o moléculas orgánicas en su estructura, como hormonas, funguicidas o insecticidas, las que serían liberadas paulatinamente, a medida que las ureasas del suelo producen la ruptura de la urea y de los cristales de CIU. . Fertilization with sources of nitrogen if it is done with inadequate fertilizers or doses, produce environmental problems like soil and water table contamination, eutrophication of water bodies and air contamination, leading to acid rain. In marginal sites for agriculture and forestry, environments are fragile and the risk of contamination is higher than in places with better site quality. The use of slow-release nitrogen fertilizers can contribute to give enough nitrogen to crops, in part by maintaining the soil's fertility, and thus minimizing the risk of lixiviation of inorganic nitrogen forms and the associated environmental contamination. We did the synthesis and description of the inclusion complexes of urea with stearic acid (CIU).The aim was to corroborate that the soil microorganisms or the free ureases enzymes are able to produce the ureolysis, which is to liberate ammonium from the urea when it is part of the CIU. We tested that the CIU crystals, which has very low water solubility can be a source of nutrients for the plants because in contact with soil ammonium and nitrate is realized. The latter are the inorganic forms that can be taken up by plants. Moreover, the tridimensional structure of the CIU make it proper to add inside the crystals other nutrients and organic molecules like hormones, fungicides and insecticides that would be realized to the soil slowly, as ureases break urea and CIU crystals. Fil: Lucia, Alejandro. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Universidad Nacional de Luján. Instituto de Ecología y Desarrollo Sustentable; Argentina Fil: Bárcena, Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Fisiología Vegetal. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Fisiología Vegetal; Argentina Fil: Costa, M.lorenza. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Fisiología Vegetal. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Fisiología Vegetal; Argentina Fil: Graciano, Corina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Fisiología Vegetal. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Fisiología Vegetal; Argentina

National audience; A l'échelle de sites de quelques km2, les modèles d'émission d'azote vers l'air et l'eau mobilisent des données de pratiques agricoles observées à l'échelle même de la parcelle. Beaucoup de données ont été acquises dans le cadre des observatoires de recherche en environnement (ORE Agrhys, SOERE RBV, ....). Sur ces sites il n'y a donc pas d'itinéraires techniques (ITK) ou de systèmes de culture (SdC) type, chaque exploitation et chaque parcelle étant décrite in extenso sur la base d'enquêtes. Passant à l'échelle des grands territoires, il est nécessaire d'élaborer une typologie des éléments productifs (parcelles agricoles) et inersticiels (zone humides, haies,....) du paysage agricole, pour informer des modèles territoriaux (Swat, Sénèque, Nutting, ...). La caractérisation des éléments du paysage agissant sur la rétention d'azote a été menée sur différents bassins versants selon une méthodologie basée sur les modèles de Markov cachés adaptés à des corpus de données hétérogènes combinant des variables de natures différentes (Lazrak et al., 2015). Concernant les sources de nitrate, la méthode s'appuie sur l'hypothèse que les successions culturales sont indicatrices du niveau de risques Nitrate, risque calculé à partir d'un bilan entrées - sorties d'azote et d'un indice de lixiviation basé sur le taux de couverture des sols durant la période de drainage hivernal. Les successions culturales ont été identifiées à partir i) du traitement, par chaine de Markov (Mari et al. 2013), des données RPG pour l'occupation des sols et du RGA 2010 pour la partie cheptels et bâtiments d'élevage, ii) de classifications proposées à dire d'expert pour les différents territoires et iii) des résultats d'enquêtes de terrain sur diverses zones agricoles, en complément de données déjà disponibles. Sur les trois bassins versants Grand Morin, Save et Haut Loir, largement dominés par les grandes cultures, la typologie, basée sur la seule succession culturale s'est avérée opérationnelle : aux différentes classes de la typologie correspondent des niveaux d'émission d'azote différents, avec une variabilité intra succession modérée (cv 20-30%). Sur le bassin versant du Blavet, la diversité des systèmes de production - élevages d'herbivores, granivores, grandes cultures, cultures fourragères et légumineuses, combinés de diverses manières - s'est traduite, pour les 8 successions choisies au départ, par une large variabilité intra succession, à la fois sur les soldes de bilans et sur les indices de lixiviation. Un travail complémentaire a permis de proposer une nouvelle typologie des SdC, par analyse en composante principale sur les variables caractérisant les successions de cultures et les flux d'azote mis en jeu : 4 classes principales ont été retenues, l'axe 1 opposant les SdC avec ou sans prairies aux SdC spécialisées avec ou sans légumes, (axe 1+), tandis que l'axe 2 oppose des SdC à émission d'azote faible (2-) ou élevée (2+). 14 classes et sous classes rassemblent ainsi des SdC porches en termes de succession et de niveau d'émission d'azote (avec des seuils 5, 20, 40 et 70 kg N émis/ha/an). Afin de les spatialiser ces clusters ont été rattachés à la typologie initiale de Lazrak, et en intégrant également les informations acquises sur les substrats et la topographie. Ces typologies permettent de décliner l'ensemble des scénarios retenus, en remplaçant les SdC réels par leurs équivalent optimisés en termes d'émission d'azote, avec des bilans proches de l'équilibre et une couverture des sols maximisée, pour le scénario "Pratiques optimisées", et en remplaçant les SdC les plus émetteurs par des SdC à faibles émissions, dominées par des prairies pâturées extensivement, mixtes ou fauchées. Ce remplacement peut être ciblé sur les zones les plus éméttrices, selon le scénario "dilution", ou sur les zones les plus rétentives (bas de versant) selon le scénario "rétention" (cf Laurène Casal et al.). En conclusion, les typologies élaborées dans le cadre du projet Escapade ont montré que dans les systèmes dominés par les grandes cultures les successions culturales et des éléments du paysage sont de bons proxy d'émissions d'azote vers l'eau, alors que dans les régions d'élevage, des données supplémentaires sur les systèmes de culture sont indispensable pour les prédire. En perspective, les typologies réalisées pourront, avec l'identification de clés de répartition des types de systèmes de production, permettrent de construire des scénarios combinant des performances environnementales et de durabilité économique et sociale, privilégiant économie et autonomie pour réduire les intrants et les coûts de production, déclinables pour les différents systèmes de production.

Description du sujet. La concentration en nitrate dans la moitié des masses d’eau souterraine de la région wallonne (Belgique) a justifié le classement de celles-ci en zone vulnérable, en application de la Directive Nitrates (DN). Cette zone vulnérable présente une diversité de contextes agro-pédologiques. Ainsi, le contenu en azote des sols agricoles peut localement varier d’un facteur 4.Objectifs. L’étude consiste à établir si la teneur en carbone organique total (COT) d’un sol constitue un facteur de risque significatif quant à la lixiviation du nitrate vers les eaux souterraines.Méthode. L’article s’appuie sur des mesures COT et de reliquat d’azote nitrique dans le sol en début de période de lixiviation (APL – Azote Potentiellement Lessivable), réalisées en 2012 dans 1 500 parcelles lors d’un contrôle organisé en application du Programme de Gestion Durable de l’Azote, transposition de la DN en région wallonne. Résultats. L’examen des résultats illustre d’une part que l’APL est positivement corrélé au COT et que les parcelles qualifiées de « non conformes » présentent une concentration moyenne en COT significativement supérieure aux autres résultats.Conclusions. L’APL étant un indicateur environnemental du risque de lixiviation du nitrate, il apparait que le contenu COT est généralement de nature à constituer un risque de contamination des eaux souterraines par le nitrate. Il convient dès lors d’une part, d’améliorer la prise en compte de ce paramètre dans les conseils de fertilisation azotée et, d’autre part, dans le cas de récolte estivale, de gérer au mieux le sol par une mise en place efficiente de cultures pièges à nitrate., The management of soil organic matter, an important issue in reducing nitrate leaching to groundwaterDescription of the subject. The nitrate concentration in half of the groundwater bodies of the Walloon Region (Belgium) has justified their classification as vulnerable zones under the Nitrates Directive (ND). This vulnerable area has a relatively high diversity of agro-soil environments. Thus, the nitrogen content of agricultural soils can vary locally by a factor 4.Objectives. This study aimed to establish whether the carbon content of a soil is a significant risk factor in nitrate leaching to groundwater.Method. The article is based on measurements of nitrate nitrogen residue (APL) and soil total organic carbon (TOC) at the beginning of the leaching period. The measurements were made in 2012 in 1,500 plots, during inspections organized by the Wallonia Public Service. This was as part of the application of the Program for the Sustainable Management of Nitrogen in Agriculture, the scheme for implementing the ND within the Walloon region.Results. Examination of the results showed both that the APL was positively correlated to the TOC and that plots with “noncompliant” APL results had a significantly higher average TOC than the other plots.Conclusions. Since APL is an environmental indicator of the risk of nitrate leaching, it appears that the TOC may constitute a risk of groundwater contamination by nitrate. It is therefore advisable to improve the inclusion of this parameter in advice regarding nitrogen fertilization and secondly, in the case of summer harvest, to better manage the sowing of catch crops.

Les pertes de nitrate par lixiviation sur la période hivernale qui suit la récolte d’une culture ont été largement étudiées dans les années 1990 et 2000 dans différents dispositifs en France et à l’étranger. Cette étude quantifie les stocks d’azote minéral du sol et la lixiviation du nitrate lors du deuxième automne-hiver après la récolte d’une culture de pois, de colza, ou de blé. La lixiviation pluri-annuelle pour des successions céréalières comprenant du pois ou du colza a également été analysée à partir de simulations basées sur des mesures de stock d’azote en entrée hiver. Pendant l’automne qui suit un pois ou un colza, la lixiviation est augmentée, par rapport à un blé. Au contraire, pendant l’automne qui suit un blé de pois ou un blé de colza, la lixiviation de nitrate est réduite, par rapport à un blé de blé, grâce à une meilleure utilisation de l’azote disponible par le second blé. Grâce à cette compensation inter-annuelle, la diversification des rotations céréalières, par l’introduction de pois ou de colza, n’augmente pas les risques de lixiviation par rapport à des successions à base de céréales. En outre, la culture de pois réduit les pertes ponctuelles d’azote liées à l’usage d’engrais (sur la culture elle-même et la culture suivante sur laquelle la fertilisation est réduite), celles liées à la volatilisation de composés azotés et à leur redéposition partielle, et les émissions de gaz à effet de serre comme le protoxyde d’azote, conduisant à un bilan azoté globalement positif pour les successions intégrant cette légumineuse., During the 90s and 2000s, the nitrate losses through leaching during the winter period following a given crop have been widely studied in France and abroad. This study quantifies soil mineral nitrogen contents and nitrate leaching during the second autumn-winter period after harvest of a pea, a rapeseed or a wheat. Nitrate leaching during successive years for cereal-based sequences including pea or rapeseed has also been studied from simulations based on measurements of soil nitrogen content at the beginning of winter in various crop sequences. During the autumn following a pea or an rapeseed, nitrate leaching is increased, compared to a wheat crop. On the opposite, during the autumn following a pea-wheat sequence or an rapeseed-wheat sequence, nitrate leaching is reduced, compared to a wheat-wheat sequence, due to a higher use efficiency of the available soil inorganic N by the 2nd wheat crop. Thanks to this inter-annual compensation, the diversification of cereal-based crop sequences by the introduction of a pea or a rapeseed does not increase the risk of nitrate leaching compared to cereal-based crop sequences. In addition, a pea crop allows to decrease N losses linked to the use of fertilizers (both on the crop itself and on the following crop, where N fertilisation is lowered), and thus N losses linked to ammonium volatilization and its partial redeposition, and greenhouse gas emissions such as nitrogen protoxide.

L’épandage des effluents de sucrerie et de vinasses de distillerie à l’automne est une technique bien développée dans les régions betteravières en France. L’objectif de cette étude est d’identifier les facteurs de risque de hausse de concentration en nitrate des eaux de drainage suite à ces apports et d’établir un bilan sur la pratique d’épandage. Une étude par simulation a donc été réalisée avec le modèle STICS sur une succession blé-betterave et avec un couvert de moutarde en interculture. L’étude vise à représenter, par simulations, l’ensemble des situations pédoclimatiques des bassins sucriers français où sont pratiqués les épandages d’effluents de sucreries (eaux terreuses et décantées) et vinasses à l’automne, en couvrant une période climatique de 20 ans. Les résultats montrent que les lames d’eau apportées sont drainées en presque totalité. Dans le cadre d'un reliquat post récolte maitrisé et d'une culture intermédiaire implantée précocement et détruite tardivement, l'impact des apports d’effluents favorisant l'organisation de l’azote n'ont qu'un impact très faible voire négligeable sur la qualité des eaux de percolation. Dans le cas contraire le risque augmente significativement et ce d’autant plus que le sol possède une faible capacité de stockage en eau.

On the South Pacific islands, the change from traditional to more intensive agricultural practices is leading to more fertilizer use, both extensively and intensively. Nutrient leaching should be minimized to avoid plant deficiencies and ground water pollution. The fate of nitrate and potassium under corn (Zea mays L.) and perennial grass (Rhodes grass, Chloris gayana Kunth.) was monitored during three wet seasons on a Ferralsol soil from Mare in the Loyalty Islands. In 1995, 130 and 41% of the applied NO 3 - and K + , respectively, leached beyond the root zone. Split application of the fertilizers in 1996 decreased the amounts leached to 48 and 11%, respectively. This reduction occurred even though the rainfall nearly doubled from 1995 to 1996. Nitrate and potassium transport, however, can be decreased due to their retention by this Ferralsol. Nitrate can be adsorbed on the positively charged surface of aluminum and ferric oxides. Due to the rapid drainage under tropical rainfall, however, this phenomenon is not very effective. Potassium is usually tightly fixed on 2:1 clay minerals, but these are nonexistent in our soil. Potassium also is bound to humic substances and the organic matter reaches 15% in the subsoil of this Ferralsol. Leaching of K + was retarded compared with NO 3 - , but was still quite high compared with others studies on tropical soils.

Les résultats de trois années d’expérimentation de cultures intermédiaires en région limoneuse à l’Université catholique de Louvain ont permis d’évaluer l’intérêt de plusieurs espèces de graminées et légumineuses en culture pure ou en mélange. Les performances ont été jugées sur leur capacité à prélever l’azote du sol, à produire un fourrage en quantité et en qualité suffisantes et à fournir un couvert répondant à différents critères agronomiques pendant l’interculture. Les résultats montrent que les graminées en culture pure ou en mélange avec légumineuses sont aptes à réduire de manière significative la quantité d’azote minéral du sol en début de période de drainage, pour autant que la proportion de non légumineuse constitue au moins 50 % du mélange. La biomasse produite par la plupart des couverts permet de récolter un fourrage d’appoint qui peut s’avérer utile en cas de pénurie. Experiments on catch crops were carried out over a period of three years in the loamy region of Belgium at the Catholic University of Louvain. The results were used to evaluate the performance of certain species of grass and legume, in pure or mixed culture. The performance of each species was judged according to its ability to take up nitrogen (catch crops), to produce forage of a sufficient quality and to meet certain agronomic criteria for intercropping. The results showed that grasses in pure culture or when mixed with legumes were able to significantly reduce soil nitrogen at the beginning of the drainage period, provided that the proportion of non-legumes constituted at least 50% of the mixture. Biomass produced by most of the tested crops can be harvested as complementary forage, which can be useful in times of shortage.

Face aux problèmes croissants de pollution nitrique des milieux aquatiques, la directive européenne "Nitrate" incite ou maintenant impose de Bonnes Pratiques Agricoles dont l'implantation de cultures intermédiaires (CI) ou la réduction de fertilisation azotée. D'autres pratiques visent à réduire l'érosion des sols ou accroitre les stocks de matière organique du sol (MOS), comme le semis direct. Ces pratiques peuvent limiter la lixiviation de nitrate mais jouent sur les autres postes du bilan d'azote. Pour assurer la durabilité des systèmes de culture, il est nécessaire de mieux connaître les effets de ces pratiques sur tous les postes du bilan, à long terme. L'objectif de ce travail est 1) d'analyser les effets des CI, du semis direct (SD) et de la fertilisation réduite (N-) sur le bilan d'azote à moyen terme (15 ans) et de déterminer le devenir de l'azote non lessivé; 2) d'étudier l'impact de CI successives sur l'évolution de la minéralisation, l'absorption d'azote et la lixiviation de nitrate au cours du temps pour mettre en évidence d'éventuels effets cumulatifs à moyen terme; 3) de caractériser un éventuel état d'équilibre du système à plus long terme et les conséquences de différentes modalités de gestion des CI sur 60 ans avec ou sans changement climatique. Un objectif intermédiaire de ce troisième point est de valider un modèle par rapport aux données obtenues à moyen terme. La démarche consiste à associer expérimentation et modélisation. L'expérimentation se base sur 3 dispositifs de moyenne durée (13 à 17 ans) de la moitié Nord de la France portant sur la même problématique dans des pédoclimats variés. Les CI sont présentes sur tous les sites tandis que le SD et N- ne sont testés que sur un seul site. Ces sites sont équipés de bougies poreuses et de lysimètres pour le calcul du lessivage. Les biomasses et l'absorption d'azote par les cultures sont mesurées annuellement; les stocks d'eau et d'azote minéral 3 fois par an et les stocks d'azote et de carbone organique ainsi que les masses volumiques du sol sont mesurés en fin d'expérimentation. Les données sont insérées dans un système de gestion de base de données POSTGRESQL qui a été couplé avec le modèle de culture STICS. Les données extraites font l'objet d'une décomposition de la variance et d'une modélisation statique puis dynamique. Les effets des pratiques agricoles sur le lessivage de nitrate et les stocks d'azote organique du sol sont d'abord étudiés. La balance d'azote est calculée comme la différence entre les entrées d'azote et les sorties. L'effet des pratiques sur les émissions gazeuses est déduit par défaut de bilan. La minéralisation nette apparente est calculée par bilan d'azote minéral du sol, deux fois par an. L'évolution de la minéralisation d'azote attribuée aux CI est étudiée par régression linéaire pour identifier des effets cumulatifs sur chacun des sites. La même étude est menée sur l'absorption d'azote et le lessivage de nitrate. Le modèle de culture STICS est paramétré, validé puis utilisé pour simuler divers scénarios sur 60 ans impliquant des CI continues ou abandonnées. Les CI sont particulièrement efficaces pour réduire le lessivage de nitrate (-36 à -62%), en comparaison du semis direct (-26%) ou de la fertilisation réduite sous la dose optimale (-13%). Elles permettent de stocker du carbone et de l'azote organique durablement dans les sols agricoles si elles ne sont pas abandonnées, contrairement aux deux pratiques alternatives étudiées. La présence d'effets cumulatifs confirme la nécessité d'étude à long terme pour identifier tous les impacts de cette pratique. Des effets cumulatifs liés à l'implantation systématique de CI ont été mis en évidence pour la minéralisation et l'absorption d'azote sur 2 des 3 sites. L'effet cumulatif non détecté sur le troisième site est néanmoins prédit par le modèle. Aucun effet cumulatif n'apparaît sur la lixiviation de nitrate après 13 à 17 ans mais apparaît à plus long terme selon le modèle. Le maintien de l'efficacité des CI vis-à-vis du lessivage nécessite un ajustement de la fertilisation azotée après une quinzaine d'années. Ces résultats soulèvent les questions des mécanismes de stabilisation de la matière organique dans le sol en fonction du type de résidus, de la validité des formalismes du modèle, de la prise en compte nécessaire d'effets non azote ou de la puissance du dispositif pour mettre ces effets cumulatifs en évidence. Les CI s’avèrent donc une solution doublement intéressante à long terme en terme de protection de l’environnement, et parfois en terme de production pour améliorer la gestion de l'azote., Facing growing problems of nitrate pollution of aquifers, the Nitrate European directive incites or now imposes Good Agricultural Practices including catch crops (CC) or reduction of nitrogen fertilization. Other practices can reduce soil erosion or potentially increase soil organic matter (SOM), such as no till. These practices can limit nitrate leaching but also affect other parts of nitrogen (N) balance. To ensure the sustainability of cropping systems, it is necessary to consider the effects of these practices on all the terms of the N balance, over the long term. The objective of this work was 1) to analyze the effects of CC, no till (NT) and the reduction of fertilization under optimal rate (N-) on N balance at mid term (15 years) and determine the fate of no-leached nitrogen; 2) to study the impact of successive CC on net N mineralization, N uptake by crops and nitrate leaching over time to highlight potential cumulative effects at mid-term; 3) to characterize an eventual new steady state at long term and the impact of different CC managements over 60 years in context of constant and changing climate. An intermediate objective of this third point was to validate a model by comparing simulated and observed data at mid term. The approach combined experimentation and modelling. This study was based on 3 mid-term experiments (13 to 17 years) of northern France with the same problematic in contrasted pedoclimates. CC were presents on all sites while NT and N- were tested only on one site. These sites were equipped with porous cups and lysimeters for the calculation of N leaching. Biomass and N uptake by crops were measured annually; water and nitrogen content in soil were measured three times a year. Organic N and C stocks and bulk density were measured at the end of experiment. Experimental data were input in database under POSTGRESQL software which was coupled with the crop-model STICS; these data were analyzed by variance decomposition, static and dynamic modelling. The effects of agricultural practices on N leaching and organic N and C stocks in soil were first studied. N balance was calculated as the difference between N inputs and outputs and the effect of practices on gaseous emissions was determined by the lack of balance. The apparent net mineralization was calculated by mineral N balance in soil, twice a year. The evolution of the extra N mineralization due to CC was studied by linear regression to identify cumulative effects on each site. The same study was conducted on N uptake by crops and nitrate leaching. The crop-model STICS was then used to simulate various scenarios with continued use or abandon of CC under constant or changing climate over 60 years, after stage of calibration and validation. Catch crops are particularly effective to reduce leached N (-36 to -62%) as compared to no-till (- 26%) or fertilization reduced under optimal rate (-13%) in our study. They can also store carbon and nitrogen sustainably in agricultural soils, if they are not abandoned, contrary to the two alternative practices studied. The presence of cumulative effects confirms the need for long-term study to identify all impacts of this practice. Cumulative effects with systematic CC have been demonstrated on net N mineralization and N uptake by main crops on two sites. Cumulative effects undetected on the third site were predicted by the model. No cumulative effect appears on nitrate leaching after 13 to 17 years but appeared in the longer term, according to the model. This decrease of CC efficiency to reduce N leaching requires an adjustment of N fertilization after 15 years to maintain an acceptable level of reduction. These results questioned on the mechanisms of stabilization of SOM according to residue type, the validity of the formalism in the model or the power of the experimental design to highlight these cumulative effects. Catch crops appears twice as an attractive solution at long term in terms of environmental protection, and sometimes even in terms of production, to improve nitrogen management.

Flux de nitrate dans les élevages bovins et qualité de l'eau : variabilité des phénomènes et diversité des conditions

For the uplifted coral atolls of the Loyalty Islands (New Caledonia), the prime source of potable water is the freshwater lenses that underlie the islands. The recent adoption of more-intensive agricultural practices, particularly the use of nitrogeneous fertilizers, may, however, represent a threat for these fragile Pacific ecosystems. To assess the risk posed by nitrate leaching, experiments have been conducted on the permeable oxisols of the island of Mare, using both cropped and bare soil sites. Drainage below the root zone was found to be very important, about 50% of the rainfall, even on the cropped site. The soils are thin and permeable, and the frequent tropical storms have high rainfall intensities. Nitrate fertilizers thus have potential to be leached, in large amounts, even up to 100% of the nitrate supply, especially if fertilizers are not supplied according to weather conditions and in concert with the plant's ability to extract them.

The purpose of tbis study was to determine the risk of groundwater pollution from intensified agricultural practices on Maré, in the Loyalty Islands of New Caledonia. To achieve this goal, the water and nitrogen balances were established during three quite different wet seasons, and under different agricultural treatments and soil-cover conditions. Maré is an uplifted coral atoll which is build upon an underlying volcanic structure. Underneath, fresh water lenses are located inside the coral rock and these are floating on the underlying sea water. These lenses supply potable water to the indigenous Kanak people. The Maréan soil is a ferralitic oxisol derived from weathered volcanic ejecta and ash. It is a shallow and very permeable soil, with a saturated conductivity in excess of 100 mm h-1 . This soil possesses a certain degree of anion exchange capacity, that should retard to some degree the leaching of nitrate. The weather of Maré is characterized by a wetter season during which there are frequent tropical storms of high intensity, so the soil water fluxes can be very high. Intensification of agriculture on Maré offers the opportunity to develop economically sustainable enterprises for the Kanak population. However the fragile nature of the ecosystem requires careful land management strategies to ensure that such intensive agriculture is also environmentally sustainable. The impact of land management on the quality of underlying water contained in the fresh water lenses is critical. To calculate drainage and nitrate leaching under the rootzone, non-destructive devices such as Time Domain Reflectometry were used to measure the soil water content, tensiometers for the soil water pressure, and suction cups to extract the soil solution. An infiltrometer provided us with the soil's hydraulic characteristics, and we obtained some hydro-dispersive parameters with soil column experiments in the laboratory. About 100 kgN ha*1 per year was applied to a cornfield, a perennial pasture and a bare soil plot. The results show that pollution risks from fertilizers are significant under this permeable soil in this humid tropical climate. Furthermore, mineralisation of organic nitrogen is high thereby increasing the amount of N-NO3 present in the soil. In 1996, we obtained 200 % losses of nitrate under a fertilized bare soil, as compared to the amount of N-NO3 applied. However, even though the 1996 season was wet compared to 1995, the amount of nitrate leaching on corn was reduced from 130 % (1995) to 48 % (1996) of the N-NO,' applied. In 1996, the nitrate fertilizer was applied in two split applications 50 that the plants were able to take it up more efficiently. In 1995, ail the N-NO3 fertilizer was applied on the day of corn sowing. The grass plot showed that a perennial plant is able to consume most of the applied nitrate throughout the 1996 season, and this decreased the leaching to about 20 % of the NNO3 applied. Despite possessing anion exchange capacity, the high rainfall rates and penneable nature of the soil conspire to render nitrate easily leached. The pollution risk can however be strongly reduced with split applications such that root uptake of nitrate can proceed before the nutrient is leached beyond the rootzone where it can be tenned a pollutant. Sorne fertilization is still considered necessary because these ferralitic oxisols lack a range of nutrients of which nitrogen is one of the most important. Therefore careful application strategies will need to be developed. The soil parameters detennined on the field and in the laboratory allowed us to employa mechanistic model for water and solute transport, and to assess its ability to reproduce and predict our data. The model WAVE (Water and Agrichemicals in the Vadose Environment) was used. The measurements for the three years under different climatic conditions were quite weil reproduced. By the model now validated, it can thus be used to develop efficient and sustainable fertiliser management practices for the farmers on Maré., Le but principal de cette thèse est la détermination des risques de pollution de l'eau souterraine dus à des pratiques agricoles intensives sur l'île de Maré (Nouvelle-Calédonie). Maré est un atoll corallien surélevé où la principale ressource en eau douce provient de lentilles situées à l'intérieur du soubassement corallien. Le sol est un sol ferrallitique allitique très pérméable, et possédant une capacité importante d'échange anionique. Le climat est caractérisé par une saison humide, où des événements pluvieux de fortes intensités peuvent survenir. Pour calculer le drainage et la lixiviation du nitrate en-dessous de la zone racinaire, une métrologie non destructive a été mise en oeuvre sur plusieurs parcelles soumises à différentes pratiques culturales. Les caractéristiques hydrauliques du sol ont été obtenues par infiltrométrie et les paramètres de transfert de solutés grâce à des expériences réalisées au laboratoire, sur colonnes de sol. Environ 100 kg N ha-1 ont été apportés sur une parcelle sol nu, de maïs et de graminées. Bien que la saison 1996 fut plus humide qu'en 1995, la quantité de nitrate livixié sous maïs a diminué de 130 % (1995) à 48 % (1996) du nitrate apporté. En 1996, l'engrais a été apporté en deux fois alors qu'en 1995, il a été apporté en totalité le jour du semis. Malgré sa capacité d'échange anionique, la perméabilité du sol ainsi que les fortes intensités de pluie concourent à rendre le nitrate facilement lixiviable. Cependant, le risque de pollution peut être fortement réduit avec des applications fractionnées d'engrais de manière à ce que la consommation du nitrate par les plantes soit améliorée. Les paramètres du sol déterminés sur le terrain et au laboratoire nous ont permis d'utiliser le modèle mécaniste WAVE et d'évaluer sa capacité de reproduction et de prédiction des données. Les mesures lors des trois saisons aux conditions climatiques différentes ont été reproduites avec satisfaction.

Ce numéro est constitué d’articles issus des « 1ères rencontres francophones sur les légumineuses » (RFL1), organisées les 31 mai et 1er juin 2016 à Dijon.; During the 90s and 2000s, the nitrate losses through leaching during the winter period following a givencrop have been widely studied in France and abroad. This study quantifies soil mineral nitrogencontents and nitrate leaching during the second autumn-winter period after harvest of a pea, a rapeseedor a wheat. Nitrate leaching during successive years for cereal-based sequences including pea orrapeseed has also been studied from simulations based on measurements of soil nitrogen content atthe beginning of winter in various crop sequences. During the autumn following a pea or an rapeseed, nitrate leaching is increased, compared to a wheat crop. On the opposite, during the autumn following apea-wheat sequence or an rapeseed-wheat sequence, nitrate leaching is reduced, compared to awheat-wheat sequence, due to a higher use efficiency of the available soil inorganic N by the 2nd wheatcrop. Thanks to this inter-annual compensation, the diversification of cereal-based crop sequences bythe introduction of a pea or a rapeseed does not increase the risk of nitrate leaching compared tocereal-based crop sequences. In addition, a pea crop allows to decrease N losses linked to the use offertilizers (both on the crop itself and on the following crop, where N fertilisation is lowered), and thus Nlosses linked to ammonium volatilization and its partial redeposition, and greenhouse gas emissionssuch as nitrogen protoxide.; Les pertes de nitrate par lixiviation sur la période hivernale qui suit la récolte d’une culture ont étélargement étudiées dans les années 1990 et 2000 dans différents dispositifs en France et à l’étranger.Cette étude quantifie les stocks d’azote minéral du sol et la lixiviation du nitrate lors du deuxièmeautomne-hiver après la récolte d’une culture de pois, de colza, ou de blé. La lixiviation pluri-annuellepour des successions céréalières comprenant du pois ou du colza a également été analysée à partir desimulations basées sur des mesures de stock d’azote en entrée hiver. Pendant l’automne qui suit unpois ou un colza, la lixiviation est augmentée, par rapport à un blé. Au contraire, pendant l’automne quisuit un blé de pois ou un blé de colza, la lixiviation de nitrate est réduite, par rapport à un blé de blé,grâce à une meilleure utilisation de l’azote disponible par le second blé. Grâce à cette compensationinter-annuelle, la diversification des rotations céréalières, par l’introduction de pois ou de colza,n’augmente pas les risques de lixiviation par rapport à des successions à base de céréales. En outre, laculture de pois réduit les pertes ponctuelles d’azote liées à l’usage d’engrais (sur la culture elle-même etla culture suivante sur laquelle la fertilisation est réduite), celles liées à la volatilisation de composésazotés et à leur redéposition partielle, et les émissions de gaz à effet de serre comme le protoxyded’azote, conduisant à un bilan azoté globalement positif pour les successions intégrant cettelégumineuse.