Modélisation des flux de pesticides dans les systèmes de culture : effets de la variabilité du climat, des pratiques agricoles et des propriétés des sols et des pesticides. Synthèse des résultats du projet Perform

Dans la perspective d’identifier les systèmes de culture qui permettront de répondre aux enjeux du plan Écophyto, les objectifs du projet Perform consistent à (1) développer une nouvelle approche de modélisation pour évaluer les performances environnementales des systèmes de culture (vis-à-vis de la contamination de l’environnement par les pesticides) et (2) étudier les effets de la variabilité des conditions agropédoclimatiques et des principales sources d’incertitudes liées au climat, aux pratiques agricoles et aux propriétés des sols et des pesticides sur l’évaluation des concentrations en pesticides dans l’environnement. Afin de modéliser les flux de pesticides appliqués dans les systèmes de culture, une approche basée sur l’utilisation séquentielle du modèle de culture STICS et du modèle MACRO décrivant le devenir des pesticides dans l’environnement a été développée. La performance du modèle ainsi conçu, STICS-MACRO, a été testée et les résultats ont montré qu’elle était acceptable. L’analyse de sensibilité de STICS-MACRO a ensuite permis d’identifier les pratiques agricoles qui permettent de réduire les transferts d’eau et de pesticides vers les eaux souterraines. Ces transferts diminuent lorsque la quantité de résidus organiques apportée au sol diminue et lorsqu’un travail du sol est effectué. Enfin, une analyse d’incertitudes a montré que la variabilité des concentrations simulées en pesticides dans l’eau drainée est essentiellement due à la variabilité du climat (précipitations annuelles en particulier), du coefficient d’adsorption et de certaines propriétés hydrodynamiques des sols. Ces résultats sont spécifiques des conditions agro-pédoclimatiques étudiées et ce travail devra être étendu à d’autres types de sol, de climat, de pesticide et de cultureModelling pesticides flows in cropping systems: effects of the variability of climate, agricultural practices, and soil and pesticides properties. Main results of the Perform project To identify cropping systems which could help to reduce pesticide use (French Ecophyto plan), the objectives of the Perform project were (1) to develop a new modelling approach allowing to assess the environmental performances of cropping systems (regarding the contamination of environment by pesticides) and (2) to study the effects of the variability of agropedoclimatic conditions and of the main uncertainties related to climate, agricultural practices, and soil and pesticides properties on pesticides concentrations. To model the concentrations of pesticides used in cropping systems, an approach combining the STICS crop model and the MACRO pesticide fate model was developed. The resulting model, STICS-MACRO, was tested against measured data and its performance was demonstrated to be acceptable. A sensitivity analysis of STICS-MACRO allowed to identify agricultural practices which could reduce water and pesticides flows toward groundwater. It was found that these flows decrease with the amount of organic residues on soil surface and with soil tillage intensity. Finally, an uncertainty analysis showed that the variability of simulated pesticides concentrations was mainly due to the variability of climate (especially the annual precipitations), pesticide sorption coefficient and to some soil hydraulic properties. However, these results depend on the studied agro-pedoclimatic conditions and this work will have to be extended to other climates, soils, pesticides and crops