Diapositive 1

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Flux deau et de solutés dans un andosol des
Colimaçons après apport de lisier
expérimentation en colonnes de sol 
F. Feder et A. Findeling
2
Plan de lexposé
Contexte et objectif Matériel et
méthodes Principaux résultats observés Interprétat
ions et conclusion Limites et perspectives
3
Contexte et objectif

• A La Réunion
• accroissement de la pression démographique et du
  recyclage des déchets agricoles,
• prise de conscience des risques de pollution et
  apparition récente de problèmes.

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Contexte et objectif

• A La Réunion
• accroissement de la pression démographique et du
  recyclage des déchets agricoles,
• prise de conscience des risques de pollution et
  apparition récente de problèmes.

?
Étudier les transformations physico-chimiques et
les transferts deau et de solutés dans un
andosol après un apport de lisier de porc sur
colonnes de sol reconstitué.
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Contexte et objectif

• A La Réunion
• accroissement de la pression démographique et du
  recyclage des déchets agricoles,
• prise de conscience des risques de pollution et
  apparition récente de problèmes.

?
Étudier les transformations physico-chimiques et
les transferts deau et de solutés dans un
andosol après un apport de lisier de porc sur
colonnes de sol reconstitué.
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Plan de lexposé
Contexte et objectif Matériel et
méthodes Principaux résultats observés Interprétat
ions et conclusion Limites et perspectives
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Dispositif expérimental
Sol reconstitué
0-20 cm
20-40 cm
40 cm
40-100 cm
Exutoire
Collecteur/limnigraphe
8
Dispositif expérimental
Sol reconstitué
0-20 cm
Sondes TDR et Eh (15, 35 et 95 cm)
20-40 cm
40 cm
40-100 cm
Exutoire
Collecteur/limnigraphe
9
Dispositif expérimental
Sol reconstitué
0-20 cm
Sondes TDR et Eh (15, 35 et 95 cm)
20-40 cm
40 cm
40-100 cm
Vers datalogger CR10X
Exutoire
Collecteur/limnigraphe
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Dispositif expérimental
Sol reconstitué
Préleveur de solution (7.5, 15, 35 et 95 cm)
0-20 cm
Sondes TDR et Eh (15, 35 et 95 cm)
20-40 cm
40 cm
40-100 cm
Vers datalogger CR10X
Exutoire
Collecteur/limnigraphe
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Dispositif expérimental
Témoin
Préleveur de solution
Sol reconstitué
0-20 cm
Sondes TDR et Eh
20-40 cm
40 cm
40-100 cm
CENTRALE
Exutoire
Collecteur/limnigraphe
Colonne 3
Colonne 1
Colonne 2
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Mesures in situ
Instrument TDR Thermocouple Électrode
Pt Limnigraphe Rhizons
Localisation 15, 35 et 95 cm 15, 35 et 95
cm 15, 35 et 95 cm 100 cm (C1 et C3) 7.5, 15,
35 et 95 cm
Cadence 10 min 10 min 10 min 10 min Après
lapport deau
Mesure q (m3 m-3) T (C) Eh (V) Drainage
(mm) Prélèvement
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Alimentation en eau et lisier
Drainage
Ressuyage
Scénario cyclonique
Scénario apports réguliers
Equivalent 615 kgNtot ha-1 (300 kgNmin ha-1 )
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Analyses de la solution en laboratoire
Mesures globales pH, Eh, CE, O2, alcalinité
carbonatée et non carbonatée. Éléments majeurs
Ca, Mg, Na, K, P, Al, Mn, Si, Fe, Ti, NO3
. Éléments mineurs Zn, Cu.
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Plan de lexposé
Contexte et objectif Matériel et
méthodes Principaux résultats observés Interprétat
ions et conclusion Limites et perspectives
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Principaux résultats

• Régimes hydriques similaires (? saturation) et
  conductivité hydraulique faible (10-7 m s-1).
• Comportement spécifique de certains éléments
  chimiques.
• Pics de concentration en nitrate associés à des
  pics de CE.
• Diminution du pH dans les colonnes sous lisier.
• Mise en évidence dune interaction sol/nitrate.

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Suivi hydrique
18
Bilan hydrique
Entre 02/07/03 et 13/10/03
19
Évolution entre les 2 apports majeurs

• Évolution qualitative globale

20
Évolution entre les 2 apports majeurs

• Évolution qualitative globale

21
Évolution entre les 2 apports majeurs

• Évolution qualitative globale

22
Évolution entre les 2 apports majeurs

• Évolution qualitative globale

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Dynamiques de NO3- et pH (témoin)
C3 (témoin)
Colonne 3
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Dynamiques de NO3- et pH (lisier)
C1
Colonne 1
25
Mise en évidence dune interaction sol/NO3-
Hypothèse 0.50 m3 m-3 lt qmobile lt 0.73 m3 m-3
gt Volume de pores actifs 0-100 cm, VPa 230 mm
26
Mise en évidence dune interaction sol/NO3-
Hypothèse 0.50 m3 m-3 lt qmobile lt 0.73 m3 m-3
gt Volume de pore actif 0-100 cm, VPa 230 mm
Déplacement du pic de nitrate de 35 cm à 100 cm
Colonne 1
Colonne 2
Lame nécessaire théorique (mm)
150
150
Lame nécessaire observée (mm)
450
750
Ratio (-)
3
5
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Mise en évidence dune interaction sol/NO3-
Hypothèse 0.50 m3 m-3 lt qmobile lt 0.73 m3 m-3
gt Volume de pore actif 0-100 cm, VPa 230 mm
Déplacement du pic de nitrate de 35 cm à 100 cm
Colonne 1
Colonne 2
Lame nécessaire théorique (mm)
150
150
Lame nécessaire observée (mm)
450
750
Ratio (-)
3
5
Peut être expliqué par une capacité déchange
anionique (CEA) de landosol
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Plan de lexposé
Contexte et objectif Matériel et
méthodes Principaux résultats observés Interprétat
ions et conclusion Limites et perspectives
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Interprétations et conclusion (1/2)

• Acidification des eaux du sol ? toxicité
  (aluminique) ?
• Absence de phase de réduction du sol marquée
  néfaste aux cultures.
• P forte affinité, absence en solution / K
  saturation du complexe déchange
• ? problèmes de nutrition pour certaines
  cultures,
• ? déstabilisation de la structure du sol.
• NO3- flux important par i) minéralisation du
  lisier et ii) transport en interaction avec la
  phase solide pollution importante des nappes
  sans culture.
• Zn flux modéré lors de fortes pluies / 3300
  apports possibles avant atteinte du seuil légal
  (teneur sol).
• Cu absence de migration (accumulation de
  surface) / 1500 apports possibles avant atteinte
  du seuil légal.

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Interprétations et conclusion (2/2)

• Étude du fonctionnement hydrique et chimique dun
  andosol
• Estimation des risques de pollution des sols et
  des eaux liés à lépandage dun lisier.

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Plan de lexposé
Contexte et objectif Matériel et
méthodes Principaux résultats observés Interprétat
ions et conclusion Limites et perspectives
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Limites

• Dysfonctionnement capteurs (tensiomètres, pH).
• Pertinence de la phase de drainage initiale.
• Problèmes dus à la reconstitution des colonnes
• - fonctionnement hydrique,
• - minéralisation,
• - andosol.

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et perspectives

• Technique dautomatisation transférable au
  terrain (thèse N. Payet).
• Dispositif perfectible et adaptable (dimensions,
  capteurs, scénarios).
• Réutilisation pour le stage DEA Science du Sol
  2004
•  spéciation et transfert des ETM dans des sols
  volcaniques tropicaux après épandage de boue de
  STEP .
• Outil pédagogique (stage, visites, formations).
• Prise en compte dun système de culture.
• Prise en compte dune CEA.
• Modélisation de la biogéochimie et des transferts
  (PhreeqC).

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Flux deau et de solutés dans un andosol des
Colimaçons après apport de lisier
expérimentation en colonnes de sol 
F. Feder et A. Findeling