Le dispositif des 42 parcelles installé à l’INRA de Versailles depuis 1928
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L’article “Arsenic et vieilles parcelles. États et bilans géochimiques dans l’horizon de surface d’un NÉOLUVISOL de loess nu, avec ou sans apports de matières fertilisantes depuis 1928.” par van Oort, F., Paradelo, R., Proix, N., Breuil, S., Delarue, G., Trouvé, A., Baize, D., Monna, F., Richard, A. vient d’être publié dans Étude et Gestion des Sols, 2017. 24, 99 – 126.
Folkert van Oort, INRA de Versailles (folkert.van-oort@inra.fr) et ses collègues précisent l’impact des applications d’engrais et d’amendements depuis 1928 sur la composition géochimique de l’horizon de surface des sols du dispositif expérimental, dit des ’42 parcelles’. Les concentrations totales en 7 éléments majeurs et 13 éléments en trace ont été analysées sur des échantillons prélevés en 2014 dans l’ensemble des 42 parcelles. Elles sont comparées avec celles mesurées sur des échantillons d’archives des parcelles « témoins » de 1929, considérés comme représentatives de l’état initial. La variabilité des changements géochimiques et leur amplitude peuvent être estimées. L’ensemble fournit des indications sur les apports d’éléments majeurs et en trace avec les matières fertilisantes, ou par retombées atmosphériques, tandis que les pertes varient selon les conditions physicochimiques induites. Ce dispositif des ’42 parcelles’ est un outil exceptionnel pour étudier l’évolution des sols sur le long terme.
Résumé complet: Dans la continuation de l’étude des évolutions pédologiques dans un NEOLUVISOL de loess dans le dispositif expérimental des 42 parcelles de Versailles (van Oort et al., 2016), le présent travail précise les impacts des applications d’engrais et d’amendements depuis 1928 sur la composition géochimique de l’horizon de surface. Les concentrations totales en 7 éléments majeurs (Ca, Mg, K, Na, Al, Fe, P) et 13 éléments en trace (As, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Sc, Tl, U et Zn) ont été analysées sur des échantillons prélevés en 2014 dans l’ensemble des 42 parcelles. Elles sont comparées avec celles mesurées sur des échantillons d’archives des parcelles « témoins » de 1929, considérés comme représentatifs de l’état initial. La comparaison simple entre les teneurs de 1929 et de 2014 permet un aperçu rapide de la variabilité des changements géochimiques, de leurs amplitudes et fournit des indications sur des apports d’éléments majeurs et en trace avec les matières fertilisantes ou par retombées atmosphériques, et des pertes qui varient selon les conditions physicochimiques induites. Toutefois, les concentrations ne prennent pas en compte les modifications intervenues dans les premiers 25 cm du sol en 85 ans, comme le changement de masse volumique ou encore l’effet de l’exportation de terre suite aux prélèvements d’échantillons effectués depuis 1929. Nous avons donc calculé les stocks pour chaque élément, et pour des groupes de traitements de masse volumique comparable, en tenant compte ainsi de l’effet d’approfondissement ou de surélévation de l’horizon de surface au cours du temps. Notre approche de calcul des bilans a été validée par une approche d’équivalence de pertes en scandium (Sc) et en argile par lessivage dans les parcelles sodiques. Dans les parcelles « témoins », les bilans sont positifs et significatifs pour le Na, de 1 000 kg/ha, et pour 6 éléments en trace, Pb, Zn, Cr, Co, Mo et Cd, de +95, +50, +50, +4,5, +0,15 et +0,15 kg/ha, respectivement. Ces valeurs sont souvent plus importantes que les apports par dépôt atmosphérique reportés pour la région d’étude. Dans les parcelles fertilisées, les bilans ont été établis par rapport aux parcelles « témoins ». Les plus importants concernent les éléments majeurs ciblés par les engrais (P, K, Ca) et les amendements basiques (Ca, Mg) ou encore du fer dans les scories, mais aussi de nombreux éléments en trace Mn, Zn, Cd, Cr, Ni, Mo, U, Tl, As. Par ailleurs, le rôle des différents processus pédologiques développés sous les contraintes expérimentales (acidification, lixiviation, dissolution minérale, lessivage d’argile, alcalinisation) dans le devenir des éléments majeurs (Ca, Mg, Al, Fe, P) et en trace (Mn, Cd, Co, Zn, Sc, As, Tl, Mo) a pu être précisé : l’acidification des sols affecte particulièrement Ca, Mg, Mn, Cd, Co et Ni, alors que le lessivage d’argile impacte Fe, Al, Mg, Sc, Ni, Tl et As. Enfin, pour un grand nombre d’éléments, les bilans sont le résultat à la fois d’apports et de pertes, comme le montre l’exemple du cadmium dans le traitement phosphate d’ammoniaque avec un bilan net proche de zéro. Malgré un cahier des charges très strict et en absence de végétation, pour ce dispositif expérimental des 42 parcelles, l’interprétation des évolutions dans la composition géochimique de l’horizon de surface, sur un pas de temps décennal, reste délicate.