Recherche Agronomique Suisse 2 0 1 0
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N u m é r o
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Agroscope | OFAG | HESA | AGRIDEA | ETH Zürich
O c t o b r e
Environnement
La proximité entre sites de nidification et zones de butinage favorise la faune d'abeilles sauvages Page 360
Production animale Matière grasse et composition en acides gras des fourrages conservés Production végétale Traitements pour améliorer l’efficacité de l’azote du lisier
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Sommaire Octobre 2010 | Numéro 10 Femelles de l’espèce Hoplitis adunca butinant des fleurs de vipérine commune (Echium vulgare). Les abeilles sauvages sont d’indispensables pollinisatrices de la flore sauvage et cultivée. Elles sont ainsi d’une grande utilité sur le plan écologique et économique. Cependant, la moitié environ des 600 espèces d’abeilles sauvages présentes en Suisse sont menacées. (Photo: Albert Krebs, Winterthur)
Impressum Recherche Agronomique Suisse / Agrarforschung Schweiz est une publication des stations de recherche agronomique Agroscope et de leurs partenaires. Cette publication paraît en allemand et en français. Elle s’adresse aux scientifiques, spécialistes de la recherche et de l’industrie, enseignants, organisations de conseil et de vulgarisation, offices cantonaux et fédéraux, praticiens, politiciens et autres personnes intéressées. Editeur Agroscope Partenaires b A groscope (stations de recherche Agroscope Changins-Wädenswil ACW; Agroscope Liebefeld-Posieux ALP et Haras national suisse HNS; Agroscope Reckenholz-Tänikon ART) b Office fédéral de l’agriculture OFAG, Berne b Haute école suisse d’agronomie HESA, Zollikofen b Centrales de vulgarisation AGRIDEA, Lausanne et Lindau b Ecole polytechnique fédérale de Zurich ETH Zürich, Department of agricultural and foodscience
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Editorial
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Environnement La proximité entre sites de nidification et
zones de butinage favorise la faune d'abeilles sauvages Antonia Zurbuchen, Andreas Müller et Silvia Dorn Production animale 366 Matière grasse et composition en acides
gras des fourrages conservés Yves Arrigo Environnement 372 Evaluation du risque des produits phyto-
sanitaires pour l’écosystème aquatique Katja Knauer, Stefanie Knauert, Olivier Felix et Eva Reinhard Production végétale 378 Traitements pour améliorer l’efficacité
de l’azote du lisier
Rédaction Andrea Leuenberger-Minger, Recherche Agronomique Suisse / Agrarforschung Schweiz, Station de recherche Agroscope LiebefeldPosieux ALP, Case postale 64, 1725 Posieux, Tél. +41 26 407 72 21, Fax +41 26 407 73 00, e-mail: info@rechercheagronomiquesuisse.ch Judith Auer, Recherche Agronomique Suisse / Agrarforschung Schweiz, Station de recherche Agroscope Changins-Wädenswil ACW, Case postale 1012, 1260 Nyon 1, e-mail: info@rechercheagronomiquesuisse.ch
Christine Bosshard, René Flisch, Jochen Mayer, Sonja Basler, Jean-Louis Hersener, Urs Meier et Walter Richner Production végétale 384 Influence des déjections bovines sur les
pertes par lixiviation sous un gazon de graminées
Team de rédaction Président: Jean-Philippe Mayor (Directeur général ACW), Eliane Rohrer (ACW), Gerhard Mangold (ALP et HNS), Etel Keller-Doroszlai (ART), Karin Bovigny-Ackermann (OFAG), Beat Huber-Eicher (HESA), Philippe Droz (AGRIDEA), Jörg Beck (ETH Zürich)
Jakob Troxler, Jean-Pierre Ryser, Jean-Paul Pittet, Hélène Jaccard et Bernard Jeangros
Abonnements Tarifs Revue: CHF 61.–*, TVA et frais de port compris (étranger + CHF 20.– frais de port), en ligne: CHF 61.–* * Tarifs réduits voir: www.rechercheagronomiquesuisse.ch ou info@rechercheagronomiquesuisse.ch Adresse Nicole Boschung, Recherche Agronomique Suisse/Agrarforschung Schweiz, Station de recherche Agroscope Liebefeld-Posieux ALP, Case postale 64, 1725 Posieux, tél. +41 26 407 72 21, Fax +41 26 407 73 00, e-mail: info@rechercheagronomiquesuisse.ch
Eclairage 392 Des nouvelles des programmes
Internet www.rechercheagronomiquesuisse.ch www.agrarforschungschweiz.ch ISSN infos ISSN 1663 – 7917 (imprimé) ISSN 1663 – 7925 (en ligne) Titre: Recherche Agronomique Suisse Titre abrégé: Rech. Agron. Suisse
de recherche d’Agroscope Ueli Bütikofer, Anna Crole-Rees, Christian Flury et Martin Lobsiger 396
Portrait
397
Actualités
399
Manifestations
Listes variétales Encart Liste 2011–2012 des variétés recom
mandées de plantes fourragères Daniel Suter, Hans-Ulrich Hirschi, Rainer Frick et Mario Bertossa
© Copyright Agroscope. Tous droits de reproduction et de traduction réservés. Toute reproduction ou traduction, partielle ou intégrale, doit faire l’objet d’un accord avec la rédaction.
Berner Fachhochschule Haute école spécialisée bernoise Schweizerische Hochschule für Landwirtschaft SHL Haute école suisse d’agronomie HESA
Editorial
Avons-nous besoin de recherche en marketing agricole? Chère lectrice, cher lecteur,
Stefan Mann, Agroscope Reckenholz-Tänikon ART
La recherche en marketing agricole est en plein boom. Tesco, quatrième groupe de distribution mondial, a mis 25 millions de livres à disposition de l’Université de Manchester pour les nouveaux projets de recherche dans le domaine de la consommation durable. Les séminaires scientifiques sur ce thème se succèdent : «Sustainability in the Food Sector» en juillet 2010 en Italie ou «The Economics of Food, Food Choice and Health» en septembre 2010 en Allemagne. Ces manifestations sont l’occasion d’un échange intensif entre les nombreuses chaires de marketing agricole. L’Université australienne de Monash décerne même chaque année un «Agribusiness Award» pour une réussite particulière dans le domaine de la commercialisation agroalimentaire. Bien qu’elle ne participe pratiquement à aucune activité de ce type, la Suisse ne reste cependant pas inactive dans le domaine. A Frick, des chercheurs de l’Institut de recherche de l’agriculture biologique, le FiBL, étudient scientifiquement les questions de marketing des produits biologiques. Par ailleurs, le réseau «Swiss Food Research» encourage l’innovation dans le domaine de l’alimentation en impliquant de nombreuses organisations de recherche agricole. Mais, dans ce cas, il s’agit surtout d’une recherche fondamentale en sciences naturelles. En Suisse, la réalisation d’études de marché, la recherche publicitaire ou la comparaison de différentes stratégies de distribution sont des activités qui sont encore largement laissées sans concurrence à de petites entreprises de conseil, tout au moins en dehors du secteur bio. On peut argumenter, à juste titre, qu’un pays aussi petit que la Suisse ne peut pas être présent dans tous les secteurs de recherche. Dans le cas particulier, il faudrait trouver des arguments pour justifier l’importance prioritaire de la recherche en marketing agricole. En revanche, cette activité deviendrait immédiatement une évidence si la Suisse conclut un accord de libre-échange agricole avec l’Union européenne, puisqu’un tel accord risquerait d’accroître massivement la concurrence dans le secteur agroalimentaire. L’industrie agroalimentaire et les distributeurs suisses seraient nettement plus à l’aise s’il existait au moins une chaire universitaire ou un groupe de recherche pour étudier scientifiquement le marketing agricole. Avoir des produits de qualité ne suffit pas, il faut aussi une communication professionnelle autour des prestations associées à ces produits, et de préférence basée sur des arguments scientifiques.
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E n v i r o n n e m e n t
L a proximité entre sites de nidification et zones de butinage favorise la faune d'abeilles sauvages
Photo: Albert Krebs
Antonia Zurbuchen, Andreas Müller et Silvia Dorn, EPF Zurich, Institut des sciences des végétaux, des animaux et des écosystèmes agricoles, entomologie appliquée, 8092 Zurich Renseignements: Antonia Zurbuchen, e-mail: antonia.zurbuchen@ipw.agrl.ethz.ch, tél. +41 44 632 39 26
Figure 1 | Femelles de l’espèce Hoplitis adunca butinant des fleurs de vipérine commune ( Echium vulgare). Ces abeilles, inféodées à la vipérine, nourrissent leur couvain exclusivement avec du pollen récolté sur des plantes du genre Echium. Hoplitis adunca, qui vit dans plusieurs habitats, doit avoir accès à d’importantes ressources florales à distance de vol de son nid.
Introduction Outre Apis mellifera, l’abeille à miel bien connue, la Suisse compte quelque 600 espèces d’apoïdes sauvages, qui sont aussi d’importants pollinisateurs, pour la flore sauvage comme pour les plantes cultivées. Ils contribuent ainsi à la conservation et à la stabilisation de divers écosystèmes terrestres et de la diversité alimentaire. Cependant, au cours des cinquante dernières années, le nombre d’espèces et les effectifs d’abeilles sauvages ont fortement diminué en Europe centrale. En Suisse, 45 % au moins de ces espèces sont menacées
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(Amiet 1994). La plupart des abeilles nécessitent plusieurs habitats, nidifiant dans l’un et butinant dans d’autres. Elles construisent leur nid dans de petits biotopes, tels que bois mort, mur de pierres sèches ou cavités dans le sol à un endroit bien ensoleillé, tandis qu’elles trouvent le pollen et le nectar nécessaires pour nourrir leurs larves dans des champs de fleurs abritant de nombreuses variétés. Or, les abeilles ont besoin d’une très grande quantité de pollen. Pour nourrir un seul descendant, de nombreuses espèces doivent récolter le pollen de plusieurs centaines de fleurs (Müller et al. 2006). À cet effet, les femelles doivent, selon l’espèce, faire entre deux et cinquante fois l’aller-retour entre le nid et les zones d’alimentation (Neff 2008; Zurbuchen et al. 2010a). Le recul des surfaces naturelles, la fragmentation du paysage et l’intensification de l’agriculture engendrent la diminution croissante des champs de fleurs et des petits biotopes, ce qui nuit à la reproduction de nombreuses espèces d’abeilles. La disparition d’habitats propres à la nidification et au butinage se traduit par une modification de la distribution spatiale des ressources florales, forçant les abeilles à parcourir de plus grandes distances entre leur nid et les zones de plantes à fleur. Cet accroissement des distances de butinage pourrait priver de ressources florales les abeilles à rayon de vol limité, ce qui les obligerait à quitter leur site de nidification. Dans de nombreux cas toutefois, elles devraient, dans une certaine mesure, être capables de s’adapter à de plus grandes distances de butinage, ce qui, néanmoins, impliquerait des coûts d’adaptation non négligeables (Williams et Kremen 2007). Afin d’assurer la conservation des abeilles à long terme et de favoriser leur développement, il est important de savoir comment les différentes espèces d’abeilles réagissent aux modifications spatiales de la ressource. Un premier objectif de cette étude consistait donc à découvrir quelle distance maximale les femelles Hoplitis adunca et Hylaeus punctulatissimus peuvent parcourir pour s’approvisionner en pollen et quelle doit être la distance entre le nid et la source de nourriture pour qu’un nombre considérable d’individus d’une population donnée pollinise les plantes hôtes. Un second objec-
tif était de déterminer l’impact de l’augmentation des distances de butinage sur les temps de vol et de quantifier expérimentalement les performances de reproduction de Hoplitis adunca et de Chelostoma rapunculi.
Matériel et méthodes Aux fins de la présente étude, nous avons sélectionné trois espèces d’abeilles sauvages de taille différente qui, pour alimenter leur couvain, récoltent le pollen d’un seul genre végétal : Hoplitis adunca (taille : 11 – 13 mm, poids sec : 19,7 mg) (fig. 1), Chelostoma rapunculi (8 – 10 mm, 8,6 mg) et Hylaeus punctulatissimus (6 – 8 mm, 5,3 mg). Hoplitis adunca est inféodée à la vipérine (Echium), Chelostoma rapunculi butine exclusivement les fleurs de campanule (Campanula) et Hylaeus punctulatissimus est spécialisé sur les oignons (Allium). Dans les trois cas, il s’agit d’abeilles solitaires se reproduisant l’été (juin à août) et nichant dans des cavités, ce qui facilite l’utilisation de nids artificiels. Des abeilles des trois espèces sélectionnées ont été placées dans une zone agricole d’exploitation intensive de la région de Selzach (SO), où aucune des trois planteshôtes précitées n’était présente. À cet effet, nous avions placé une année auparavant des nids d’abeilles dans des tiges de bambou creuses, que nous avons ensuite déposées à divers emplacements la zone d’étude. Ces emplacements comportaient un grand nombre de galeries artificielles, en l’occurrence des trous percés dans des blocs de bois dur (fig. 2). Dans un rayon de 1600 mètres, la seule source de pollen appropriée consistait en des plantes en fleur des trois variétés concernées : vipérine vulgaire (Echium vulgare), campanule raiponce (Campanula rapunculus) et oignon (Allium cepa), préalablement plantées dans des pots apportés sur place pour l’étude. Dans un premier temps, nous avons placé les pots directement à côté des nids. À leur éclosion, les abeilles femelles recevaient aussitôt une petite marque de peinture de modélisme sur le thorax et l’abdomen correspondant à différents codes de couleur. Distances de butinage maximales Afin de déterminer la distance de butinage maximale de Hoplitis adunca et de Hylaeus punctulatissimus, les pots de plantes-hôtes en fleur ont été placés à deux endroits différents et progressivement éloignés des nids. À chaque déplacement des pots, les abeilles avaient une journée pour s’adapter au nouvel emplacement des plantes. Après cette phase d’adaptation, nous faisions l’inventaire deux heures durant de toutes les abeilles marquées présentes sur les plantes-hôtes et dans les nids, en considérant que les individus observés pendant
Résumé
La proximité entre sites de nidification et zones de butinage favorise la faune d'abeilles sauvages | Environnement
Les abeilles sauvages sont d’indispensables pollinisatrices de la flore sauvage et cultivée. Elles sont ainsi d’une grande utilité sur le plan écologique et économique. Cependant, la moitié environ des 600 espèces d’abeilles sauvages présentes en Suisse sont menacées. L’exploitation continue des surfaces et l’intensification de l’agriculture ont pour conséquence une perte de milieux propices à la nidification et au butinage. Les abeilles doivent ainsi parcourir des distances de plus en plus longues pour collecter le pollen et le nectar. Le présent travail cherche à déterminer la distance de butinage maximale que peuvent parcourir certaines espèces d’abeilles sauvages et à analyser l’impact de l’allongement des distances de butinage sur la reproduction. Des espèces strictement inféodées à un genre de plante ont donc été obligées à butiner dans un environnement n’hébergeant aucune plante-hôte appropriée. En guise de ressource florale, des pots de fleurs ont été placés à diverses distances des nids. Quelques individus des espèces Hoplitis adunca et Hylaeus punctulatissimus ont parcouru de longues distances, soit plus de 1000 mètres, entre le nid et les plantes nourricières. Toutefois, la majorité des individus a abandonné ses activités de nidification lorsque la distance était de 100 à 300 mètres déjà. L’accroissement des distances de butinage semble avoir des coûts élevés. En effet, à partir de 150 mètres supplémentaires, la performance de reproduction est substantiellement réduite, tant chez Hoplitis adunca que chez Chelostoma rapunculi. Ainsi, des distances courtes entre les milieux propices à la nidification et ceux propices au butinage pourraient contribuer de manière notable à favoriser la diversité des espèces et l’accroissement des populations d’abeilles sauvages.
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ce laps de temps aussi bien sur les plantes-hôtes que dans les nids – c’est-à-dire récoltant et rapportant le pollen – étaient en train d’approvisionner leur couvain en parcourant la distance de butinage étudiée. Les pots de fleurs étaient ensuite déplacés plus loin des nids. L’expérience a été répétée maintes fois, jusqu’à ce que toutes les abeilles abandonnent leurs activités de nidification. Impact des distances de butinage sur la reproduction Afin d’étudier l’impact d’une augmentation de la distance de butinage, les nids de Hoplitis adunca ont été placés en deux et ceux de Chelostoma rapunculi en trois endroits. Nous avons ensuite placé dans l’aire d’étude un grand massif composé de pots de fleurs pour chacune des deux espèces de sorte que, selon l’emplacement des nids, les abeilles devaient parcourir des distances de vol différentes pour butiner les fleurs d’un même massif, dans les mêmes conditions. On a modifié la distance de butinage en déplaçant les massifs de pots de fleurs. L’expérience a été répétée trois fois pour chaque espèce d’abeille. Un observateur était posté près de chaque nid afin de mesurer le temps de vol des abeilles, après quoi la durée moyenne d’un vol de butinage a été calculée pour chaque distance. Sur la base des résultats d’une étude antérieure, qui avait montré que la quantité de pollen transportée ne dépend pas de la distance de vol, nous avons postulé que toutes les abeilles d’une même espèce ont besoin d’effectuer à peu près le même nombre de vols de butinage pour
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Résultats et discussion Distances de butinage maximales Avant de procéder à l’étude, nous avions postulé, sur la base de travaux antérieurs qui avaient démontré une relation positive entre la taille du corps et la distance de butinage maximale (Gathmann et Tscharntke 2002; Greenleaf et al. 2007), que la distance de butinage maximale se situerait entre 400 et 600 mètres pour la grande Hoplitis adunca et entre 100 et 250 mètres pour la petite Hylaeus punctulatissimus. Les distances relevées au cours de la présente étude étaient étonnamment longues, avec 1400 mètres pour la première et 1100 mètres pour la seconde (fig. 3). Cependant, ces distances de butinage n’ont été réalisées que par
Part d’abeilles
Figure 2 | Des abeilles des trois espèces sélectionnées ont été placées dans une zone agricole d’exploitation intensive de la région de Selzach (SO), grâce à l’installation de nids artificiels. Les planteshôtes butinées par les trois espèces sélectionnées n’étaient pas présentes naturellement sur le site. La seule source de pollen ad hoc était des pots de fleurs apportés sur place pour l’étude. Ces pots pouvaient être déplacés afin d’obliger les abeilles à collecter du pollen à une distance précise des nids.
récolter le pollen nécessaire à l’approvisionnement d’une cellule larvaire. Le temps moyen nécessaire à l’approvisionnement d’une seule cellule a donc pu être calculé pour chaque distance de butinage en multipliant le nombre moyen de vols de butinage, auparavant déterminé, par le temps de vol moyen.
Part d’abeilles
Photo: Antonia Zurbuchen
Environnement | La proximité entre sites de nidification et zones de butinage favorise la faune d'abeilles sauvages
1.0 2829 Hylaeus punctulatissimus punctulatissimus Emplacement A Hylaeus 0.9 0.8 Emplacement B 0.7 0.6 13 0.5 12 11 0.4 0.3 6 0.2 4 3 3 2 2 2 0.1 1 0 0 0.0 <1 100 200 300 380 400 500 600 700 750 800 900 1100 1275
1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0
15 24 15 Hoplitis adunca Hoplitis adunca 10 14 10
6 4
4
4 2
<1
75
200 300
2
2
1
3
3 0
1
0
400 500 600 700 800 900 1000 1100 1270 1400 1600 Distance de butinage [m]
Figure 3 | Proportion d’abeilles marquées à la peinture des e spèces Hylaeus punctulatissimus et Hoplitis adunca observées pendant la deuxième année d’étude en train de butiner sur les plantes-hôtes à des distances croissantes. Les expériences ont été répétées à deux emplacements, avec différentes distances. Les données ont été r elevées 32 jours durant pour Hylaeus punctulatissimus et 45 jours durant pour Hoplitis adunca (Zurbuchen et al. 2010b). Les nombres inscrits au-dessus des barres indiquent le nombre d’individus o bservés.
La proximité entre sites de nidification et zones de butinage favorise la faune d'abeilles sauvages | Environnement
Tableau 1 | Réduction de la performance reproductive de Hoplitis adunca et de Chelostoma rapunculi selon la distance de butinage, toutes autres conditions égales par ailleurs. Sur la base de la durée moyenne mesurée d’un vol du butinage (t vol) et du nombre de vols nécessaires à l’approvisionnement d’une cellule (f cellule), le temps moyen nécessaire pour nourrir une cellule a pu être estimé (t cellule = t vol×F cellule). Pour déterminer la réduction de la performance de reproduction, on calcule le nombre de cellules pouvant être approvisionnées en pollen au cours d’une unité de temps et l’on compare les résultats de différentes distances de butinage (Zurbuchen et al. 2010a). Si les lettres ne sont pas les mêmes, la différence est significative. n = nombre d’individus testés.
Hoplitis adunca
Hoplitis adunca
Hoplitis adunca
Chelostoma rapunculi
Réduction de la reproduction [%]
Statistique
23 (375 m vs. 225 m)
t-test, p<0,01
31 (300 m vs. 100 m)
t-test, p<0,01
26 (450 m vs. 150 m)
t-test, p<0,001
0,210
36 (1000 m vs. 400 m)
ANOVA, p<0,05
0,114
46 (1000 m vs. 500 m)
avec TukeyHSD
n
Distances [m]
t vol [h:min:s]
tcellule [h:min]
Cellules par h
18
225
0:27:35a
21:09
0,047
17
375
0:35:51b
27:29
0,036
9
100
0:18:27a
14:09
0,071
17
300
0:26:49b
20:34
0,049
18
150
0:33:15a
25:30
0,039
25
450
0:44:50b
34:22
0,029
11
400
0:18:10a
5:42
0,174
6
500
0:15:04a
4:46
6
1000
0:27:28b
8:41
quelques individus de chaque espèce, tandis que la majorité des abeilles n’a parcouru que de courtes distances. Ainsi, la moitié des femelles Hoplitis adunca ont abandonné leurs activités de nidification dès que la distance de butinage a atteint 300 mètres, tandis que la moitié des abeilles Hylaeus punctulatissimus n’ont pas parcouru plus de 225 mètres, la première année, et plus de 100 mètres la deuxième année. La plupart n’ont plus été observées butinant les plantes-hôtes, mais étaient encore présentes à proximité des nids, ce qui montre qu’elles n’ont ni été la proie d’un prédateur, ni perdu la vie pour une autre raison. Il est probable que certaines abeilles ayant cessé leurs activités de nidification ont cherché un nouvel emplacement pour leur nid, à proximité d’une autre source de pollen. Les résultats de la présente étude montrent clairement qu’en ce qui concerne les distances de butinage, il y a des différences au sein même des espèces sauvages étudiées. Cependant, la proportion d’abeilles approvisionnant le couvain diminue fortement à mesure que la distance de butinage augmente, ce qui, à long terme, peut se traduire par de fortes diminutions d’effectifs sur le plan local. Impact des distances de butinage sur la reproduction L’accroissement de la distance de butinage de 150 à 600 mètres a une influence significative sur la durée moyenne d’un vol de butinage (fig. 4; tabl. 1). Ainsi, lorsque la distance augmente de 150, 200 ou 300 mètres, le temps de vol de Hoplitis adunca augmente d’environ 8 à 12 minutes. Quant à Chelostoma rapunculi, son
temps de vol augmente de 9 à 12 minutes lorsque la distance de butinage augmente de 400 ou 500 mètres (tabl. 1). Pour approvisionner en pollen une seule cellule, Hoplitis adunca doit effectuer en moyenne 46 vols de butinage et Chelostoma rapunculi 19 (fig. 5). Au fur et à mesure que la distance de butinage s’accroît, le temps nécessaire à un vol de butinage – et par conséquent le temps nécessaire à l’approvisionnement d’une cellule – augmente considérablement, ce qui se traduit par un nombre inférieur de descendants par période reproductive. Le nombre de cellules approvisionnées par
Hoplitis adunca
Durée moyenne (+- ET) d’un vol de butinage [s]
Apoïde
Distance de butinage [m]
Distance de butinage [m]
Distance de butinage [m]
Figure 4 | Durée moyenne (± erreur type) d’un vol de butinage de Hoplitis adunca , pour six distances différentes. À chaque fois, deux distances étaient étudiées en parallèle, dans des conditions identiques. Si les lettres ne sont pas les mêmes, la différence est significative (Zurbuchen et al. 2010a). t-tests: 225 m/375 m, p<0,01, n225 =18, n 375 =17; 100 m/300 m, p<0,01, n100 =9, n 300 =17; 150 m/450 m, p<0,001, n150 =18, n 450 =25.
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Fotos: Stephanie Cheesman, ?
Hoplitis adunca baisse d’environ 23, 31 ou 26 % lorsque la distance de butinage augmente de respectivement 150, 200 ou 300 mètres. Pour Chelostoma rapunculi, ces pourcentages sont d’environ 46 et 36 % pour une augmentation de la distance de butinage de respectivement 500 et 600 mètres. Par ailleurs, plusieurs expériences ont montré qu’une activité de vol intense accélère le processus de vieillissement des abeilles, et donc réduit leur durée de vie (Torchio et Tepedino 1980 ; Schmid-Hempel et Wolf 1988). Bien que le présent travail ne tienne pas compte de ces aspects, on peut en déduire que l’accroissement des distances de butinage a en réalité un impact négatif encore plus grand sur la reproduction. Il a en effet non seulement des répercussions négatives sur la performance reproductive des abeilles adultes, mais il augmente aussi la mortalité des larves. En effet, plus longtemps un nid ouvert reste sans surveillance, plus grande est la probabilité que les cellules soient détruites par des prédateurs naturels (Goodell 2003; Seidelmann 2006). Le succès de reproduction effectif a été étudié, pour deux distances de butinage différentes, dans le cadre d’un projet portant sur Megachile rotundata en tenant compte du processus de vieillissement ainsi que de l’influence des parasites (Peterson et Roitberg 2006). Les abeilles qui devaient parcourir 150 mètres pour récolter du pollen ont produit environ 74 % de descendants viables en moins que les abeilles dont les nids se trouvaient à proximité immédiate des ressources florales.
Conclusions ••Afin d’assurer la conservation des espèces d’abeilles sauvages et de favoriser le développement de leurs populations, la distance entre les milieux propices à la nidification et les ressources florales ne devrait pas excéder 100 à 300 mètres. ••Des distances de butinage courtes augmentent notablement la performance de reproduction des abeilles sauvages, car les femelles collectant le pollen peuvent utiliser les ressources florales de manière plus efficace.
Photo: Stephanie Cheesman
Environnement | La proximité entre sites de nidification et zones de butinage favorise la faune d'abeilles sauvages
Figure 5 | Nids ouverts de Chelostoma rapunculi (haut) et de Hoplitis adunca (bas). Les photographies montrent les cellules, séparées les unes des autres par des parois en terre et remplies d’un mélange de pollen et de nectar servant de nourriture aux larves. P our approvisionner une seule cellule, Hoplitis adunca doit effectuer en moyenne 46 vols de butinage et Chelostoma rapunculi 19.
••En prenant des mesures ciblées d’aménagement du paysage, notamment en créant côte à côte des champs d’une grande richesse florale et de petits biotopes, l’agriculture pourrait contribuer de manière notable à la conservation et au développement d’une riche apifaune. ••Or, une faune apicole comportant un grand nombre d’espèces et d’individus garantit une bonne pollinisation de la flore sauvage et des plantes cultivées. ••Le soutien apporté à ce travail de recherche par toutes les exploitations sans exception de la région de Selzach (zone protégée de Witi) montre clairement que l’intérêt de l’agriculture pour une faune pollinisatrice abondante est grand. n
Remerciements Ce travail a été soutenu financièrement par le Competence Centre Environment and Sustainability (CCES).
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Recherche Agronomique Suisse 1 (10): 360–365, 2010
Distanze brevi tra il luogo di nidificazione e le zone di bottinatura favoriscono le api selvatiche Le api selvatiche sono impollinatori indispensabili della flora selvatica e coltivata. Esse ricoprono anche un ruolo importante sul piano ecologico ed economico. Circa metà delle 600 specie d’api selvatiche presenti in Svizzera sono minacciate. Il crescente sfruttamento delle superfici e l’intensificazione dell’agricoltura riducono gli ambienti adatti alla nidificazione e alla bottinatura. Le api devono quindi percorrere distanze sempre maggiori per raccogliere nettare e polline. Questo studio mira a determinare la distanza massima che alcune specie d’api selvatiche riescono a percorrere per la bottinatura e ad analizzare l’impatto delle crescenti distanze sulla riproduzione. Delle specie d’api selvatiche, strettamente infeudate a un genere di piante, sono state poste in un ambiente privo di appropriate piante ospite, inducendole a bottinare su specie in vaso poste a diverse distanze dagli alveari. Alcuni individui delle specie Hoplitis adunca e Hylaeus punctulatissimus hanno percorso lunghe distanze, superando i 1 000 metri, tra il nido e la pianta nutritrice. La maggior parte degli individui ha abbandonato l’attività di nidificazione già quando la distanza era tra i 100 – 300 metri. L’aumentare delle distanze di bottinatura sembra quindi comportare costi elevati. A partire da una distanza di 150 metri, la capacità riproduttiva è sostanzialmente ridotta, sia per individui della specie Hoplitis adunca che per quelli della specie Chelostoma rapunculi. Distanze brevi tra il sito di nidificazione e zone di bottinatura potrebbero contribuire considerevolmente a favorire la diversità delle specie e la crescita delle popolazioni di api selvatiche.
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Summary
Riassunto
La proximité entre sites de nidification et zones de butinage favorise la faune d'abeilles sauvages | Environnement
Close neighbourhood of nesting sites and foraging habitats enhances a diverse fauna of native bees Native bees are essential pollinators of wild and crop plants providing high ecological and economical benefits. However, half of the 600 native bee species of Switzerland are endangered. Ongoing soil sealing and intensification of agricultural land use result in fewer suitable nesting sites and foraging habitats, which is expected to force female bees to cover longer distances between nest and flower-rich patches. In this study, maximum foraging distances of selected solitary bee species were investigated and the effect of increasing foraging distances on their reproduction was analyzed. Bee species, which restrict pollen foraging to a single plant genus, were established in an agricultural landscape lacking their specific host plants. Females were forced to collect pollen on potted host plants at different distances from their nests. Only few individuals of Hoplitis adunca and Hylaeus punctulatissimus covered long distances of more than 1000 m to collect pollen. The majority of females already discontinued foraging at a distance of 100 – 300 m, which indicates that long distances between nesting sites and flower resources impose high costs on reproduction. In fact, increased distances by 150 m and more substantially reduced the number of progeny produced by females of Hoplitis adunca and Chelostoma rapunculi. Thus, a close neighbourhood of nesting and foraging habitats clearly contributes to a diverse native bee fauna and to an increase of bee population sizes. Key words: foraging distance, bee conservation, fitness cost, habitat fragmentation.
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365
P r o d u c t i o n
a n i m a l e
Matière grasse et composition en acides gras des fourrages conservés Yves Arrigo, Station de recherche Agroscope Liebefeld-Posieux ALP, 1725 Posieux Renseignements: Yves Arrigo, e-mail: yves.arrigo@alp.admin.ch, tél. +41 26 40 77 264
influencées par la méthode de conservation (Dewhurst et King 1998 ; Nada et Delic 1976). La plupart des études évaluent les répercussions des AG du fourrage sur la MG du lait (Morel et al. 2006a et b). Cet essai étudie la variation des teneurs en MG et en AG des fourrages conservés de différentes manières par rapport à celles de l’herbe d’origine. Il termine le projet consacré aux influences de la conservation sur les teneurs en acides aminés (Arrigo 2006) et sur la digestibilité et les teneurs en minéraux des fourrages conservés (Arrigo 2007).
Matériel et méthodes De l’herbe a été récoltée à deux stades de développement distincts de 30 jours, au premier cycle végétatif (2000 et 2002) et au troisième cycle (2001). L’herbe de la même parcelle a été conservée par congélation (-20 °C), par déshumidification (séchoir expérimental utilisant de l’air à 30 °C avec moins de 45 % d’humidité relative); par séchage en grange, par séchage au champ, par ensilage à 30 % matière sèche (MS) et à 50 % MS (Arrigo 2006). Les échantillons d’herbe ont été prélevés à la récolte et ceux des conserves environ 200 jours plus tard. La MG des échantillons a été analysée par extraction à l’éther de pétrole. Les AG ont été déterminés par chromatographie en phase gazeuse à partir de la matière originale des fourrages.
Résultats et discussion
Remplissage des caisses pour la déshumidification par air pulsé à 30 °C et moins de 40 % d’humidité.
Introduction Les acides gras (AG) libérés peuvent jouer un rôle sur les caractéristiques chimiques, organoleptiques et diététiques des denrées alimentaires d’origine animale (MorandFehr et Tran 2001). La teneur en matière grasse (MG) et les proportions en AG de l’herbe conservée peuvent être
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Recherche Agronomique Suisse 1 (10): 366–371, 2010
Les analyses botaniques effectuées lors de la fauche ont confirmé l’homogénéité du fourrage de la parcelle ; les fourrages étudiés étaient des mélanges de type équilibré (E) pour le premier cycle précoce 2000 et un mélange riche en graminées (G) pour le premier cycle tardif 2000. En 2001, les troisièmes cycles se définissaient comme fourrages riches en autres plantes (DF) et en 2002 les premiers cycles étaient classés comme fourrage équilibré dominé par le ray-grass (ER). Les analyses botaniques des échantillons prélevés lors de la mise en conserve révèlent une diminution des légumineuses et autres plantes (jusqu’à 10 %) à l’avantage des graminées. Cette différence est proportionnelle à l’intensité du travail
requis pour la conserve et fait suite aux pertes en feuilles des autres espèces dans le mélange fourrager. Ceci souligne l’influence potentielle des phénomènes survenant en aval du processus de conservation proprement dit (fermentations, pertes de jus, etc.) sur la valeur nutritive des fourrages conservés. Les résultats d’analyses de la MG et des AG exprimés en pourcentage des AG déterminés (C:8 à C24:1) sont exposés dans le tableau 1. Influence du cycle et du stade de développement des plantes sur la matière grasse L’herbe des repousses contient davantage de MG que les premiers cycles (26,1 vs 21,2 g/kg MS, p < 0,05 ; tabl. 2). Les teneurs en MG des fourrages récolté au stade précoce étaient supérieures à celles des fourrages récoltés au stade tardif (26,1 vs 19,6 g/kg MS, p < 0,001 ; fig. 1). Ces résultats confirment les conclusions de Hawke (1963), qui estimait que «la teneur en extrait éthéré des fourrages verts est d’autant plus élevée qu’ils sont jeunes, riches en feuilles et en lipides chloroplastiques». Influence du mode de conservation sur la matière grasse Les teneurs en MG des fourrages étudiés varient fortement: de 11,0 g/kg MS dans le foin tardif 2000 séché au champ à 40,1 g/kg MS dans l’ensilage 30 % de MS précoce 2000. Les teneurs en MG de l’ensilage 30 % de MS dépassent (p < 0,001) celles de l’herbe d’origine et des autres conserves (tabl. 3; fig. 2). Cette concentration
Résumé
Matière grasse et composition en acides gras des fourrages conservés | Production animale
Cet article se penche sur les différences de teneurs en matière grasse (MG) et en acides gras (AG) observées entre les fourrages conservés et l’herbe d’origine. De l’herbe d’une même parcelle a été récoltée à deux stades différents (30 jours), pendant trois ans, et conservée avec six procédés différents. 42 échantillons ont été analysés par extraction à l’éther de pétrole pour la MG et par chromatographie en phase gazeuse pour les AG. Les teneurs en MG varient fortement (11 à 40 g/kg MS), les fourrages précoces ayant les teneurs les plus élevées (26 vs 20 g/kg MS, p < 0,01) et les repousses des teneurs supérieures à celles des premiers cycles (26 vs 21 g/kg MS, p = 0,03). Les conserves ensilées possèdent les teneurs les plus élevées (42 % de plus que celles de l’herbe) et les conserves par séchage au sol les plus faibles (30 % inférieures à l’herbe). L’acide linolénique est l’AG dominant avec un taux supérieur à 55 %. Les proportions en AG sont influencées par le stade de maturité. Les procédés de conservation par séchage réduisent le taux d’acide linolénique. Un fanage réalisé rapidement et en ménageant le fourrage sauvegarde les teneurs en MG et en AG.
35 matière grasse 30 25
g kg MS
20 g kg TS 15 10 5 0 1er cycle précoce 2000
1er cycle tardif 2000
1er cycle précoce 2002
1er cycle tardif 2002
Figure 1 | Teneurs en matière grasse de l’herbe.
3e cycle précoce 2001
3e cycle tardif 2001
plus élevée en MG des ensilages humides pourrait s’expliquer par la perte de nutriments hydrosolubles dans les jus de silo ou dans les produits fermentaires, concentrant ainsi la MG dans la MS. Les autres conserves ne se distinguent qu’au stade précoce (p < 0,01), où le séchage au champ a une teneur en MG inférieure à celle de l’herbe (19,5 vs 27,4 g/kg MS). Les teneurs plus basses en MG des fourrages secs par rapport à l’herbe d’origine pourraient être dues à l’oxydation et à la polymérisation des lipides polyinsaturés lors du fanage (Morand-Fehr et Tran 2001) ou à la perte des feuilles, Dewhurst et al. (2001) montrant l’importance de la proportion en feuilles sur la teneur en AG en fonction du mois.
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Production animale | Matière grasse et composition en acides gras des fourrages conservés
Tableau 1 | Teneurs en matière grasse (MG) et taux d’acides gras (%) dans les fourrages Herbe fraîche
congelée
déshumidifiée
séchée en grange
séchée au champ
ensilée à 30 % MS
ensilée à 50 % MS
MG (g/kg MS)1 1c précoce 2000
24,9
19,6
23,7
21,1
18,0
40,1
30,2
1c tardif 2000
16,8
14,9
11,4
11,4
11,0
25,6
19,3
1c précoce 2002
27,4
23,7
24,2
20,9
17,8
35,1
28,1
1c tardif 2002
18,9
16,4
16,2
14,8
11,9
29,3
21,7
3c précoce 2001
30,0
30,0
25,2
23,6
22,8
36,2
26,4
3c tardif 2001
26,0
26,3
21,6
20,2
20,5
35,4
21,2
C16:0 % (∑FS)
2
1c précoce 2000
14,1
16,1
19,2
20,1
20,4
14,8
14,9
1c tardif 2000
19,0
20,4
21,7
25,2
29,4
17,4
19,5
1c précoce 2002
12,8
14,7
17,5
18,2
20,4
15,4
16,6
1c tardif 2002
16,8
19,2
21,6
23,1
27,7
18,0
20,0
3c précoce 2001
13,8
15,0
17,4
16,9
18,3
15,0
16,8
3c tardif 2001
15,6
16,4
18,8
19,3
20,4
15,9
18,9
C18:0 % (∑FS)
3
1c précoce 2000
1,4
1,8
2,5
2,3
2,4
1,3
1,5
1c tardif 2000
2,1
2,2
2,4
2,4
3,2
1,6
1,8
1c précoce 2002
1,4
1,7
1,9
1,9
2,0
1,5
1,6
1c tardif 2002
1,7
2,4
2,3
2,4
2,8
1,7
2,0
3c précoce 2001
1,1
1,4
1,6
1,5
1,5
1,2
1,5
3c tardif 2001
2,0
2,2
2,1
1,9
1,9
1,5
2,2
C18:1 % (∑FS)4 1c précoce 2000
2,8
3,0
3,3
3,2
3,2
3,1
2,8
1c tardif 2000
4,5
5,1
5,3
5,3
7,2
4,9
4,1
1c précoce 2002
2,4
2,4
2,5
2,7
2,8
2,5
2,9
1c tardif 2002
3,6
4,0
4,1
4,1
5,1
3,7
3,6
3c précoce 2001
2,7
2,0
2,1
2,1
2,4
2,3
2,3
3c tardif 2001
4,3
4,6
4,5
3,8
3,5
3,5
3,8
C18:2 % (∑FS)5 1c précoce 2000
16,7
15,7
18,1
18,1
17,7
16,8
17,2
1c tardif 2000
20,5
18,0
20,5
19,7
20,8
21,1
21,5
1c précoce 2002
16,0
14,1
18,2
17,8
18,2
16,9
18,7
1c tardif 2002
19,0
17,1
19,3
20,7
20,3
20,2
20,4
3c précoce 2001
14,2
12,6
15,8
14,7
15,6
16,0
15,4
3c tardif 2001
19,9
18,8
22,2
19,8
18,4
18,5
18,8
1c précoce 2000
64,4
60,5
52,9
53,7
54,8
63,4
61,8
1c tardif 2000
54,0
52,7
50,2
47,4
39,4
53,5
51,9
1c précoce 2002
65,4
65,5
58,1
57,3
55,5
61,4
57,9
1c tardif 2002
57,2
57,4
51,2
48,1
41,8
53,6
51,7
C18:3 % (∑FS)6
3c précoce 2001
67,5
67,2
61,0
63,8
61,2
64,9
62,5
3c tardif 2001
58,2
56,4
51,3
54,1
54,5
52,1
46,2
MS matière sèche ; 2 C16 :0 acide palmitique en pourcent des AG ; 3 C18 :0 acide stéarique ; 4 C18 :1 acide oléique ; 5 C18 :2 acide linoléique ; 6 C18 :3 acide linolénique
1
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Matière grasse et composition en acides gras des fourrages conservés | Production animale
45
1 cycle précoce 2000
40
g/kg MS
35 30 25 20 g / kg TS 15 10 5
S M
S en sil
en sil
ée
ée
30
50
%
%
M
so l u ch ée a
en ch oir
sé
gr an ge
. ex pé rim sé
ch oir
tio n co ng éla
he rb ef
ra îch e
0
sé
Feldtrocknung Silage 30% TS Silage 50% TS Versuchsanlage Figure 2 | Teneurs en matière grasse de l’herbe et de ses conserves.
Influence du mode de conservation sur les acides gras Seules les teneurs en AG palmitiques avec 2,2 ± 0,6 g/kg MS, stéariques avec 0,2 ± 0,1 g/kg MS, oléiques avec 0,4 ± 0,1 g/kg MS, linoléiques avec 2,2 ± 0,7 g/kg MS et linoléniques avec 7,4 ± 3,4 g/kg MS sont suffisantes pour permettre des comparaisons; les autres AG présentant des teneurs faibles (< 0,1g) ou en dessous des seuils de détection. La somme des AG dans la MS représente en moyenne 53,4 % de la MG, ce rapport étant plus faible dans les fourrages tardifs (47,6 %) que dans les précoces (58,8 %) (p < 0,001). Sauf dans l’ensilage à 30 % de MS, les teneurs en acides gras des conserves sont inférieures à celles de l’herbe d’origine (p < 0,001). Elgersma et al. (2003) relèvent des teneurs inférieures à l’herbe d’origine, particulièrement pour les acides oléique et linolénique, dans des ensilages très préfanés (> 70 % MS). Cette réduction serait due à l’action de micro-organismes ou d’enzymes d’origine végétale pendant les processus de fermentation. Il existerait une autre hypothèse, mais qui n’a pas été confirmée, selon laquelle la réduction en acides gras serait causée par une dégradation enzyma tique dès la coupe de l’herbe. Acide palmitique (C16:0) : au stade précoce, la part de C16:0 de l’herbe (13,6%) se distingue des parts des conserves humides (15,3 – 15,1 %, p < 0,01), elles-mêmes inférieures à celles des fourrages séchés (> 18,1 %; p < 0,01). Au stade tardif, seul le taux en C16 :0 du foin séché au champ (25,9 %) dépasse celui des conserves humides congelées et ensilées à 30 % de MS (<19,5%; p<0,01). Acide stéarique (C18:0) : la part en C18:0 est la plus faible des cinq AG retenus (1,9 %). Elle varie de 1,1 % dans l’herbe du troisième cycle précoce à 3,2 % dans le foin séché au champ du premier cycle tardif 2000. Tous cycles
et stades confondus, les conserves ne se distinguent pas entre elles pour cet AG. Acide oléique (C18:1) : la part en C18:1 dans les AG est plus faible dans les fourrages précoces que dans les tardifs (2,6 vs 4,4 % ; p < 0,001). Le mode de conservation ne permet pas de différencier les taux de C18:1. Acide linoléique (C18:2) : la part en C18:2 est plus basse dans les fourrages précoces que dans les tardifs (16,4 vs 19,8 % ; p < 0,001). Les proportions les plus faibles sont enregistrées, pour les deux cycles et les deux stades, dans
Tableau 2 | Teneurs en matière grasse (MG) et acides gras totaux(AG totaux) en g/kg MS et proportions des AG en % des AGtotaux selon le cycle ou le stade de développement
1er cycle
3e cycle
28
14
MG
21,2a
26,1b
1,4
AGtotaux
12,2
13,5
C16:0 (%)
19,1
17,0
C18:0 (%)
2,0
a
1,7
b
C18:1 (%)
3,7
C18:2 (%)
18,5
C18:3 (%)
55,1
58,6
n:
Sx
p
19,6b
1,3
<0,01
9,3
0,8
<0,001
0,7
<0,001
0,1
<0,001
0,1
<0,001
0,3
<0,001
précoce
tardif
21
21
0,03
26,1a
1,1
0,42
16,0
0,7
0,07
16,6a
20,2b
0,9
0,04
1,7
2,1
3,1
0,2
0,12
2,6
17,2
0,5
0,06
16,4a
19,8b
1,4
0,10
61,0
51,6
1,0
<0,001
Sx
p
a
b
b
a a
a
4,4
b
b
Les valeurs sur la même ligne portant un indice différent sont statistiquement différentes. S x erreur standard de la moyenne
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369
Production animale | Matière grasse et composition en acides gras des fourrages conservés
Tableau 3 | Teneurs en matière grasse (MG) et acides gras totaux(AG totaux) en g/kg matière sèche et proportions des acides gras en % des AG totaux selon la conserve aux 1ers cycles précoces, n: 2
Herbe
Congélation
Déshumidification
En grange
Au champ
Ensilage 30%
Ensilage 50%
Sx
p
MS(g/kg)1
166d
175d
864 a
890a
873a
280c
477b
2,1
<0,001
MG
21,0
17,9
37,6
b
26,2
21,7
24,0
29,2
1,4
<0,001
AG totaux.3
19,9ac
17,0ab
13,6bc
11,6b
11,1b
22,1a
18,9ab
1,6
<0,01
C16:0 (%)
13,5
15,4
18,4
19,2
20,4
15,1
15,8
0,7
0,002
C18:0 (%)
1,4
1,4
1,5
0,2
0,03
2
bc
b
cd
b
1,7
bcd
a
2,2
cd
a
2,1
d
a
2,2
a
b
b
C18:1 (%)
2,6
2,7
2,9
3,0
3,0
2,8
2,8
0,3
0,92
C18:2 (%)
16,4ab
14,9b
18,1a
17,9a
18,0a
16,8a
18,0a
0,4
<0,01
C18:3 (%)
64,9a
63,0ab
55,5b
55,5ab
55,2ab
62,4 ab
59,9ab
1,8
0,02
Matière sèche, 2 Matière grasse, 3 Acides gras totaux Les valeurs sur la même ligne portant un indice différent sont statistiquement différentes. S x erreur standard de la moyenne
1
la conservation par congélation; au premier cycle précoce, elle se différencie (p < 0,01) des autres conserves mais pas de l’herbe. Les proportions les plus élevées se retrouvent dans les fourrages séchés au champ, déshumidifiés ou ensilés à 50 % de MS. Acide linolénique (C18:3) : l’acide gras C18:3 constitue la plus forte proportion des AG, avec 56,3 % en moyenne, ce taux pouvant varier fortement de 39,4 % (foin tardif séché au champ en 2000) à 67,5 % (herbe du troisième cycle précoce 2001). Les taux de C18:3 des fourrages tardifs sont inférieurs à ceux des précoces (51,6 vs 61,0 % ; p < 0,01). Les fourrages séchés et l’ensilage à 50 % de MS présentent à tous les cycles et à tous les stades des taux légèrement inférieurs à ceux de l’herbe et des conserves humides congelées et ensilées à 30 % de MS (p > 0,05).
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Recherche Agronomique Suisse 1 (10): 366–371, 2010
Conclusions ••Le stade et le mode de conservation jouent un rôle plus important que celui du cycle sur la teneur en MG et en AG. ••Excepté pour les ensilages, les conserves réduisent les teneurs en MG de l’herbe d’origine, ce qui a aussi été démontré dans d’autres essais à ALP (Morel et al. 2006b). ••Les proportions plus élevées en AG C16:0, C18:0, C18:1 aux dépens du C18:3 des conserves séchées par rapport aux conserves humides ont été démontrées et confirment que la durée du séchage influence ces concentrations. ••Afin de sauvegarder les teneurs en MG et AG insaturés (C18:3) de l’herbe, le fanage doit être réalisé rapide ment tout en ménageant le fourrage pour conserver les précieux nutriments contenus dans ses feuilles. n
Tenore in materia grassa e composizione in acidi grassi di foraggio conservato Il presente articolo descrive in quale misura i tenori in materia grassa (MG) e acido grasso (AG) dei foraggi conservati si differenziano da quelli dell'erba d'origine. Per tre anni è stata raccolta da una stessa particella erba a due stadi di sviluppo diversi (30 giorni) e in seguito conservata in base a sei processi differenti. Sono stati analizzati 42 campioni mediante estrazione con etere di petrolio per la MG e cromatografia in fase gassosa per l'AG. I tenori in MG variano fortemente (11-40 g/kg MS): il foraggio precoce presenta i valori più alti (26 vs. 20 g/kg MS p<0,01); le piante al terzo taglio hanno tenori superiori a quelle dei primi cicli (26 vs. 21 g/kg MS p=0,03). Ad avere i tenori più elevati sono gli insilati (superiori del 42 % a quelli dell'erba), mentre il foraggio essiccato nei campi presenta quelli più bassi (inferiori del 30 % a quelli dell'erba). L'acido linolenico è l'AG dominante con un tasso superiore al 55 per cento. Le percentuali di AG sono influenzate dallo stadio di maturazione, mentre quelle di acido linolenico sono ridotte dai processi di essicazione. Al fine di conservare i tenori di MG e AG presenti nell'erba, la fienagione deve essere effettuata rapidamente e trattando con cura il foraggio.
Bibliographie ▪▪ Arrigo Y., 2006. Influence du cycle, du stade et du mode de conservation sur la teneur en acides aminés des fourrages. Rev. suisse Agric. 38 (5), 247 – 252. ▪▪ Arrigo Y., 2007. Influence du mode de conservation, du cycle et du stade sur la digestibilité et les teneurs en minéraux de l’herbe. Rev. suisse A gric. 39 (4), 193 – 198. ▪▪ Dewhurst R. J. & King P. J., 1998. Effects of extended wilting, shading and chemical additives on the fatty acids in laboratory grass silages. Grass and Forage Science 53, 219 – 224. ▪▪ Dewhurst R. J., Scollan N. D., Youell S. J., Tweed J. K. S & Humphreys M. O., 2001. Influence of species, cutting date and cutting interval on the fatty acid composition of grasses. Grass and Forage Science 56, 68 – 74. ▪▪ Elgersma A., Ellen G., van der Horst H., Muuse B. G., Boer H. & Tamminga S., 2003. Compararison of fatty acid composition of fresh and ensiled perennial ryegrass ( Lolium perenne L.), affected by cultivar and regrowth
Summary
Riassunto
Matière grasse et composition en acides gras des fourrages conservés | Production animale
Fat and fatty acids in preserved forages This article shows the difference in fat and fatty acid levels between preserved forages and grass. Grass was harvested from the same plot of land at two different stages (30 days apart) over three years and stored using six different processes. 42 samples were analysed by extraction using petroleum ether for fat and by gas chromatography for fatty acids. There was considerable variation in the fat levels (11 to 40 g/kg dry matter (DM)): fodder cut early showing the highest levels (26 versus 20 g/kg DM p < 0,01), and regrowth higher levels than the first cycle (26 versus 21 g/kg MS p = 0,03). Fodder stored as silage had the highest fat level (42 % more than grass content) and fodder dried on the ground the lowest (30 % less than grass content). Linolenic acid was the most important fatty acid with > 55 %. Fatty acid proportions are influenced by the stage of maturity and dry conservation methods reduce linolenic acid proportion. Grass harvested quickly as well as careful handling of the fodder maintain the fat and fatty acid levels. Key words : fat, fatty acids, preserved forages.
interval. Animal Feed Science and Technology 108, 191 – 205. ▪▪ Hawke J. C., 1963. Studies on the properties of New Zealand butterfat: the fatty acid compositon of the milk fat of cows grazing on rye - grass at two stages of maturity and the composition of rye-grass lipids. Journal of Dairy Research 30, 67 – 75 ▪▪ Morand-Fehr P. & Tran G., 2001. La fraction lipidique des aliments et les corps gras utilisés en alimentation animale. INRA Productions Animales 14, 285 – 302. ▪▪ Morel I., Wyss U., Collomb M. & Bütikofer U., 2006a. Influence de la c omposition botanique de l’herbe ou du foin sur la composition du lait. Rev. suisse Agric. 38 (1), 9 – 15. ▪▪ Morel I., Wyss U., Collomb M. & Bütikofer U., 2006b. Influence de la composition botanique de l’herbe ou de l’ensilage sur la composition du lait. Rev. suisse Agric. 38 (3), 115 – 120. ▪▪ Nada V., Delic I., 1976. The changes of lipids and amino-acids in leaves of wilting green alfalfa. Veterinaria 25, 137 – 140.
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371
E n v i r o n n e m e n t
Evaluation du risque des produits phytosanitaires pour l’écosystème aquatique
Photo: Katja Knauer, Bâle
Katja Knauer, Stefanie Knauert, Olivier Félix et Eva Reinhard, Office fédéral de l’agriculture, 3003 Berne Renseignements: Katja Knauer, e-mail: katja.knauer@blw.admin.ch, tél.: +41 31 323 11 34
Site d’essais sur les mésocosmes de Syngenta à Stein (AG).
Introduction Depuis des décennies, les évaluations de risques environnementaux font partie de nombreux programmes de protection de l’environnement. EIles sont un élément obligatoire de toute homologation des produits phytosanitaires (PPh) ou biocides et, depuis quelques années, de l’appréciation des produits pharmaceutiques ainsi que de l’inscription et de l’enregistrement des produits chimiques industriels. Les produits phytosanitaires contiennent des sub stances biologiquement actives qui peuvent avoir des
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Recherche Agronomique Suisse 1 (10): 372–377, 2010
effets secondaires sur des organismes non cibles au-delà de la protection souhaitée contre les organismes nuisibles. C’est pourquoi l’homologation implique l’apport de la preuve de l’efficacité, mais aussi de l’innocuité pour les organismes non cibles, moyennant des tests onéreux. La base légale est fixée dans l’Ordonnance sur les produits phytosanitaires (OPPh), qui spécifie les exigences en matière de données et les principes relatifs à l’appréciation de l’efficacité et à la protection de l’être humain et de l’environnement. L’OPPh suisse correspond dans ses grandes lignes à la législation européenne (No 91/414/CE, à l'avenir, no 1107/2009/CE) sur les produits
phytopharmaceutiques. Pour exclure les effets secondaires inacceptables des PPh sur l’environnement, l’homologation d’un produit peut être subordonnée à des mesures spécifiques de réduction du risque (comme les distances de sécurité par rapport aux eaux de surface ou des restrictions concernant la durée d’utilisation). L’évaluation des risques environnementaux selon l’OPPh a pour objectif de protéger les écosystèmes tels que les eaux, les sols et l’air, de manière à éviter les dommages inacceptables pour les organismes qui y vivent. S’agissant des risques pour le milieu aquatique, l’évaluation se focalise sur la protection des organismes aquatiques typiquement présents dans des ruisseaux et petites rivières contigus aux terres agricoles. La protection des eaux de surface contre les effets nuisibles des PPh est également traitée dans d’autres textes légaux, tels que l’Ordonnance sur la protection des eaux (OEaux), qui se base sur la loi sur la protection de l’environnement. L’annexe 2, ch. 12, de l’OEaux contient l’exigence quantitative suivante au sujet des PPh : «0,1 µg/l pour chaque substance, sous réserve d’autres exigences fixées sur la base de l’appréciation des différentes substances dans le cadre de la procédure d’autorisation.»
Méthode L’évaluation des risques environnementaux se base sur l’estimation des concentrations d’exposition et sur le relevé des données écotoxicologiques. Ensuite, les risques écologiques sont estimés en établissant une relation entre l’exposition potentielle et les effets possibles (risque = exposition / effets). Afin que la même procédure soit garantie au sein de l’UE lors de l’évaluation des risques, les exigences concernant les données et la manière de procéder ont été fixées dans diverses instructions, notamment dans le guide d’écotoxicité aquatique (document SANCO/3268/2001 rév. 4).
Résumé
Evaluation du risque des produits phytosanitaires pour l’écosystème aquatique | Environnement
L’évaluation des risques environnementaux a pour objectif de protéger les écosystèmes tels que les eaux, les sols et l’air, de manière à éviter les dommages inacceptables pour les organismes qui y vivent. L’évaluation des produits phytosanitaires (PPh) dans les eaux se concentre sur des ruisseaux et des petites rivières en terres agricoles. Les évaluations de risques se basent sur l’estimation des concentrations d’exposition et sur la collecte d’une multitude de données écotoxicologiques. Lors de l’estimation de la toxicité d’un PPh, les effets sur les individus, les populations et les biocénoses sont observés afin de déterminer les conséquences à court et à long terme d’une pollution. Les évaluations de risques sont absolument nécessaires pour prendre des décisions de gestion de l’environnement ; en effet, la récapitulation des informations pertinentes pour l’environnement permet de reconnaître les risques potentiels et d’élaborer des stratégies préventives de protection de l’environnement. Il existe différentes possibilités d’action pour maintenir le risque à un niveau acceptable. Grâce à la prescription de charges concrètes pour les PPh spécifiques, telles que l’obligation de respecter des distances déterminées par rapport aux eaux de surface ou d’utiliser une technique réduisant la dérive lors de l’application, une utilisation sûre des PPh reste possible dans l’agriculture et les effets inacceptables sur la biocénose aquatique peuvent être évités dans une large mesure.
Estimation de l’exposition L’estimation de l’exposition requiert les données sur les quantités utilisées, sur les propriétés des substances et sur le comportement dans l’environnement des sub stances actives contenues dans le PPh. Elle se base le plus souvent sur des modèles informatiques qui permettent de calculer les concentrations prévues dans l’environnement (CPE, voir glossaire). Dans les calculs, on considère le pire scénario, concernant par exemple la dégradation des substances et les conditions climatiques et pédologiques, de manière à inclure les pics de concentration de PPh dans les eaux dans l’évaluation des risques. En outre, l’estimation de l’exposition inclut les différents types d’apports dans les eaux de surface, tels que dérive, ruis-
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Environnement | Evaluation du risque des produits phytosanitaires pour l’écosystème aquatique
Réaliste
4
Semi-études de terrain (microcosmesmacrocosmes)
3 2 1
Conservateur
Modèles d’effets
Etudes supplémentaires + distribution des sensibilités des espèces
Tests standard + facteur de sécurité
Simple (peu de données)
Complexe (beaucoup de données)
Figure 1 | Manière de procéder par étapes dans l'appréciation des effets.
sellement ou drainage. Lors d’une application par pulvérisation, le bouillie contenant des PPh peut contaminer les eaux par dérive. En cas de pluie, notamment de forte pluie, de pluie sur sol gelé ou durant la fonte des neiges, les PPh peuvent parvenir ainsi dans les eaux de surface par ruissellement. Les PPh peuvent également s’infiltrer rapidement dans les drainages souvent aménagés dans les sols agricoles, s’écouler et arriver dans les eaux de surface voisines. Estimation de la toxicité L’estimation de la toxicité d’un PPh passe par l’examen de son action sur les individus, sur les populations et sur les biocénoses. Les données sur la toxicité sont générées dans un processus par étapes (fig. 1).
Dans la première étape, on établit, en vue de l’appréciation d’un risque potentiel pour les organismes aquatiques, un jeu de données de base se fondant sur les essais de laboratoire aigus ou chroniques portant sur les algues, les daphnies et les poissons. Ces essais sont réalisés conformément aux directives harmonisées au niveau international (OCDE, procédure d’essais selon BPL). Les essais de courte durée portent sur des effets aigus tels que la mortalité, alors que les essais de longue durée permettent d’examiner les effets chroniques concernant avant tout la reproduction. Sur la base des résultats sont établies les valeurs écotoxicologiques telles qu’EC50 aigu (ou le NOEC chronique; voir glossaire). Un facteur de sécurité (AF) est appliqué au résultat de l’essai concernant l’espèce la plus sensible, pour tenir compte des imprécisions qui sont inévitables lors de l’extrapolation des résultats de laboratoire portant sur quelques organismes peu nombreux aux conditions réelles rencontrées dans les eaux. On obtient ainsi ce qu’on appelle la valeur «PNEC » (PNEC = EC50/AF et PNEC = NOEC/AF) (tabl. 1), soit une concentration à laquelle aucun effet négatif n’est attendu sur l’écosystème aquatique (fig. 2). Les PNEC sont calculées de manière à ce qu’aucune détérioration prévisible des organismes aquatiques ne survienne même en cas d’exposition à long terme au pesticide. Evaluation des risques liés aux PPh dans les eaux de surface Espèce sensible représentative des trois Akuter T niveaux trophiques de l’écosystème
Test aigu (EC50)
Test chronique (NOEC) Facteur de sécurité
PNEC
Figure 2 | Evaluation des risques liés aux PPh dans les eaux de s urface.
Tableau 1 | Valeurs écotoxicologiques dans l’évaluation des risques environnementaux liés aux produits phytosanitaires Valeurs
374
Organismes
Tests
Méthodes
PNEC = EC50 / AF
Evaluations des données sur les espèces
Etudes aiguës en laboratoire
Courbe d’effets par dose
PNEC = NOEC / AF
Evaluations des données sur les espèces
Etudes chroniques en laboratoire
Courbe d’effets par dose
HC5 * AF
Distribution des sensibilités des espèces
Etudes aiguës et études chroniques
Evaluation probabiliste
NOEAEC * AF
Evaluation des données sur les populations et les biocénoses
Données sur les microcosmes et les mésocosmes, écosystèmes complexes
Courbes dose-réponse, indicateurs de biocénose, courbes dose-effet
EAC oder RAC
Toutes les données disponibles
Tous les tests
Toutes les méthodes
Recherche Agronomique Suisse 1 (10): 372–377, 2010
Si la comparaison des données de toxicité du 1er niveau (PNEC) avec la concentration de l’exposition (PEC) met en évidence un risque potentiel pour les organismes aquatiques, on passe au prochain niveau de l’évaluation des risques (fig. 1; Daniel 2007). A ce stade, il faut recourir à des études complémentaires pour apprécier l’incertitude liée à l’extrapolation des résultats de laboratoire à la situation réelle. On peut à cette fin réaliser de nouveaux tests portant sur d’autres organismes du groupe sensible, des essais avec des expositions plus réalistes et des tests multi-espèces. Pour évaluer les résultats (EC50 et NOEC) concernant plusieurs organismes du groupe sensible, on peut appliquer des méthodes probabilistes permettant d’estimer la mise en danger des organismes aquatiques. La valeur significative du point de vue écotoxicologique établie à partir de la distribution des sensibilités des espèces est la concentration dangereuse (HC5, voir glossaire) (tabl. 1). Dans les essais où l’on prend en considération des scénarios d’exposition réalistes, on apprécie souvent l’influence du sédiment sur l’action d’une substance ou on simule la dégradation de la substance en phase aquatique à la quelle on peut s’attendre dans les conditions naturelles. Pour les tests multi-espèces, toute une série de modèles d’écosystèmes ont été développés, tels que des microcosmes et des mésocosmes, qui permettent d’examiner les effets de PPh sur les biocénoses aquatiques complexes. Mis à part les effets directs, on étudie dans ces systèmes la capacité de régénération, c’est-à-dire le potentiel de reconstitution de populations et de biocénoses, et on la prend en considération dans l’évaluation des risques. Les effets temporaires desquels les populations peuvent se remettre rapidement sont considérés comme acceptables. En vue de ces tests multi-espèces, on fixe les valeurs dites NOEAEC (voir glossaire). Dans ces études «higher-tier» (de niveau supérieur), on peut également prendre en compte des facteurs de sécurité supplémentaires pour évaluer les risques réels. Le niveau de ces facteurs dépend de la qualité et de la quantité des études écotoxicologiques disponibles. Le savoir et l’expérience des experts sont indispensables pour décider quelle est la manière appropriée de procéder dans le cadre de l’évaluation des risques. Les guides (documents) présentant les méthodes recommandées pour la réalisation de tests complexes peuvent être utilisés (HARAP 1999 ; CLASSIC 2001). Une appréciation globale de l’ensemble des données écotoxicologiques permet de fixer, dans la phase de conclusion de l’évaluation des risques, une concentration écologiquement acceptable (EAC) pour un PPh. L’EAC est comparable au PNEC, qui est fixé au premier niveau de
Photo: Katja Knauer, Bâle
Evaluation du risque des produits phytosanitaires pour l’écosystème aquatique | Environnement
Figure 3 | Le Seebach en terres agricoles dans le canton de Berne.
Glossaire ••PPh : produit phytosanitaire ••OPPh : Ordonnance sur les produits phytosanitaires ••OEaux : Ordonnance sur la protection des eaux ••PEC: predicted environmental concentration; concentration prévue dans l’environnement ••BPL: bonnes pratiques de laboratoire ••EC50: effect concentration ; concentration efficace à 50 % ••NOEC : no observed effect concentration; concentration sans effet observé ••NOEAEC: no observed ecologically environmental adverse effect concentrations; concentration sans effet environnemental nocif observé ••AF: assessement factor ; facteur d’extrapolation ••PNEC: EC50/AF ou NOEC/AF ••HC5: hazard concentration; concentration pour laquelle 5 % des organismes testés présentent un effet de 50 % ou ne présentent encore aucun effet ••EAC ou RAC: ecologically environmentally acceptable concentration, concentration écologiquement acceptable, ou regulatory acceptable concentration, concentration réglementaire acceptable.
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Environnement | Evaluation du risque des produits phytosanitaires pour l’écosystème aquatique
Tableau 2 | Valeurs écotoxicologiques pour les pesticides dans les eaux de surface, calculées selon les dispositions de l’Ordonnance sur les produits phytosanitaires Substance active Beflubutamide Bénalaxyl-M Bifénazate
Valeurs (μg/l) 0,55 3 1,7
Clothianidine
10
Cyflufenamid
2,4
Etofenprox
0,0054
Flonicamide
310
Fluoxastrobine
0,63
Carbonate de potassium
7314
Iodure de potassium Thiocyanate de potassium Laminarine
57 27 >1000
Mandipropamide
28
Mepiquat-chloride
260
Métrafénone
8,2
Oxardiagyl
0,09
Acide pélargonique
1190
Pethoxamide
0,5
Piclorame
55
Pinoxadène
44
Tembotrione
0,85
Triazoxide
0,78
Tritosulfuron
4,8
6-benzyladénine
205
l’évaluation des risques, et aussi souvent appelée aujourd’hui «concentration réglementaire acceptable» (RAC). Une évaluation des risques peut être d’autant meilleure et d’autant plus fiable que les études disponibles sont nombreuses. Lorsque de nouvelles informations sont disponibles, les valeurs doivent être calculées à nouveau pour que les conditions d’octroi de l’autorisation soient remplies (art. 21 OPPh). Le relevé des données nécessaires à l’évaluation des risques est obligatoire pour chaque substance active.
Discussion et conclusions A quoi sert une évaluation des risques ? Les évaluations de risques aquatiques sont indispensables aux décisions ayant trait à la gestion de l’environnement. Elles réunissent les informations qui ont une pertinence pour l’environnement, de sorte à pouvoir détecter les risques majeurs et identifier les lacunes dans
376
les connaissances. Sur la base de ces informations, il est possible de fixer les conditions pour les PPh, telles que les distances par rapport aux eaux de surface ou l’utilisation obligatoire d’une technique réduisant la dérive pour l’application d’un produit particulier, afin d’exclure dans une large mesure les effets inacceptables sur la biocénose aquatique.
Recherche Agronomique Suisse 1 (10): 372–377, 2010
Quels sont les objectifs de l’OPPh en matière de protection ? L’OPPh a pour objectif d’assurer que les PPh se prêtent suffisamment à l’usage prévu et qu’utilisés conformément aux prescriptions, ils n’ont pas d’effets secondaires inacceptables sur la santé de l’être humain et des animaux ni sur l’environnement (art. 1 OPPh). Afin de garantir la réalisation de l’objectif de protection relatif à l’environnement, toute évaluation des risques environnementaux doit fixer les critères d’évaluation spécifiques. D’une part, elle doit définir les points finaux dont l’application permet de protéger les indicateurs écologiques tels que la biocénose aquatique ; d’autre part, il faut définir le niveau de protection et, ce faisant, établir quels effets sont tolérables et quelle est l’incertitude acceptable en ce qui concerne la prévision des effets. Les prévisions faites dans le cadre d’une évaluation des risques sont-elles appropriées ? Selon l’OPPh, les valeurs écotoxicologiques telles que PNEC, EAC ou RAC (tabl. 2) ne doivent pas être dépassées. Dans la modélisation de l’exposition, on prend en considération les différents types d’apports dans les eaux de surface, tels que dérive, ruissellement ou drainage. Il est ainsi garanti qu’aucun effet inacceptable sur les biocénoses aquatiques n’est à prévoir. Ce n’est qu’à cette condition qu’un PPh peut être autorisé. Dans le cadre des campagnes ciblées de mesures destinées à déterminer les concentrations de PPh dans les eaux de surface, on vérifie l’exactitude de l’évaluation des risques et de la décision d’homologation qui en découle, pour prévoir, le cas échéant, une adaptation de l’homologation du produit. Cette comparaison, réalisable pour tout PPh, permet d’estimer le risque potentiel pour les biocénoses aquatiques (Chèvre 2003). Le cas échéant, il faut prendre les mesures destinées à réduire les apports de PPh dans les eaux de surface. A cet égard, il convient, dans un premier temps, de réduire les sources possibles d’émissions, de contrôler le respect des restrictions d’utilisation et de réexaminer la gestion des prescriptions d’application. n
Valutazione dei rischi rappresentati dai prodotti fitosanitari per l’ecosistema acquatico Le valutazioni dei rischi ambientali sono finalizzate a proteggere ecosistemi come le acque, il suolo e l'aria, onde poter escludere danni inaccettabili agli organismi che li abitano. Nella valutazione del rischio rappresentato dai prodotti fito sanitari per i corsi d'acqua si analizzano soprattutto ruscelli tipici e piccoli fiumi confinanti con le superficie agricole, stimando le concentrazioni d'esposizione e rilevando un gran numero di dati ecotossicologici. La stima della tossicità di un prodotto fitosanitario verte sulla rilevazione degli effetti dello stesso su individui, popolazioni e cenosi allo scopo di determinare le conseguenze a breve e lungo termine. Le valutazioni dei rischi sono imprescindibili per le decisioni in materia di gestione ambientale, poiché la raccolta di informazioni rilevanti per l'ambiente permette di individuare rischi potenziali e di sviluppare strategie preventive adeguate per la sua tutela. Vi sono varie opzioni operative per mantenere il rischio a un livello accettabile. Mediante l'imposizione di condizioni concrete nei confronti di prodotti fitosanitari specifici, come ad esempio quella di rispettare una determinata distanza dalle acque superficiali o l'obbligo di ricorrere a una tecnica di applicazione che riduce la deriva, sarà possibile continuare a impiegare tali prodotti in agricoltura in maniera sicura, escludendo in larga misura effetti inaccettabili sulla cenosi acquatica.
Bibliographie ▪▪ Campbell P. J., Arnold D. J. S., Brock T. C. M., Grandy N. J., Heger W., Heimbach F., Maund S. J. & Streloke M., 1998. Guidance document on Higher tier risk assessment for pesticides (HARAP). Proceedings from the HARAP workshop. SETAC pub. ISBN 90 – 5607 – 011 – 8. ▪▪ Chèvre N., 2003, 2006. Pestizide in Schweizer Oberflächengewässern, gwa 4: 297 – 307. ▪▪ Daniel O., Gandolfi M., Aldrich A., Baumann H. & Büchi R., 2007. Öko toxikologische Risikobewertungen von Pflanzenschutzmitteln. Agrarforschung 14 (6), 266 – 271. ▪▪ Giddings J. M., Brock T. C. M., Heger W., Heimbach F., Maund S. J., Norman S. M., Ratte H. T., Schafers C. & Steloke M., 2001. Community –
Summary
Riassunto
Evaluation du risque des produits phytosanitaires pour l’écosystème aquatique | Environnement
Pesticides risk assessment for aquatic ecosystem The analyse of environmental risks aims to protect water, soils and the air so that the organisms living in these ecosystems do not suffer an unacceptable level of damage. To analyse the effects of plant protection products in rivers and streams, the focus is typically on small waters adjacent to farmland. Risk assessment is based on an estimation of the exposure and on various ecotoxicological data. In order to estimate the toxicity of a plant protection product, its effects on individuals, populations and communities are investigated so that both short and long-term consequences of an exposure can be determined. Risk analyses are essential for decisions concerning environmental management, since a compilation of environmental relevant informations can lead to the identification of potential risks and to the development of strategies to avoid damage to the environment. There are many ways of keeping risks to an acceptable minimum. By introducing compulsory practical conditions for specific plant protection products, like the utilisation at an obligatory distance from surface waters, or the compulsory use of technology to prevent spread, it will still be possible to use such substances in agriculture while unwanted effects on aquatic organisms are largely avoided. Key words: plant protection products, risk assessment, surface water, protection goals.
Level aquatic system studies – interpretation criteria. Proceedings from the CLASSIC workshop. SETAC pub. ISBN 1 – 880611 – 49-x ▪▪ Ordonnance du 28 octobre 1998 sur la protection des eaux (OEaux) (RS 814.201). Règlement européen sur les produits phytopharmaceutiques (1107/2009/CE). ▪▪ SANCO/3268/2001 rev.4 (final) 17 October 2002. Working document, Guidance document on aquatic ecotoxicology in the context of the directive 91/414/EEC. ▪▪ Ordonnance du 18 mai 2005 sur la mise en circulation des produits phytosanitaires (Ordonnance sur les produits phytosanitaires, OPPh) (RS 916.161).
Recherche Agronomique Suisse 1 (10): 372–377, 2010
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P r o d u c t i o n
v é g é t a l e
Traitements pour améliorer l’efficacité de l’azote du lisier Christine Bosshard1, René Flisch1, Jochen Mayer1, Sonja Basler2, Jean-Louis Hersener3, Urs Meier4, Walter Richner1 Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, 8046 Zurich 2 LZ Liebegg, 5722 Gränichen 3 Ingenieurbüro Hersener, 8542 Wiesendangen 4 Meritec GmbH, 8357 Guntershausen Renseignements: Christine Bosshard, e-mail: christine.bosshard@art.admin.ch, tél. +41 44 377 71 11
Photo: Jochen Mayer, ART
1
fertilisation excessive d’écosystèmes naturels, atteinte aux eaux de surface et à la nappe phréatique, renforcement de l’effet de serre), mais diminuent aussi l’efficacité du système. Les plantes n’absorbent en moyenne que 50 % environ de l’azote des engrais minéraux, mais elles en utilisent encore moins et de façon beaucoup plus variable lorsqu’il s’agit d’azote provenant d’engrais de ferme (Dobermann 2005 ; Gutser et al. 2005). Il faut donc augmenter l’efficacité de l’utilisation de l’azote (EUA) des engrais de ferme et réduire la perte des composés azotés pouvant influer sur l’environnement. Les nouvelles technologies de traitement des engrais de ferme, comme la fermentation anaérobie (FA) du lisier pour la production de biogaz, combinées avec les techniques de séparation membranaire (ultrafiltration UF et osmose inverse OI), promettent une amélioration de l’EUA du lisier. Le traitement technique du lisier offre encore d’autres
Essais en pots avec du maïs et du blé de printemps pour déterminer l’efficacité de l’utilisation de l’azote du lisier traité.
Introduction Les engrais de ferme (lisier et fumier) jouent un rôle clé pour nourrir les plantes dans les pratiques agricoles. Les éléments nutritifs contenus dans les engrais de ferme sont des facteurs de production non négligeables. L’azote (N) notamment revêt une importance particulière pour le rendement des cultures. Une partie de l’azote des engrais sert à élaborer des produits végétaux et animaux, tandis que le reste se fixe dans les matières organiques du sol (immobilisation), s’évapore sous forme de gaz ou se perd par lessivage. L’élevage des animaux destinés à produire du lait ou de la viande engendre des quantités considérables d’engrais de ferme. Les excédents de N dus à une trop forte charge d’animaux de rente dans certaines régions augmentent le risque d’émissions de N. Les pertes d’azote non seulement nuisent à l’environnement (acidification et
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Recherche Agronomique Suisse 1 (10): 378–383, 2010
Produit initial
Lisier non traité
Méthode Fermentation anaérobie
Séparation mécanique
Produit intermédiaire
Produit final
Lisier fermenté
Lisier liquide fermenté
Substances solides
Rétentat UF
Ultrafiltration
Perméat UF
Osmose inverse
Rétentat OI Perméat OI
Figure 1 | Etapes de traitement du lisier pour l’obtention des différents produits fertilisants. Seuls les produits en caractères gras ont été testés dans les essais en pots et au champ.
avantages, comme la réduction du volume à transporter et la production d’énergie renouvelable (biogaz). Au cours de cette étude, divers produits fertilisants obtenus par traitement du lisier (FA, UF, OI) ont été testés dans des essais en pots et au champ dans le but de contribuer à améliorer l’EUA et à réduire les pertes de N. Nous avons également étudié en quoi le traitement pouvait influencer les propriétés du lisier de porc.
Matériel et méthodes Fermentation anaérobie combinée au procédé de séparation membranaire Les différentes étapes du traitement sont présentées à la figure 1. Le lisier de porc est d’abord fermenté en milieu anaérobie, puis travaillé mécaniquement afin de séparer la substance solide du lisier liquide. Dans une deuxième étape, le lisier liquide fermenté est traité par séparation membranaire (UF et OI). Lors de l’ultrafiltration, le lisier liquide est filtré par pression à travers une membrane semi-perméable. Les substances de poids moléculaire élevé (bactéries, protéines, macromolécules etc.) sont retenues par la membrane (fig. 2). Il en résulte un débit partiel concentré, le rétentat UF. La membrane laisse passer un débit partiel moins concentré de substances à faible poids moléculaire (p. ex. les ions), le perméat UF. Dans une dernière étape, le perméat UF est encore traité par osmose inverse (fig. 3). En appliquant une pression supérieure à la pression osmotique, le liquide plus fortement concentré passe par la membrane semiperméable en direction de la solution moins concentrée (le contraire de l’osmose [fig. 2]). Les substances à faible
Séparation > 100 μm
Ultrafiltration 0,1 – 0,01 μm
Substances solides Fibres & particules
Osmose inverse < 0,001 μm
Rétentat UF
Rétentat OI
Perméat OI
Colloïdes
Ions Composés à faible poids moléculaire
Molécules d‘eau
Bactéries Virus Protéines Macromolécules
Résumé
Traitements pour améliorer l’efficacité de l’azote du lisier | Production végétale
Les émissions d’azote des écosystèmes agricoles dans l’atmosphère ont augmenté ces dernières décennies en raison de l’intensification de la production agricole. L’agriculture est la principale source d’émission de composés azotés, comme l’ammoniac, les nitrates et le gaz hilarant, qui peuvent avoir des effets négatifs sur l’environnement. L’utilisation efficace de l’azote des engrais et la réduction des émissions d’azote sont donc des problèmes urgents à traiter dans la plupart des pays industrialisés. C’est pourquoi les nouvelles technologies de traitement des engrais de ferme, comme la fermentation anaérobie du lisier, combinées avec l’ultrafiltration et l’osmose inverse, peuvent intéresser l’agriculture, car elles permettent d’optimiser l’utilisation des éléments nutritifs, de réduire le volume de lisier à transporter et de produire une énergie renouvelable. Au cours de cette étude, les propriétés du lisier fermenté et de produits fertilisants ont été étudiées en procédant à une séparation membranaire (ultrafiltration et osmose inverse) et l’efficacité apparente de l’utilisation de l’azote a été déterminée par méthode différentielle lors d’essais en pots et au champ. Le traitement du lisier permet d’augmenter la teneur en azote ammoniacal dans les fertilisants traités, ce qui améliore la disponiblilité de l’azote pour les plantes. Mais comme le pH augmente aussi pendant le traitement, le risque de pertes d’azote gazeux suit cette même tendance pendant l’entreposage et l’épandage. Les nouvelles technologies de traitement, alliées à des techniques d’épandage peu polluantes, peuvent améliorer l’absorption de l’azote du lisier et réduire les émissions d’azote dans l’environnement.
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Figure 2 | Séparation de la matière par filtration et passage à t ravers une membrane semi-perméable (ultrafiltration UF et o smose inverse OI) durant le traitement du lisier.
Recherche Agronomique Suisse 1 (10): 378–383, 2010
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Photo: Jean-Louis Hersener, Wiesendangen
Production végétale | Traitements pour améliorer l’efficacité de l’azote du lisier
Figure 3 | Installation de traitement par osmose inverse.
poids moléculaire qui traversent encore la membrane lors de l’ultrafiltration sont alors retenues sous forme de rétentat OI et concentrées une nouvelle fois. Les molécules d’eau, par contre, peuvent passer par la membrane et aboutir dans le perméat OI. Hormis les substances solides et le perméat OI, tous les produits intermédiaires et finaux résultant du traitement du lisier (fig. 1) ont été caractérisés et leur EUA a été déterminée dans des essais en pots et au champ. Essais en pots et au champ Les essais en pots ont été réalisés avec du blé de printemps (Triticum aestivum L. var. Fiorina) et du maïs (Zea mays var. Delitop) dans la halle de végétation d’ART; les essais au champ ont eu lieu sur deux sites (ZürichAffoltern et Oensingen) avec du blé d’automne (Triticum aestivum L. var. Zinal). Un dispositif en blocs complètement randomisé a été choisi, avec quatre répétitions pour chaque produit fertilisant. Les procédés de fertilisation analysés sont les suivants: ••Lisier de porc non traité (produit initial) ••Lisier de porc fermenté ••Lisier liquide fermenté ••Rétentat UF ••Perméat UF ••Rétentat OI ••Sulfate d’ammonium obtenu par stripage de l’ammoniac (seulement pour les essais en pots) ••Engrais minéral (nitrate d’ammonium) ••Procédé témoin dans les cultures non fertilisées. La fumure comptait au total 1 g d’azote minéral par pot (0,038 m²) pour le blé de printemps et 1,3 g pour le maïs. Cette quantité était de 135 kg N/ha dans les essais au champ avec le blé d’automne.
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Recherche Agronomique Suisse 1 (10): 378–383, 2010
Calculs L’efficacité apparente de l’utilisation de l’azote dans les divers produits fertilisants a été calculée à l’aide de la méthode différentielle (Muñoz et al. 2004): EUA (%) = [(absorption de Nfertilisée – absorption de Nnon fertilisée)/total de Nfertilisée] x 100 où l’absorption de Nfertilisée (g/pot ou kg/ha) correspond à l’absorption d’azote par la biomasse aérienne dans une culture fertilisée avec de l’azote et l’absorption de Nnon fertilisée (g/pot ou kg/ha) équivaut à l’absorption d’azote par la biomasse aérienne dans une culture non fertilisée. Le total de Nfertilisée (g/pot ou kg/ha) représente la quantité totale d’azote épandu. L’absorption de N par les plantes dans les cultures non fertilisées correspond à la quantité totale d’azote prélevé dans le sol. La différence d’absorption d’azote entre les cultures fertilisées et non fertilisées correspond donc à la quantité d’azote prélevé dans les engrais en question. Analyse statistique Une analyse de variance a été réalisée avec le programme SYSTAT 11 (logiciel Systat Inc., USA). L’effet sur l’EUA des fertilisants analysés a été vérifié à l’aide du «General Linear Model» (GLM) sur la base du dispositif d’essai en «blocs» complètement randomisés. En cas d’effet significatif, le test HSD de Tukey a été réalisé avec un niveau de signification de P ≤ 0,05. Les pourcentages ont été transformés en arcsin pour l’analyse de variance.
Tableau 1 | Caractéristiques (matière sèche [MS], valeur pH, N total [N tot], azote ammoniacal [NH 4 -N]) de divers produits f ertilisants obtenus par traitement du lisier Produit fertilisant
MS
pH (H2O)
(%)
Ntot
NH4N
(g/kg MS)
Part de NH4-N du N total (%)
Lisier de porc non traité
2,8
8,26
4,6
3,1
67,4
Lisier de porc fermenté
1,9
8,30
3,9
3,4
87,2
Lisier liquide fermenté
1,9
8,52
4,0
3,4
85,0
Rétentat UF
4,6
8,53
6,0
3,8
63,3
Perméat UF
1,1
8,68
3,4
3,3
97,1
Rétentat OI
3,7
8,81
7,8
7,6
97,4
Traitements pour améliorer l’efficacité de l’azote du lisier | Production végétale
Résultats et discussion Influence du traitement sur les propriétés du lisier Teneur en matière sèche La fermentation anaérobie a réduit la teneur en matière sèche (MS) du lisier (tabl. 2). Cette réduction diminue la viscosité du lisier et améliore ainsi sa fluidité (Chatigny et al. 2004). Dès lors, le lisier s’écoule plus rapidement sur les plantes et pénètre plus vite aussi dans le sol, ce qui réduit les pertes d’azote gazeux. L’ultrafiltration et l’osmose inverse augmentent la teneur en MS dans les rétentats (tabl. 1). Valeur du pH Comme une partie de l’azote fixé organiquement se transforme en carbonate d’ammonium pendant la fermentation anaérobie, le pH du lisier augmente en général (Kirchmann et Witter 1992). Au cours de cette étude, le pH du lisier fermenté n’était cependant que légèrement supérieur à celui du lisier non fermenté, ce qui pourrait s’expliquer par le niveau du pH déjà relativement élevé dans le lisier non traité. La suite du traitement avec l’UF et l’OI a encore fait augmenter le pH dans le perméat et les rétentats (tabl. 1). A partir d’un pH de 7, l’équilibre de dissociation entre l’ammonium (NH4) et l’ammoniac (NH3) se décale en direction de concentrations de NH3 plus élevées. Cela augmente le risque de pertes de NH3 pendant le stockage et l’épandage (Pötsch et al. 2004). Les fertilisants à haute concentration de NH4 doivent dont être incorporés dans le sol immédiatement après l’épandage. Teneur en azote Le processus de fermentation ne devrait modifier que légèrement – ou même pas du tout – la teneur absolue en N total, car seule une faible part de N peut être transférée dans le biogaz. Il n’a pas été possible d’expliquer clairement pourquoi la teneur en N total du lisier a diminué de 15 % après la fermentation (tabl. 1). La matière organique se dégrade pendant la fermentation. L’azote fixé organiquement est alors transféré par les micro-organismes en azote disponible pour les plantes, si bien que la teneur en NH4-N augmente tandis que celle en N organique diminue dans le lisier (Gutser et al. 2005). L’UF et l’OI ont encore fait augmenter la teneur en NH4-N, notamment dans le rétentat OI, alors que dans le rétentat UF, la part de NH4-N par rapport au N total était comparable à celle du lisier non traité (tabl. 1), probablement parce que, pendant l’UF, les composés de l’azote organique (comme les protéines) ne peuvent pas passer par la membrane semi-perméable et s’accumulent ainsi dans le rétentat
UF, tandis que les ions (comme le NH4+) traversent la membrane et aboutissent dans le perméat UF. La transformation de l’azote fixé organiquement en NH4-N pendant le traitement a fait augmenter la teneur en N directement disponible pour les plantes contrairement au lisier non traité. La libération de l’azote provenant du lisier traité devient ainsi plus prévisible, ce qui permet une utilisation plus précise du lisier azoté. Mais comme le pH du lisier augmente en même temps que l’accroissement de la teneur en NH4-N, le risque de pertes de NH3 est plus élevé pendant le stockage et l’épandage. Bilan de masse Il ressort du bilan de masse que la concentration du lisier tout au long de la chaîne de traitement (FA, UF et OI) permet d’extraire une importante part d’eau de ce substrat. Le volume de rétentat OI a pu être réduit d’environ 60 % par rapport au lisier non traité (données non indiquées). EUA des produits fertilisants issus du traitement du lisier Essais en pots Dans les essais en pots avec le blé de printemps et le maïs, les produits fertilisants issus du lisier traité ont généralement une meilleure EUA que le lisier non traité (tabl. 2). Le rétentat UF et partiellement aussi celui de l’OI y font exception. Comme nous l’avons déjà mentionné, et comme on le voit au tableau 2, les composés de l’azote organique s’accumulent dans le rétentat pendant l’UF, car ils ne peuvent pas passer à travers la membrane. Avec plus de 60 % de N directement disponible pour les plantes par rapport au N total, le rétentat UF était comparable au lisier non traité (tabl. 1). Par contre, le lisier fermenté, le perméat UF et le rétentat OI présentaient un taux de NH4-N du N total nettement supérieur, soit 87 %, resp. 97 % (tabl. 1). L’EUA était ainsi significativement plus élevée avec ces fertilisants qu’avec le rétentat UF ou le lisier non traité (tabl. 2). Malgré ce taux de 97 % de N directement disponible pour les plantes, l’utilisation de l’azote du rétentat OI par le maïs était modeste (tabl. 2), ce qui n’était pas le cas dans les essais en pots avec le blé de printemps. Il est possible que l’utilisation de N par le maïs – sensible au sel – ait été inhibée à cause de la forte concentration en sels dans le rétentat OI (données non indiquées). Le lisier fermenté et les produits fertilisants issus de l’UF et de l’OI ont une EUA significativement plus basse que l’engrais minéral (nitrate d’ammonium [tabl. 2]). Seul le sulfate d’ammonium obtenu par stripage de l’ammoniac a atteint une EUA semblable à celle de l’en grais minéral (tabl. 2).
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Production végétale | Traitements pour améliorer l’efficacité de l’azote du lisier
Tableau 2 | Efficacité apparente de l’utilisation de l’azote (EUA) de divers produits fertilisants étudiés lors d’essais en pots et au champ (déviation standard entre parenthèses ; n = 4)
Essais en pots Produit fertilisant
Blé de printemps
Maïs
Essai au champ de Zürich- Affolterna Blé d’automne
EUA (%) Lisier de porc non traité
30,9 (4,3) d
28,0 (3,8) ce
37,1 (8,0) b
Lisier de porc fermenté
48,3 (4,3) c
52,6 (4,5) b
55,9 (11,3) ab
Lisier liquide fermenté
50,9 (4,2) bc
46,8 (2,3) b
56,3 (6,9) ab
Rétentat UF
36,8 (7,3) d
21,7 (1,2) e
42,9 (1,3) b
Perméat UF
58,2 (3,3) b
47,7 (2,6) b
53,7 (8,4) ab
Rétentat OI
50,1 (2,8) bc
36,6 (2,0) c
54,6 (7,3) ab
Sulfate d’ammoniumb
77,0 (4,9) a
62,0 (4,7) a
n.u.
Engrais minéral
67,8 (15,5) a
69,9 (4,7) a
63,3 (9,0)
c
Résultats du site de Zürich-Affoltern seulement, car il n’existe pas de différence significative entre les deux sites et pas d’interaction site x fertilisants dans les deux sites. Obtenu par stripage d’ammoniac. c Nitrate d’ammonium. n.e. non examiné. a
b
Les moyennes comportant différentes lettres dans une colonne présentent des différences significatives selon le test de comparaison multiple de Tukey (P ≤ 0,05).
382
Conclusions ••Il résulte des essais en pots et au champ que les produits fertilisants issus d’un traitement (rétentat UF, perméat UF, rétentat OI) se prêtent à la fumure agricole. ••Les nouvelles technologies de traitement du lisier, comme la fermentation anaérobie combinée avec l’ultrafiltration et l’osmose inverse, offrent la possibilité de rendre l’utilisation de l’azote du lisier plus efficace et de réduire les émissions d’azote dans l’atmosphère, pour autant que les produits de traitement soient stockés dans les règles de l’art et peu polluants à l’épandage (en utilisant par exemple une rampe à pendillards). ••Avec leur forte proportion d’azote directement disponible pour les plantes, notamment dans le perméat issu de l’ultrafiltration et dans le rétentat provenant de l’osmose inverse, ces produits peuvent remplacer les engrais minéraux, en partie tout au moins. ••En réduisant le volume de lisier à transporter, il est possible d’atténuer le problème des excédents régionaux d’azote (transport facilité dans des régions ayant besoin d’azote). n
Essais au champ Lors des essais au champ, l’EUA de la plupart des produits fertilisants issus de la fermentation anaérobie, de l’UF et de l’OI, ne se différencie pas statistiquement de celles du lisier non traité et de l’engrais minéral (tabl. 2). Cela pourrait être dû au fait que la variabilité constatée dans les essais au champ était plus élevée que dans les essais en pots. Toutefois, le blé d’automne tend à mieux utiliser l’azote des produits traités que celui du lisier non traité.
Remerciements Les auteurs remercient l’OFAG ainsi que les cantons d’Argovie, d’Appenzell Rhodes-Extérieures et de Schaffhouse pour leur soutien financier.
Bibliographie ▪▪ Chatigny M. H., Rochette P., Angers D. A., Massé D. & Côté D., 2004. Ammonia volatilization and selected soil characteristics following application of anaerobically digested pig slurry. Soil Science Society of America Journal 68, 306 – 312. ▪▪ Dobermann A., 2005. Nitrogen use efficiency – state of art. Paper p résente au IFA International Workshop on enhanced-efficiency f ertilizers, Frankfurt, Deutschland, 28 - 30 juin 2005. ▪▪ Gutser R., Ebertseder T., Weber A., Schraml M. & Schmidthalter U., 2005. Short-term and residual availability of nitrogen after long-term application of organic fertilizers on arable land. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 168, 439 – 446.
▪▪ Kirchmann H. & Witter E., 1992. Treatment of solid animal manures: Identification of low NH 3 emission practices. Nutrient Cycling in Agroecosystems 52, 65 – 71. ▪▪ Muñoz G. R., Kelling K. A., Powell M. J. & Speth P. E., 2004. Comparison of estimates of first-year dairy manure nitrogen availability or recovery using nitrogen-15 and other techniques. Journal of Environmental Quality 33, 719 – 727. ▪▪ Pötsch E. M., Pfundtner E., Resch R. & Much P., 2004. Stoffliche Zusammensetzung und Ausbringungseigenschaften von Gärrückständen aus Biogasanlagen. In: Biogasproduktion – alternative Biomassenutzung und Energiegewinnung in der Landwirtschaft, 10. Alpenländisches Expertenforum, Irdning, Österreich.
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Migliorare l’efficacia dell'azoto del liquame attraverso la sua lavorazione Le emissioni atmosferiche di azoto degli ecosistemi agricoli sono aumentate nell'ultimo decennio, a seguito dell'intensificazione della produzione agricola. L'agricoltura è la principale fonte di emissioni di composti azotati quali ammoniaca, nitrati e protossido d'azoto che possono avere un impatto negativo sull'ambiente. Nella maggior parte dei paesi industrializzati l’utilizzo efficace dell’azoto contenuto nei concimi e la riduzione delle emissioni dannose per l'ambiente sono dunque dei problemi urgenti da trattare. Le nuove tecnologie per la lavorazione dei concimi aziendali, quali ad esempio la fermentazione anaerobica del liquame, in combinazione con l'ultrafiltrazione e l'osmosi inversa, possono rappresentare una soluzione allettante per l'agricoltura, in quanto potenzialmente in grado di ottimizzare l'impiego delle sostanze nutritive, ridurre i volumi di liquame da trasportare e generare energia rinnovabile. Nel presente studio sono state analizzate le proprietà di liquame fermentato e concimi ottenuti mediante membrane di ultrafiltrazione e osmosi inversa nonché la rispettiva efficienza apparente dell'azoto in base al metodo differenziale in prova in contenitori e sul campo. Attraverso la lavorazione del liquame il tenore in azoto ammoniacale dei concimi ottenuti aumenta, così come la quantità di azoto nel liquame disponibile per le piante. Siccome vi è pure un aumento del pH durante la lavorazione il rischio di perdite di azoto allo stato gassoso durante lo stoccaggio e lo spandimento segue la medesima tendenza. Le nuove tecnologie di lavorazione, se combinate con tecniche di spandimento a basso carico di emissioni, possono migliorare la gestione dell'azoto del liquame e ridurne le emissioni nell'ambiente.
Summary
Riassunto
Traitements pour améliorer l’efficacité de l’azote du lisier | Production végétale
Improving Nitrogen Efficiency via Slurry Treatment Over the last few decades, intensified agricultural production has greatly increased fluxes of nitrogen (N) between different compartments of the biosphere, and more specifically, emissions of N compounds from agroecosystems. Agriculture is one of the main emitters of N compounds (e.g. ammonia, nitrate, nitrous oxide) with negative impacts on the environment like greenhouse-gas emissions and contamination of surface and ground water. Greater efficiency in N-fertiliser use and the reduction of environmentally harmful N losses are therefore still urgent matters of concern for most industrial countries. New technologies such as anaerobic fermentation (AF) of slurry combined with subsequent ultrafiltration (UF) and reverse osmosis (RO) can be attractive options for agriculture, potentially enabling to optimise nutrient management, reduce volumes of transported slurry, and generate renewable energy. In this study, anaerobically fermented pig slurry and fertilizer products from the subsequent mechanical separation (UF and RO) were characterised and their apparent N-use efficiency determined in pot and field experiments by means of the difference method. Treatment of pig slurry with AF, UF and RO increased the ammonium N concentration, which improved plant N availability. Since the pH value also increases in parallel during treatment, the risk of gaseous losses during storage and application also rises. Nevertheless, new slurry-treatment technologies coupled with low-emission application techniques (e. g. spreader with trailed hoses) can potentially both increase the N efficiency of slurry and reduce N emissions to the environment. Key words: anaerobic fermentation, nitrogen use efficiency, pig slurry, reverse osmosis, ultrafiltration.
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P r o d u c t i o n
v é g é t a l e
Influence des déjections bovines sur les pertes par lixiviation sous un gazon de graminées
Photo ACW
Jakob Troxler, Jean-Pierre Ryser, Jean-Paul Pittet, Hélène Jaccard et Bernard Jeangros, Station de recherche Agroscope Changins-Wädenswil ACW, 1260 Nyon 1 Renseignements: Bernard Jeangros, e-mail: bernard.jeangros@acw.admin.ch, tél. +41 22 363 47 38
Les risques de pertes en éléments fertilisants sous un pâturage ont été évalués en lysimètres : différentes quantités de bouses et de pissats y ont été déposées.
Introduction Sur un pâturage exploité intensivement, les vaches déposent en moyenne une à deux bouses ou pissats par m² au cours d’une saison de pâture. Comment les quantités importantes d’éléments fertilisants contenus dans ces déjections sont-elles valorisées par les plantes? Différentes études ont montré que les déjections bovines avaient des effets sur la production d’herbe, mais aussi sur les pertes en éléments fertilisants (Decau et al. 2004; Smith et al. 2002; Stout et al. 1997; Cuttle et Bourne 1993). Afin de préciser ces effets dans nos conditions, un
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Recherche Agronomique Suisse 1 (10): 384–391, 2010
essai a été mis en place dans des lysimètres à Changins. Dans un premier article, Troxler et al. (2008) ont décrit l’effet des déjections bovines sur la croissance et la teneur en éléments fertilisants d’un gazon de graminées. L’application de pissats a conduit à une nette augmentation du rendement en matière sèche. Les bouses ont eu un effet beaucoup moins marqué, plus tardif et plus durable que les pissats. Le but de ce deuxième article est de caractériser l’effet des bouses et des pissats sur les pertes en éléments fertilisants par lixiviation et d’en déduire des recommandations pratiques pour minimiser les risques de pertes et d’atteintes à l’environnement.
Influence des déjections bovines sur les pertes par lixiviation sous un gazon de graminées | Production végétale
L’essai a été réalisé à Changins de 1997 à 2000 dans 19 lysimètres remplis d’un sol prélevé sur le domaine de Changins (pH: 8,1, matière organique: 1,4 %, argile: 27 %; Troxler et al. 2008). Le gazon était composé de 95 % de ray-grass anglais (Lolium perenne, var. Arion) et de 5 % de pâturin des prés (Poa pratensis, var. Monopoly). L’essai comprenait dix procédés (tabl. 1). Le témoin sans déjection et les huit procédés avec déjections ont été répétés dans deux lysimètres, mais pas le procédé «Sol nu» sans végétation ni apport. Les huit procédés avec déjections ont été obtenus en combinant deux types de déjections (bouses ou pissats, tabl. 2), deux époques d’application (uniquement en automne ou au printemps et en automne) et une application simple (1 bouse de 2 kg ou 1 pissat de 2 l) ou double (2 bouses ou 2 pissats). Les bouses et les pissats ont été appliqués en 1997 et 1998 et les arrière-effets mesurés jusqu’à fin 2000. Une fertilisation minérale identique (6 × 20 kg/ha N, 16 kg/ha P, 27 kg/ha K et 20 kg/ha Mg) a été appliquée de 1997 à 2000 dans tous les procédés, sauf dans le procédé «Sol nu». Pour simuler la pâture, les graminées ont été fauchées toutes les 4 semaines (8 coupes/an). Les quantités d’eau de drainage et ses teneurs en éléments fertilisants totaux (N, P, K et Mg) ont été régulièrement mesurées selon les méthodes du laboratoire Sol-Conseil à Nyon. Au total, 22 séquences ont été analysées dès l’application des premières déjections (15.05.97) jusqu’à décembre 2000 (15.12.00).
Résultats et discussion
Résumé
Matériel et méthodes
Des bouses et des pissats de bovins ont été appliqués pendant deux ans, à deux époques de l’année et en quantité simple ou double, sur un gazon de graminées cultivé en lysimètres afin d’évaluer les pertes en éléments fertilisants par lixiviation. Les pertes en azote total ont varié de 18 à 226 kg/ha/an. Inférieures à 50 kg/ha/an dans les procédés sans déjection ou avec bouses, elles dépassaient nettement 100 kg/ha/an dans les procédés avec 2 pissats par m² en automne. Les pertes en phosphore total ont été négligeables, toujours inférieures à 1 kg/ha/ an. Malgré un bilan apparent (apports – exportation par les huit récoltes annuelles) très variable selon le procédé, les pertes en potassium total n’ont guère été influencées par les déjections. Très souvent proches de 30 kg/ha/an, elles ont atteint 49 kg/ha/an dans le procédé avec le bilan K le plus excédentaire (+716 kg/ha/an avec 4 pissats par année). Les pertes en magnésium total s’élevaient en moyenne à 70 kg/ha/an. Toujours supérieures au bilan, elles ont été peu influencées par les déjections. Pour limiter les risques de pertes au pâturage, surtout en azote, une répartition homogène des déjections doit être favorisée par une disposition et un nombre de parcs adaptés, une courte durée de séjour par parc et un rythme de pâture régulier durant toute la saison. En automne, la pâture intégrale devrait être évitée.
Pertes en azote Les pertes en azote total par lixiviation mesurées de 1997 à 2000 varient beaucoup d’un procédé à l’autre (fig. 1). Nettement inférieures à 100 kg/ha en l’absence de déjection (témoin) ou avec 1 à 2 bouses par année (procédés 1Ba, 2Ba et 2Bpa), elles atteignent près de 500 kg/ha dans le procédé à 4 pissats par année (4Ppa). Les pertes en azote sont en moyenne 3 fois plus élevées dans les procédés avec pissats que dans ceux avec bouses, les pertes les plus importantes étant enregistrées dans les procédés avec 2 pissats en automne (2Pa et 4Ppa). Deux pissats répartis au printemps et en automne (2Ppa) engendrent moins de pertes que deux pissats en automne (2Pa). Cela s’explique en bonne partie par une meilleure croissance du gazon et des prélèvements plus importants d’azote dans le procédé 2Ppa (tabl. 1). Diverses études confirment que plus la date d’application d’urine est tardive, plus la quantité d’azote retrouvé dans le sol est grande (Cuttle et Bourne 1993;
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Production végétale | Influence des déjections bovines sur les pertes par lixiviation sous un gazon de graminées
Tableau 1 | Quantités annuelles (kg/ha/an) d’azote, de phosphore, de potassium et de magnésium apportées (fertilisation minérale + déjections), exportées par les récoltes et perdues par lixiviation (moyennes de 2 lysimètres, sauf pour le procédé «Sol nu»)
Procédé
Témoin
1Ba
2Ba
2Bpa
4Bpa
1Pa
2Pa
2Ppa
4Ppa
Sol nu
Type de déjection
–
Bouse
Bouse
Bouse
Bouse
Pissat
Pissat
Pissat
Pissat
–
Application au printemps1
–
–
–
1
2
–
–
1
2
–
Application en automne2
–
1
2
1
2
1
2
1
2
–
120
120
120
120
120
120
120
120
120
0
0
71
142
130
260
144
288
268
536
0 25
Azote (N) Apport fertilisation minérale Apport déjections3 Déposition atmosphérique
25
25
25
25
25
25
25
25
25
Exportation par les récoltes3
85
81
105
94
106
111
126
177
235
0
Bilan apparent4
60
135
181
181
299
178
307
236
447
25
Pertes par lixiviation5
18
20
26
26
46
91
144
87
226
147
Phosphore (P) Apport fertilisation minérale
16
16
16
16
16
16
16
16
16
0
Apport déjections3
0
25
50
42
83
0
0
1
1
0
Exportation par les récoltes
18
16
21
19
21
20
22
29
33
0
Bilan apparent4
-2
25
45
39
79
-4
-6
-13
-16
0
0,14
0,15
0,30
0,20
0,33
0,21
0,15
0,20
0,18
0,26
27
27
27
27
27
27
27
27
27
0
3
Pertes par lixiviation6 Potassium (K) Apport fertilisation minérale
0
21
42
48
96
252
504
495
990
0
Exportation par les récoltes3
115
106
125
117
133
143
165
231
301
0
Bilan apparent4
-88
-58
-56
-42
-10
135
365
291
716
0
Pertes par lixiviation6
24
23
33
28
26
30
31
28
49
23
Apport fertilisation minérale
20
20
20
20
20
20
20
20
20
0
Apport déjections3
0
18
35
30
60
4
8
6
12
0
Apport déjections
3
Magnésium (Mg)
Exportation par les récoltes
10
9
11
10
11
13
13
19
22
0
Bilan apparent4
10
29
44
40
69
12
15
8
10
0
Pertes par lixiviation6
70
68
66
67
70
70
82
76
74
67
3
386
1
Application à mi-mai, 1= application simple, 2 = application double 2 Application à mi-septembre, 1= application simple, 2 = application double 3 Moyenne 1997 – 1998
4
Stout et al. 1997). Si la végétation n’absorbe pas cet azote, les risques de lixiviation augmentent considérablement. Vertes et al. (1997) ont observé un lessivage d’azote de 48 kg/ha après émission d’un pissat au mois de mai, contre 127 kg/ha pour le même pissat émis en septembre. Une analyse plus fine de la figure 1 montre que la majorité des différences entre les procédés se sont produites à la fin du premier hiver (mesure du 27.02.98) et surtout du deuxième (mesure du 26.03.99). Les pertes importantes observées en fin d’hiver 1998/99 s’expli-
quent en partie par les fortes précipitations des mois de février et mars 1999 (200 mm, contre 35 mm pour la même période en 1998). A partir du 15.04.99, soit 6 mois après la dernière application de déjections, les pertes en azote par lixiviation diminuent considérablement et les différences entre les procédés se stabilisent. Jusqu’au 27.02.98, c’est dans le procédé «Sol nu» que sont apparues les pertes les plus importantes. Ces pertes proviennent essentiellement de la minéralisation de la matière organique puisqu’il n’y a eu aucun apport, ni d’engrais minéral, ni de déjection.
Recherche Agronomique Suisse 1 (10): 384–391, 2010
Somme des apports – exportation par les récoltes d’herbe, moyenne 1997 – 1998 5 (Somme des pertes du 15.05.97 au 15.04.99)/2 6 (Somme des pertes du 15.05.97 au 17.04.00)/3
Influence des déjections bovines sur les pertes par lixiviation sous un gazon de graminées | Production végétale
Les quantités d’azote lessivées dans cet essai sont conformes aux observations de Laurent et al. (2000) et de Vertes et al. (1994 et 1997). Les pertes plus élevées provoquées par des pissats que par un apport d’engrais minéral ou par des déjections sous forme de fèces ont déjà été décrites (Decau et al. 2004; Stout et al. 1997). L’urine contient plus d’azote que les bouses (tabl. 2) et cet azote est surtout présent sous forme uréique. Un pissat génère de fortes concentrations d’azote, largement supérieures aux capacités d’absorption du couvert végétal et de réorganisation par la voie microbienne (Laurent et al. 2000). D’autre part, l’urine s’infiltre immédiatement dans le sol où l’urée est hydrolysée et nitrifiée, devenant ainsi sujette à la lixiviation. A l’opposé, l’azote des bouses se trouve en grande partie sous forme organique et doit d’abord être minéralisé avant de s’infiltrer dans le sol. En cas de pâture intégrale à basse altitude, on peut compter en moyenne 1,3 bouses et pissats par m² et par saison (observations personnelles). Ainsi, les pertes d’azote par lixiviation sous un pâturage dominé par le ray-grass anglais et recevant une fumure minérale de 120 kg/ha/an peuvent être estimées à environ 50 kg/ha/ an lorsque la répartition des déjections est régulière. Dans les zones à forte concentration de pissats, les pertes peuvent être beaucoup plus importantes. Cette situation peut être évitée par une bonne conduite de la pâture: disposition et nombre des parcs adaptés, courte
Tableau 2 | Teneur moyenne en éléments fertilisants (g/kg) des bouses et des pissats appliqués dans les procédés avec déjections en 1997 et 1998 (moyenne de 4 analyses) MS
MO
Ntot
Bouses
112,1
89,5
3,25
Pissats
53,0
22,7
6,70
P
K
Mg
1,04
1,21
0,75
0,01
12,38
0,15
MS: matière sèche MO: matière organique
Le tableau 1 donne le bilan apparent de l’azote (apports – exportation par les récoltes d’herbe) en moyenne des années 1997 et 1998. Ce bilan est positif dans tous les procédés avec un gazon de graminées (de +60 à +447 kg/ha/an), en partie parce que celui-ci n’a pas très bien poussé dans les lysimètres (Troxler et al. 2008). En 1997 et 1998, les pertes annuelles en azote par lixiviation ont varié entre 18 et 226 kg/ha/an. La comparaison des bilans apparents et des pertes annuelles par lixiviation révèle une très bonne relation si les procédés avec bouses et ceux avec pissats sont pris séparément (fig. 2). Chaque kilogramme d’azote contenu dans les déjections qui n’est pas prélevé par la végétation et exporté par les récoltes entraîne une augmentation des pertes en azote de 0,53 kg pour les pissats et de seulement 0,12 kg pour les bouses.
600
500 Pertes en azote (kg/ha)
Stickstoffv 400
erluste 300 (kg/ha) 200
100
0 Témoin
1Ba
2Ba
2Bpa
4Bpa
1Pa
2Pa
2Ppa
4Ppa
Sol nu
15.12.00 16.11.00 25.10.00 06.09.00 11.07.00 17.04.00 02.03.00 14.10.99 16.08.99 16.06.99 15.04.99 26.03.99 14.10.98 16.09.98 16.07.98 15.06.98 14.04.98 27.02.98 17.11.97 11.09.97 14.07.97 15.05.97
Figure 1 | Pertes en azote total par lixiviation du 15.05. 97 au 15.12.00 (22 séquences) pour différents apports de bouses et de pissats (légende des procédés, voir tabl. 1).
Recherche Agronomique Suisse 1 (10): 384–391, 2010
387
Production végétale | Influence des déjections bovines sur les pertes par lixiviation sous un gazon de graminées
250
Pertes en azote (kg/ha/an)
Stickstoffverluste (kg/ha/Jahr) 200 y = 0,53x - 16,4 R² = 0,97 150
Témoin Pissats Bouses
100
Linear (Pissats) Linear (Bouses)
Stickstoffverluste (kg/ha/Jahr) 50 y = 0,12x + 6,1 R² = 0,88 0 0
50
100
150 200 250 300 Bilan apparent de l‘azote (kg/ha/an)
350
400
450
500
Figure 2 | Relation entre le bilan apparent de l’azote et les pertes d’azote par l ixiviation (moyenne des années 1997 et 1998; symbole rouge = témoin sans d éjection, symboles bleus = procédés avec pissats, symboles verts = procédés avec bouses; trait continu = régression sur le témoin sans déjection et les procédés avec pissats; traitillé = régression sur le témoin sans déjection et les procédés avec bouses).
durée de séjour par parc et rythme de pâture régulier durant toute la saison. Les risques de pertes sous les pissats déposés en automne étant particulièrement élevés, une pâture intégrale devrait être évitée en fin de saison. Enfin, une utilisation sous forme de fauche en alternance avec la pâture peut largement contribuer à réduire les pertes en azote (Laurent et al. 2000). Pertes en phosphore Les pertes en phosphore total mesurées dans l’eau de drainage de 1997 à 2000 sont très faibles, comprises entre 0,5 à 1,3 kg/ha (fig. 3). Elles sont légèrement plus marquées dans les procédés avec 2 bouses en automne (2Ba et 4Bpa). Dans tous les procédés, l’essentiel des pertes en P s’est produit tardivement, en fin d’hiver 1998/99 (mesure du 26.03.99) et surtout en fin d’hiver 1999/00 (mesure du 2.03.00) marqué par de fortes précipitations en février (122 mm). Le bilan apparent annuel du phosphore est légèrement négatif dans le témoin sans déjection et dans les procédés avec pissats (tabl. 1). Il est positif dans les quatre procédés avec bouses, ces dernières contenant beaucoup plus de phosphore que les pissats (tabl. 2). Bien que les pertes annuelles en P par lixiviation soient
388
Recherche Agronomique Suisse 1 (10): 384–391, 2010
très faibles, celles-ci sont partiellement liées au bilan apparent (R2 = 0,60). Les faibles pertes en P total observées dans cet essai confirment les observations de Sinaj et al. (2002). Ces auteurs ont montré que la plupart des sols avaient un pouvoir de fixation du P élevé et que, même en cas de forte concentration de cet élément dans la solution du sol et d’écoulements préférentiels dans le profil, les risques de lixiviation étaient faibles. Pertes en potassium Les pertes en potassium total mesurées de 1997 à 2000 sont assez importantes (fig. 4). Neuf des dix procédés révèlent des pertes proches de 100 kg/ha. Seul le procédé 4Ppa se distingue par des pertes plus élevées (174 kg/ha). Les pertes en K se répartissent assez régulièrement sur toute la période d’essai et les pics de fin d’hiver ont été beaucoup moins marqués que pour N et P. Le bilan apparent annuel du K est négatif pour le témoin et pour les procédés avec bouses, très largement positif dans les procédés avec pissats où les apports de K par les déjections sont très importants (tabl. 1). A l’exception du procédé 4Ppa, les pertes annuelles par lixiviation dans les procédés avec pissats ne sont toute-
Influence des déjections bovines sur les pertes par lixiviation sous un gazon de graminées | Production végétale
1.4 1.2 Pertes en phosphore (kg/ha)
Phosphorverluste (kg/ha) 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 Témoin
1Ba
2Ba
2Bpa
4Bpa
1Pa
2Ppa
2Ppa
4Ppa
Sol nu
15.12.00 16.11.00 25.10.00 06.09.00 11.07.00 17.04.00 02.03.00 14.10.99 16.08.99 16.06.99 15.04.99 26.03.99 14.10.98 16.09.98 16.07.98 15.06.98 14.04.98 27.02.98 17.11.97 11.09.97 14.07.97 15.05.97
Figure 3 | Pertes en phosphore total par lixiviation du 15.05. 97 au 15.12.00 (22 séquences) pour différents apports de bouses et de pissats (légende des procédés, voir tabl. 1).
fois pas plus élevées que dans le témoin et dans les procédés avec bouses (environ 30 kg/ha/an). Pour autant que le bilan apparent ne dépasse pas +400 kg/ha/an, les pertes en K par lixiviation ne semblent donc guère influencées par les déjections. Les quantités de K perdues par lixiviation dans notre essai sont légèrement inférieures à celles observées par Alfaro et al. (2004) et par Kayser et al. (2007). Ces derniers ont observé que les pertes sont favorisées par des apports importants et tardifs de K, que ce soit sous forme d’engrais minéral ou d’urine. Nos résultats indiquent que le sol utilisé dans notre essai est doté d’un bon pouvoir de rétention du potassium.
Le bilan apparent annuel du Mg est positif dans tous les procédés, légèrement plus dans les procédés avec bouses que dans ceux avec pissats (tabl. 1). Les pertes en Mg par lixiviation dépassent toujours le bilan et ne semblent guère influencées par ce dernier. Dans les procédés avec pissats, les pertes sont 5 à 10 fois plus élevées que le bilan apparent. Les pertes en Mg mesurées dans cet essai sont étonnamment élevées si on se réfère au bilan apparent ainsi qu’aux quelques valeurs de la littérature. Elles trouvent probablement leur origine dans les caractéristiques du sol utilisé dans cet essai et doivent être généralisées avec prudence.
Pertes en magnésium Les pertes en magnésium observées de 1997 à 2000 sont élevées, du même ordre de grandeur que celles en azote. Ces pertes sont assez proches dans tous les procédés, à peine plus faibles dans le témoin et dans les procédés avec bouses ou «Sol nu» (comprises entre 237 et 249 kg/ha) que dans les procédés avec pissats (entre 249 et 285 kg). Les pertes en Mg les plus importantes ont été observées à la fin de chaque hiver (mesures des 27.02.98, 26.03.99 et 2.03.00).
Recherche Agronomique Suisse 1 (10): 384–391, 2010
389
Production végétale | Influence des déjections bovines sur les pertes par lixiviation sous un gazon de graminées
200
Pertes en potassium (kg/ha)
175 150 Kaliumverluste (kg/ha) 125 100 75 50 25 0 Témoin
1Ba
2Ba
2Bpa
4Bpa
1Pa
2Pa
2Ppa
4Ppa
Sol nu
Figure 4 | Pertes en potassium total par lixiviation du 15.05. 97 au 15.12.00 (22 séquences) pour différents apports de bouses et de pissats (légende des procédés, voir tabl. 1).
Conclusions ••Dans les conditions de notre essai, les pertes annuelles moyennes par lixiviation ont atteint environ 50 kg N, 30 kg K et 70 kg Mg par ha et par an. Les pertes en phosphore ont été pratiquement nulles (inférieures à 1 kg/ha/an). ••Les pissats ont nettement augmenté les risques de lixiviation d’azote. Les pertes étaient proportionnelles au bilan apparent de l’azote (apports – exportation par les récoltes) et dépassaient 100 kg/ha/an dans les procédés avec 2 pissats par m² en automne. ••Les pertes en potassium et en magnésium ont été peu influencées par les déjections bovines.
390
Recherche Agronomique Suisse 1 (10): 384–391, 2010
15.12.00 16.11.00 25.10.00 06.09.00 11.07.00 17.04.00 02.03.00 14.10.99 16.08.99 16.06.99 15.04.99 26.03.99 14.10.98 16.09.98 16.07.98 15.06.98 14.04.98 27.02.98 17.11.97 11.09.97 14.07.97 15.05.97
••Les résultats obtenus dans cet essai ne peuvent pas être généralisés sans tenir compte des caractéristiques de la végétation, du sol et du climat (précipitations). ••Pour limiter les risques de pertes par lixiviation au pâturage, des pratiques favorisant une répartition homogène des déjections sur toute la surface du pâturage sont toujours recommandées: disposition et nombre de parcs adaptés, courte durée de séjour par parc et rythme de pâture régulier durant toute la saison. En automne, la pâture intégrale devrait être évitée.
Influenza delle deiezioni bovine sulle perdite da lisciviazione sotto un prato di graminacee Sull’arco di due anni sono state applicate delle deiezioni bovine di sterco e urina in 2 periodi dell’anno e in quantità semplice e doppia, su di un prato di graminacee coltivato in lisimetri, per valutare la perdita di sostanze nutritive da lisciviazione. Le perdite di azoto totale da lisciviazione variavano tra i 18 ed i 226 kg/ha/anno. Nei processi senza deiezioni o con solo sterco, le perdite erano inferiori ai 50 kg/ha/anno, superando invece nettamente i 100 kg/ha/ anno nei processi con 2 apporti d’urina / m² in autunno. Le perdite totali in fosforo sono state trascurabili, sempre inferiori a 1 kg/ha/ anno. Nonostante un bilancio apparente (contributi - esportazioni dagli otto raccolti annuali) molto variabile a seconda del procedimento, le perdite totali in potassio non sono state influenzate dalle deiezioni. Molto spesso vicine ai 30 kg/ha/anno, hanno raggiunto i 49 kg/ha/anno nel processo con il K bilancio più eccedente (+ 716 kg/ha/anno con 4 apporti d’urina all'anno). Le perdite in magnesio totale sono pari ad una media di 70 kg/ha/anno. Sempre superiori al bilancio sono state poco influenzate dalle deiezioni. Per contenere il rischio di perdite al pascolo, in particolare in azoto, dovrebbe essere favorita un’equa distribuzione delle deiezioni attraverso una disposizione, un numero adatto di parchi, una breve durata di sosta per parco e un ritmo di pascolo regolare durante tutta la stagione. In autunno il pascolo integrale dovrebbe essere evitato.
Summary
Riassunto
Influence des déjections bovines sur les pertes par lixiviation sous un gazon de graminées | Production végétale
Bibliographie ▪▪ Alfaro M. A., Jarvis S. C. & Gregory P. J., 2004. Factors affecting potassium leaching in different soils. Soil Use and Management 20, 182 – 189. ▪▪ Cuttle S. P. & Bourne P. C., 1993. Uptake and leaching of nitrogen from artificial urine applied to grassland on different dates during the growing season. Plant and soil 150, 77 – 86. ▪▪ Decau M. L., Simon J. C. & Jacquet A., 2004. Nitrate leaching under grassland as affected by mineral nitrogen fertilisation and cattle urine. Journal of Environmental Quality 33, 637 – 644. ▪▪ Kayser M., Müller J. & Isselstein J., 2007. Potassium leaching from cut grassland and from urine patches. Soil Use and Management 23, 384 – 392. ▪▪ Laurent F., Vertès F., Farruggia A. & Kerveillant P., 2000, Effets de la conduite de la prairie pâturée sur la lixiviation du nitrate. Propositions pour une maîtrise du risque à la parcelle. Fourrages 164, 397 – 420. ▪▪ Sinaj S., Stamm C., Toor G. S., Condron L. M., Hendry T., Di H. J. Cameron K. C. & Frossard E., 2002. Phosphorus exchangeability and leaching losses from two grassland soils. J. Environ. Qual. 31, 319 – 330. ▪▪ Smith K. A., Beckwith C. P., Chalmers A. G. & Jackson D. R., 2002. Nitrate
Effect of cattle excreta on leaching losses under a grass sward Urine and dung of dairy cattle have been applied for two years at two periods of the year and in single or double quantity on a grass sward to assess nutrients losses by leaching. The total nitrogen losses varied from 18 to 226 kg/ha/year. Treatments without excreta or with dung applications led to N losses under 50 kg/ha/year, while losses exceeded clearly 100 kg/ha/year in the treatments with 2 urine applications in autumn. The total phosphorus losses were negligible, always under 1 kg/ha/year. For potassium, the apparent balance (input - export by the eight annual harvests) varied very much depending on the treatment, but K losses were hardly influenced by cattle excreta. K losses were very often close to 30 kg/ha/year and reached 49 kg/ha/year in the treatment with the largest K surplus (+716 kg/ha/year with 4 urine applications per year). The total magnesium losses averaged 70 kg/ha/ year. They exceeded always the apparent balance and were little influenced by cattle excreta. To limit the risk of leaching losses during grazing, particularly of nitrogen, an even distribution of cattle excreta should be promoted by an adequate design and number of paddocks, a short length of stay per paddock and a regular pace throughout the grazing season. In autumn, full grazing should be avoided. Key words: cattle excreta, grass sward, leaching losses, nitrogen, phosphorus, potassium.
leaching following autumn and winter application of animal manures to grassland. Soil Use and Management 18, 428 – 434. ▪▪ Stout W. L., Fales S. A., Muller L. D., Schnabel R. R. & Priddy W. E., 1997. Nitrate Leaching from Cattle Urine and Feces in Northeast USA. Soil Sci. Soc. Am. J. 61, 1787 – 1794. ▪▪ Troxler J., Ryser J.-P. & Jeangros B., 2008. Influence des déjections bovines sur un gazon de graminées cultivé en lysimètres. Revue suisse Agric . 40 (6), 259 – 265. ▪▪ Vertès F., Simon J. C. & Le Corre L., 1994. Nitrate leaching under pastures: study of the soil-plant system in a lysimeter experiment. Grassland and society. Proc. 15th General Meeting of the European Grassland Federation, 466 – 470. ▪▪ Vertès F., Simon J. C., Le Corre L. & Decau M. L., 1997. Les flux d’azote au pâturage. II- Etude des flux et de leurs effets sur le lessivage. Fourrages 151, 263 – 280.
Recherche Agronomique Suisse 1 (10): 384–391, 2010
391
E c l a i r a g e
Des nouvelles des programmes de recherche d’Agroscope
Photo: ART
Ueli Bütikofer1, Anna Crole-Rees2, Christian Flury3 et Martin Lobsiger1 1 Station de recherche Agroscope Liebefeld-Posieux ALP, 3003 Berne; 2 Station de recherche Agroscope Changins-Wädenswil ACW, 8820 Wädenswil; 3 Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, 8356 Ettenhausen Renseignements: AgriMontana: Christian Flury, e-mail: christian.flury@art.admin.ch, tél. +41 52 368 32 36; NutriScope: Ueli Bütikofer, e-mail: ueli.buetikofer@alp.admin.ch, tél. +41 31 323 84 82; ProfiCrops: Anna Crole-Rees, e-mail: anna.crole-rees@acw.admin.ch, tél. +41 44 783 61 58; Profi-Lait: Martin Lobsiger, e-mail: martin.lobsiger@alp.admin.ch, tél. +41 26 407 73 47
La recherche au service d'une production alimentaire économiquement rentable et écologiquement optimale.
Après deux ans et demi d’existence, les programmes de recherche d’Agroscope lancés en 2008 dégagent toujours plus de résultats au niveau des différents projets. Parallèlement, les projets incorporés dans les programmes engendrent leurs premiers produits de synthèse. Outre les activités de recherche en cours, le développement des programmes se poursuit en phase avec le Programme d'activité 2012 – 2013.
392
Recherche Agronomique Suisse 1 (10): 392–395, 2010
Avec les programmes de recherche AgriMontana, Nutri Scope et ProfiCrops, Agroscope a défini trois importantes priorités en matière de recherche pour le développement de l’agriculture suisse. Profi-Lait vient les compléter pour le domaine de la production laitière. Les expériences enregistrées jusqu’à présent, de même que l’intérêt que portent des institutions de recherches nationales et internationales à cette forme de pro-
Des nouvelles des programmes de recherche d’Agroscope | Eclairage
grammes de recherche indiquent en principe que nous avons choisi la bonne voie. Il existe néanmoins un potentiel d’amélioration: au premier plan, une meilleure mise en réseau des projets et une plus forte collaboration entre les projets au sein d’Agroscope. En même temps, les points forts thématiques doivent être concentrés. Parallèlement au développement des programmes dans la perspective du Programme d'activité 2012 – 2013 d’Agroscope, les travaux de recherche se poursuivent comme prévu. Ce bref rapport présente un aperçu de résultats et travaux choisis.
-178
-63
56
21
-112
-70 -200 -175 -150 -125 -100 -75
-77 -50
38
31 -25
0
2007–2008
2006–2007
54 25
50
2005–2006 75
100
Conversion de l’agriculture Bio aux PER
Cessation d’exploitation
Nouvelles exploitations Bio
Conversion des PER à l’agriculture Bio
Diminution des exploitations Bio au total
Augmentation des exploitations Bio au total
Source: dépouillement des données AGIS; Office fédéral de l’agriculture
Figure 1 | Evolution du nombre d’exploitations bio en montagne.
AgriMontana Le programme de recherche AgriMontana s’occupe du développement de l’agriculture de montagne et cherche des solutions pratiques pour son avenir. La priorité est donnée par exemple au maintien du paysage ouvert et à son entretien ou à l’orientation de la production des exploitations agricoles en région de montagne. AgriMontana a présenté ces thèmes à l’occasion de deux manifestations.
d'exploitations biologiques commence à baisser. L’évaluation des données structurelles des exploitations de montagne présentée dans le cadre de la 5e journée d’information sur la recherche biologique «Quoi de neuf sur le bœuf bio» montre que, entre 2005 et 2008, les remises d’exploitations ou les abandons ne sont plus compensés par les nouvelles exploitations bio et celles qui passent des PER à la production bio (fig. 1).
Exploitation minimale: (auc)une stratégie pour le maintien des terres ouvertes? L’abandon croissant de surfaces agricoles utiles et des pâturages alpestres met en question l’exploitation future des régions de montagne. La conférence AgriMontana «Agriculture de montagne: exploitation minimale partie intégrante de la multifonctionnalité» a permis de débattre de différents aspects du maintien des terres ouvertes. La conférence montre que, pour conserver les prestations multifonctionnelles liées à l’exploitation des surfaces, il faut trouver un cocktail de différents procédés d’exploitation. Les procédés minimaux, comme p. ex. le mulchage, sont intéressants en termes de coûts, mais présentent des inconvénients écologiques. Néanmoins, il est indispensable de trouver des procédés peu onéreux et surtout peu exigeants en main-d’œuvre afin de préserver un paysage rural ouvert et de conserver les sols cultivables. La conférence est arrivée à la conclusion que la forêt continuerait probablement à gagner du terrain. Avec le changement structurel que connaît l’agriculture et le recul de la main-d’œuvre agricole qui va de pair, il est légitime de se demander qui assurera le maintien des surfaces ouvertes à l’avenir.
Une enquête de la station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART auprès de plus de 3400 exploitations agricoles montre que ce sont surtout les raisons économiques, les directives sévères et changeantes et les problèmes d’approvisionnement en concentrés appropriés qui expliquent l’abandon de l’agriculture biologique. Pour la conversion au bio, des arguments comme les paiements directs plus élevés, la possibilité d’améliorer le revenu et la perspective de meilleurs prix ont joué un rôle essentiel. Or, ces attentes liées à l’agriculture biologique semblent souvent ne pas avoir été satisfaites. D’autres informations sur ces deux thèmes et sur le programme de recherche AgriMontana sont disponibles sous www.agrimontana.admin.ch
Agriculture bio: abandonnée malgré son succès?? L’agriculture biologique a pris une importance considérable en Suisse depuis le début des années 90. Depuis 2005, l’évolution structurelle s’est tassée et le nombre
NutriScope Dans le programme NutriScope, la recherche porte sur l’ensemble de la chaîne de valeur ajoutée, de la culture au produit de consommation, en mettant l’accent sur la sécurité et l’amélioration de la qualité des denrées alimentaires suisses. Deux travaux de thèse sélectionnés parmi les nombreux travaux de recherche sont brièvement présentés ici. NutriChip Depuis cette année, Agroscope coopère avec les Ecoles polytechniques fédérales de Lausanne et de Zurich, l’université de Bâle et le Nestlé Research Center dans le cadre du projet Nano-Tera (www.nano-tera.ch/projects/403.php).
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Eclairage | Des nouvelles des programmes de recherche d’Agroscope
Ce projet a pour objectif le développement d’un système rapide et efficace destiné à analyser les effets des denrées alimentaires, en particulier des produits laitiers (lait, crème, fromage, yogourt, etc.), sur le système immunitaire de l’homme. A cet effet, les chercheurs disposent d’un processus de digestion des denrées alimentaires in vitro couplé à un modèle de culture cellulaire pour simuler la résorption gastro-intestinale des composants. Les composants biodisponibles des denrées alimentaires sont analysés avec des techniques modernes issues de la protéomique et de la métabolomique et testés ensuite quant à leurs effets immunomodulateurs dans les cellules sanguines de personnes en bonne santé et de patients souffrant d’inflammations chroniques. Parallèlement, ce système sera miniaturisé sous la forme d’une NutriChips. Polyphénols dans les pommes Les denrées végétales, en particulier les fruits et les légumes, contribuent largement à la prévention de diverses maladies dites de civilisation. Cette action préventive provient surtout des composants végétaux secondaires, constitués de milliers de molécules différentes, dont le très important groupe des polyphénols. A l’occasion d’un travail de thèse, des méthodes d’analyse destinées à quantifier les polyphénols dans les pommes ont été optimisées. Ces méthodes ont permis d’analyser l’influence des facteurs de pré-récolte sur la teneur en polyphénols de diverses variétés de pommes suisses. La teneur et le profil de polyphénols ont montré
une très grande variabilité dans plus de 80 variétés de pommes de table et à cidre (fig. 2). L’influence de la méthode de production – biologique ou intégrée – s’est révélée faible. Dans les jus de pommes, la teneur en polyphénols n’était plus que de 25 à 50 %. La teneur en polyphénols peut être influencée par les conditions d’entreposage. Le 1-MCP (1-méthylcyclopropène) appliqué au début de l’entreposage dans les entrepôts réfrigérés inhibe les récepteurs d’éthylène, une hormone produite naturellement par de nombreux fruits et qui active leur maturation. Le traitement au 1-MCP permet de conserver de nombreuses sortes de pommes dans un état très proche de celui de la récolte (fermeté de la chair, teneur en acidité). En outre, il semble que ce traitement influence la concentration en polyphénols. Beaucoup d’autres publications et exposés intéressants figurent sur le site www.nutriscope.ch
ProfiCrops Le but du programme ProfiCrops est de contribuer à garantir un avenir à la production végétale dans un contexte économique largement libéralisé. Pour répondre à ce défi, la recherche, comme les acteurs de l’ensemble du secteur, doit viser une production novatrice et efficiente, le renforcement de la confiance des consommateurs dans les produits suisses ainsi que des conditions cadres adéquates. Innovation, Efficience, Consommateurs et Conditions cadres sont les quatre
140
400
mg/100 g
100
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Rutin
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QuercetinGalactosid/Glucosid Phloretin-Xyloglucosid
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Phloridzin
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Phénol total mg/100 g
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Quercetin-Rhamnosid
p-Coumaroylchinasäure Chlorogensäure Procyanidin B2 Procyanidin B1
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Epicatechin Catechin Folin
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D Ka tze iwa ng rin Al te r E dler ng län de r Re df iel d
M ai ra c Gr ee n St Jo a Jo na na r go go ld re va d n de rP oe l W in ek ist To pa Gr av z en ste in e M r aig ol d
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Figure 2 | Répartition des polyphénols chez différentes variétés de pommes.
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Des nouvelles des programmes de recherche d’Agroscope | Eclairage
modules de recherche interdisciplinaires et inter-stations de ProfiCrops. Cinq projets intégrés, avec des thèmes spécifiques, complètent le programme. Module Consommateurs Coordination: Anna Bozzi et Christine Brugger, Agroscope Changins-Wädenswill ACW Pour maintenir la part de la production végétale indigène dans les achats des consommateurs suisses, le secteur doit connaître les préférences des acheteurs et valoriser le capital «production de qualité suisse», en général plus chère que les produits importés. Ce sont les deux objectifs de ce module. Les éléments de différenciation des produits sont analysés selon les aspects agronomiques, régionaux, légaux, analytiques, économiques, écologiques, éco-bilans, etc. Une «carte» des produits suisses avec leur valeur ajoutée est visée. Des résultats de recherche obtenus dans le cadre d’un projet Européen sur les pommes donnent de précieuses indications1: 92 à 98 % des pommes consommées dans notre pays sont d’origine suisse, alors même que les prix payés aux producteurs en Suisse dépassent de 50 % ceux des pays avoisinants. Plus de 90 % de la production se fait en mode PER. Les exploitations arboricoles contribuent au maintien du paysage et au développement rural, sur de petites surfaces et avec des activités très diversifiées: 92% des exploitations ont moins de 10 hectares de pommes, contre moins de 70 % en Hollande et en France. Dans leur grande majorité, les producteurs de pommes ont des exploitations mixtes; 60% sont actifs en production horticole, végétale et animale. Seules 30 % des exploitations en Suisse sont spécialisées en arboriculture fruitière alors qu’en Hollande et en Allemagne plus de 70 % des producteurs cultivent exclusivement des fruits. Plus de 80 variétés sont produites et commercialisées en Suisse, dont des anciennes variétés.
Plate-forme Profi-Lait
Optimisation des coûts en production laitière Lancé l’hiver passé, le projet «Optimisation des coûts en production laitière» a rencontré un franc succès. Durant cette opération soutenue par les producteurs suisses de lait PSL, les organisations laitières régionales, AGRIDEA, Forum la Vulg Suisse FVS, les offices cantonaux de consultation et Profi-Lait, un instrument de calcul des coûts a été développé pour Internet et une large campagne d’information et de vulgarisation a été mise sur pied pour les producteurs de lait. A travers des manifestations, des articles spécialisés et des cours de vulgarisation, les producteurs de lait ont été sensibilisés au problème des coûts. «Connaître les coûts et les réduire», c’est sous cette devise que les agriculteurs étaient encouragés à calculer leurs coûts de production laitière, à les comparer et à prendre des mesures pour les réduire. Cette campagne, qui a touché plus de 4000 agriculteurs, a été qualifiée d’exemplaire par tous les participants, dont 420 ont ensuite décidé d’analyser leurs coûts à l’occasion d’un cours de deux jours. Le projet «Optimisation des coûts en production laitière» durera trois ans. Vous trouverez des informations plus détaillés sous www.swissmilk.ch/calculs-lait. Avec ce type d’action, Profi-Lait désire rassembler les forces de ses partenaires pour créer des synergies et examiner ensemble les problèmes importants de la production laitière. UFA SA, nouveau supporter de Profi-Lait Le groupe d’organisations responsables de Profi-Lait accueille UFA SA, dans un premier temps pour deux ans. Ainsi, Profi-Lait est aujourd’hui soutenue financièrement par les producteurs suisses de lait PSL, l’OFAG, Swissgenetics et UFA SA. Les autres partenaires de la recherche et du développement (Agroscope, HESA, EPF), de la vulgarisation (AGRIDEA, services cantonaux) et les organisations (Union suisse des paysans USP, ASR, ADCF) alimentent le réseau Profi-Lait par leurs prestations spécifiques. n
Les organisations et institutions les plus importantes de la recherche, de la vulgarisation et de la pratique laitière participent à Profi-Lait. Créé il y a déjà 10 ans, ce projet favorise la diffusion des connaissances et la collaboration entre les acteurs de la production laitière.
1 Pour plus de renseignements concernant cette recherche ainsi que pour les références, s’adresser à Esther Bravin, Agroscope ACW Changins-Wädenswil.
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P o r t r a i t
Une agronome passionnée de mangues et de voyages Aux journées portes ouvertes d’Agroscope ChanginsWädenswil, Anna Crole-Rees demandait au public: «Pourra-t-on bientôt faire pousser des mangues en Suisse?». Cette question trahit bien la passion qu’elle porte à ce fruit – de même qu’au changement et au développement que cette Suissesse d’origine anglaise cherche à promouvoir autour d’elle. Son rêve de jeunesse était de travailler pour un monde où les enfants ne souffriraient plus de la faim. Ce rêve l’a guidée pendant ses études d’agronomie à l’EPF Zurich. «Je voulais aller en Afrique. Pas pour y amener de la nourriture, mais pour aider les gens à avancer», précise Anna Crole-Rees, qui a grandi au nord de l’Allemagne et en Suisse romande et a toujours pris soin d’adapter la transmission de son savoir à la situation rencontrée. Elle ajoute, avec conviction: «Nous nous sommes développés, pourquoi les Africains n’auraient-ils pas la possibilité de le faire, à leur manière?» Active sur quatre des cinq continents Après ses études, Anna Crole-Rees s’est immédiatement proposée pour un poste en République du Niger. Mais le continent africain où l’on cultive effectivement la mangue, originaire de l’Inde, n’a pas voulu ouvrir ses portes à cette jeune fille débordante d’énergie. Son rêve a failli partir en fumée, se rappelle-t-elle: «Pour une femme, il était difficile d’obtenir une autorisation de travail en zone rurale africaine, au milieu des années 80». Après quatre ans de pratique dans la vulgarisation agricole dans le canton de Vaud, une année d’études en Angleterre et un travail de doctorat à l’EPF Zurich, sa ténacité est récompensée et elle est mandatée comme consultante internationale indépendante en agriculture par l’ONU et plus d’une vingtaine d’institutions dans le domaine de la collaboration économique et du développement. Ses mandats la conduisent notamment au Mali, au Burkina Faso, au Mozambique, au Bénin et en Côted’Ivoire. Des pays d’Asie centrale, d’Amérique et d’Europe viendront ensuite s’y ajouter. Anna Crole-Rees a voyagé en tout dans quarante pays, dont la moitié dans le cadre de son travail. Elle a également travaillé dans la mangue, au Burkina Faso, au Mali et en Afrique du Sud. Mais c’est sur d’autres fruits, les légumes, les céréales ou encore le coton qu’elle s’est focalisée. Une des plus belles réussites de ses activités de consultante a été d’amener le ministère du commerce d’un pays d’Asie centrale à changer sa stratégie d’exportation de fruits et de légumes.
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Anna Crole-Rees, cheffe du programme ProfiCrops, s’engage pour l’avenir de la production végétale helvétique.
Mission: avenir de la production végétale suisse «Chaque jour devrait être différent du précédent. C’est pourquoi j’aime tant voyager», relève Anna Crole-Rees. Son nouveau défi, elle l’a finalement trouvé pratiquement sous son nez – à Agroscope. Au sein du programme de recherche interdisciplinaire ProfiCrops, elle est chargée d’assurer l’avenir de la production végétale helvétique au sein d’un marché largement libéralisé – une mission sur mesure pour elle dont le credo est le changement et le développement, qui aime voyager et travailler avec les gens. En tant que cheffe de ProfiCrops, elle entend tisser des contacts avec les agriculteurs, les chercheurs et les consommateurs dans toute la Suisse afin de les aider à relever les défis du 21e siècle. Anna Crole-Rees y voit un parallèle avec ses missions à l’étranger. «Les contacts personnels sont importants pour moi, dans chaque pays, car des changements ne peuvent s’amorcer que si l’on arrive à convaincre les gens». Et seuls les chercheurs convaincus sont prêts à discuter leurs résultats dans le contexte d’une agriculture compétitive et écologique. Et, qui sait, peut-être étudiera-t-on bientôt la possibilité de cultiver la mangue au Tessin..? Carole Enz, Agroscope Changins-Wädenswil ACW, 8820 Wädenswil
A c t u a l i t é s
Nouvelles publications
Effets sur la faune des processus de récolte des prairies
Rapport ART 724
Effets sur la faune des processus de récolte des prairies
Août 2010
Rapport ART 724 Après une synthèse approfondie de la littérature, ART a testé l’effet de différentes faucheuses et des étapes du processus d’exploitation des prairies sur les orthoptères, les chenilles et des leurres en cire. L’étude sert de base à l’exploitation mécanique des prairies «protégées» et des surfaces de compensation écologique dans le respect de la faune qu’elles abritent. Les expériences ont permis de classer les différentes techniques de fauche par ordre décroissant, quant à leur impact négatif: faucheuse rotative avec conditionneur > faucheuse à deux essieux équipée d’une rotative > faucheuse rotative sans conditionneur ou tracteur avec barre de coupe > motofaucheuse. Les roues du tracteur participent significativement à l’impact négatif des machines. Le fanage et l’andainage du foin qui suivent ainsi que le bottelage et le chargement entraînent chacun des taux de mortalité aussi élevés que la fauche. Ces étapes de la récolte, effectuées avec un tracteur après la fauche, peuvent presque annuler les dégâts limités de la fauche réalisée à l’aide d’une motofaucheuse. Sur l’ensemble de la récolte, l’emploi d’un conditionneur conduit aux taux de mortalité les plus élevés. Dans l’ensemble, peu d’animaux survivent aux techniques de récolte habituellement employées aujourd’hui. ART a étudié si les orthoptères pouvaient se réfugier dans des zones non fauchées pendant la récolte. Les résultats ont montré que, dans de tels refuges, la densité d’orthoptères était deux à trois fois plus élevée à la fin de la récolte qu’au début. Il est donc recommandé de préserver des zones non fauchées pour faciliter la survie de la faune habitant les prairies. D’autres recommandations sont données pour préserver la faune lors de la récolte de l’herbe.
Rapport ART 725
Agroforesterie moderne en Suisse Vergers novateurs: productivité et rentabilité
Agroforesterie moderne en Suisse Vergers novateurs: productivité et rentabilité
Juillet 2010
Auteurs
Humbert Jean-Yves, Richner Nina, Sauter Joachim et Walter Thomas, ART
Fig. 1: Efficacité des zonesnon fauchées dans le rôle de refuges pour les orthoptères. Démonstration sur le terrain pour la CI Nature et Agriculture, canton d’Argovie (4.7.2009; Photos: Jean-Yves Humbert, ART).
Ghazoul Jaboury, ETH Zürich
Après une synthèse approfondie de la littérature, ART a testé l’effet de différentes faucheuses et des étapes du processus d’exploitation des prairies sur les orthoptères, les chenilles et des leurres en cire. L’étude sert de base à l’exploitation mécanique des prairies «protégées» et des «surfaces de compensation écologique» dans le respect de la faune qu’elles abritent. Les expériences ont permis de classer les différentes techniques de fauche par ordre décroissant, quant à leur impact négatif: faucheuse rotative avec conditionneur > faucheuse à deux essieux équipée d’une rotative > faucheuse rotative sans conditionneur ou tracteur avec barre de coupe > motofaucheuse. Les roues du tracteur participent significativement à l’impact négatif des machines. Le fanage et l’andainage du foin qui suivent ainsi que le bottelage/ le chargement entraînent chacun des taux de mortalité aussi élevés que la fauche.
Impressum
Edition: Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, Tänikon, CH-8356 Ettenhausen, Traduction Regula Wolz, ART
Les Rapports ART paraissent environ 20 fois par an. Abonnement annuel: Fr. 60.–. Commandes d‘abonnements et de numéros particuliers: ART, Bibliothèque, 8356 Ettenhausen T +41 (0)52 368 31 31 F +41 (0)52 365 11 90 doku@art.admin.ch Downloads: www.agroscope.ch ISSN 1661-7576
Ces étapes de la récolte, effectuées avec un tracteur après la fauche, peuvent presque annuler les dégâts limités de la fauche réalisée à l’aide d’une motofaucheuse. Sur l’ensemble de la récolte, l’emploi d’un conditionneur est responsable des taux de mortalité les plus élevés. Dans l’ensemble, peu de petits animaux survivent aux techniques de récolte généralement employées aujourd’hui. C’est pourquoi ART a étudié si les orthoptères pouvaient se réfugier dans des zones non fauchées pendant la récolte. Dans de tels refuges, la densité d’orthoptères était deux à trois fois plus élevée à la fin de la récolte qu’au début. Il est donc recommandé de préserver des zones non fauchées pour faciliter la survie de la faune habitant les prairies (fig. 1). D’autres recommandations pour une récolte de l’herbe respectueuse de la faune sont également explicitées.
Auteurs Alexandra Kaeser, Firesenai Sereke, Dunja Dux, Felix Herzog, ART felix.herzog@art.admin.ch Impressum Edition: Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, Tänikon, CH-8356 Ettenhausen, Traduction Regula Wolz, ART Les Rapports ART paraissent environ 20 fois par an. Abonnement annuel: Fr. 60.–. Commandes d‘abonnements et de numéros particuliers: ART, Bibliothèque, 8356 Ettenhausen T +41 (0)52 368 31 31 F +41 (0)52 365 11 90 doku@art.admin.ch Downloads: www.agroscope.ch
Fig. 1: Production de bois d’œuvre avec des merisiers dans un champ de céréales en France (F. Liagre, France). Les arbres disparaissent à vue d’œil du paysage suisse. L’agroforesterie peut combattre cette tendance puisqu’elle consiste à planter des arbres sur les surfaces qui servent aussi aux cultures agricoles annuelles destinées à la production de denrées alimentaires, d’aliments pour animaux ou à la pâture. Que signifie le terme d’agroforesterie? D’une part, il recouvre des systèmes connus comme les vergers traditionnels d’arbres à haute tige ou les pâturages boisés qui courent de plus en plus le risque de disparaître. D’autre part, il englobe également des
systèmes modernes comme la production de bois d’œuvre dans les prairies ou sur les parcelles cultivées (cf. fig. 1). Le présent rapport décrit différents systèmes d’agroforesterie moderne qui entrent en ligne de compte pour la Suisse. Leur productivité et leur rentabilité sont comparées à celles des monocultures. Les calculs montrent que les systèmes agroforestiers sont plus productifs que les monocultures et qu’ils peuvent aussi être intéressants sur le plan économique dans la mesure où ils sont subventionnés.
ISSN 1661-7568
Rapport ART 725 Les arbres disparaissent à vue d’oeil du paysage suisse. L’agroforesterie peut combattre cette tendance en plantant des arbres sur les surfaces qui servent aussi aux cultures agricoles annuelles destinées à la production de denrées alimentaires, d’aliments pour animaux ou à la pâture. Que signifie le terme d’agroforesterie? D’une part, il recouvre des systèmes connus comme les vergers traditionnels d’arbres à haute-tige ou les pâturages boisés, à terme menacés de disparition. D’autre part, il englobe également des systèmes modernes comme la production de bois d’oeuvre dans les prairies ou sur les parcelles cultivées (fig. 1). Ce rapport présente différents systèmes d’agroforesterie moderne adaptés aux conditions suisses. Leur productivité et leur rentabilité sont comparées à celles des monocultures. Les calculs montrent que les systèmes agroforestiers sont plus productifs que les monocultures et pourraient s’avérer intéressants sur le plan économique s’ils sont subventionnés. Alexandra Kaeser, Firesenai Sereke, Dunja Dux et Felix Herzog, Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART
Jean-Yves Humbert, Nina Richner, Joachim Sauter et Thomas Walter, Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART Ghazoul Jaboury, EPF Zurich Recherche Agronomique Suisse 1 (10): 397–399, 2010
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Actualités
Communiqués de presse
www.agroscope.admin.ch/communiques 22.09.2010 / ART Le réseau des champignons Zurich a été déclarée capitale des champignons en Suisse. Aujourd’hui, la première collection nationale de champignons à mycorhizes arbusculaires souterrains a ouvert ses portes à la périphérie de la ville. Les filaments mycéliens relient les éléments de la vie sur terre. En effet, ils fournissent aux arbres, aux graminées et aux plantes les éléments nutritifs essentiels. Etant donné leur importance énorme pour les écosystèmes, la station de recherche agricole Agroscope Reckenholz-Tänikon ART a ouvert aujourd'hui les portes de la première collection nationale de champignons à mycorhizes arbusculaires.
19.09.2010 / HNS Equus helveticus – deuxième édition réussie pour un festival du cheval suisse Durant quatre jours, du 16 au 19 septembre 2010, le festival Equus helveticus a attiré 20 000 personnes à Avenches et a remporté un grand succès. Familles, cavaliers, meneurs et éleveurs venus de toute la Suisse et de l’étranger ont pu admirer plus de 1000 chevaux. Entre épreuves d’élevage et sportives, courses, jeux et stands didactiques, Equus helveticus aura été la fête de tous les superlatifs.
16.09.2010 / ART Sur les traces de l’ammoniac dans les étables Les stabulations libres sont des sources importantes d’émissions d’ammoniac. Des mesures montrent que les émissions d’ammoniac sont particulièrement élevées durant l’été. Les vaches produisent une grande quantité d'excréments et d'urine qui restent souvent pendant plusieurs heures sur le sol des aires d'exercice et émettent de l’ammoniac. L'agriculture perd ainsi une grosse quantité d'engrais azotés précieux qui se volatilisent littéralement dans l'air. L'ammoniac présent dans l'atmosphère retombe ensuite sur terre avec la pluie et dérègle les écosystèmes sensibles en leur apportant de l'azote.
13.09.2010 / ACW Agroscope ACW évalue 120 variétés d’abricot récoltées entre juin et septembre ! Du 6 au 8 août 2010, la Fête de l’abricot à Saxon a rassemblé des milliers de personnes. Dans ce cadre, une Journée d’information a été organisée conjointement par
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Recherche Agronomique Suisse 1 (10): 397–399, 2010
l’Office cantonal d’arboriculture du Valais et la Station de recherche Agroscope Changins-Wädenswil ACW. Lors de ces conférences, parmi les nombreux sujets d’actualité abordés, de nombreuses variétés d’abricots ont pu être présentées. Agroscope ACW évalue actuellement sur son site de Conthey 120 variétés d’abricots, qui se récoltent du 15 juin à fin septembre.
09.09.2010 / ART Puce d’identification à l’oreille Les marques auriculaires électroniques pourraient assurer à l’avenir une traçabilité de la vie des porcs, de la naissance à l’abattage. La technologie utilisée doit encore être perfectionnée.
31.08.2010 / ART Les revenus agricoles baissent en 2009 En 2009, la situation économique des exploitations agricoles a été moins bonne qu’en 2008. Le revenu agricole par exploitation et le revenu du travail par unité de main-d’œuvre familiale ont baissé, comme le montrent les résultats définitifs du Dépouillement centralisé des données comptables de la station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART. En 2009, le revenu agricole a atteint 60 300 francs par exploitation contre 64 100 francs l’année précédente (-6,0 %). Le revenu du travail moyen par unité de main-d’œuvre familiale a baissé de 1,3 % par rapport à 2008 (passant de 41 700 francs à 41 200 francs).
Actualités
Manifestations
Liens Internet
Géoportail de la Confédération www.geo.admin.ch geo.admin.ch est la plate-forme dédiée aux informations, aux données et aux services géolocalisés de l’administration fédérale. Ceux-ci sont mis à disposition par des organes officiels et accessibles à tous par Internet sur geo.admin.ch. Les données d’une région peuvent être obtenues sous forme de coodonnées, de noms de lieux, d’adresses postales et d’autres critères. Le géoportail de la Confédération est gratuit.
Novembre 2010 24.11.2010 Ökobilanzen in der Landwirtschaft, ein Wegweiser zur Nachhaltigkeit – Abschlusstagung Projekt ZA-ÖB Agroscope Reckenholz-Tänikon ART Reckenholz
25. – 29.11.2010 Agroscope à l’AGRAMA «Analytique pour une agriculture saine» Stations de recherches Agroscope ACW, ALP et ART Berne 29.11. – 03.12.2010 Winterbesuchswoche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART Reckenholz
Dans le prochain numéro Novembre – Décembre 2010 / Numéro 11 – 12 Le laboratoire de biotechno logie d’Agroscope ChanginsWädenswil ACW conserve, r égénère et multiplie in vitro un grand nombre de plantes cultivées. (Photo: CRAFFT Kommunikation AG)
•• Production de microtubercules de pomme de terre in vitro, C. L. Lê et D. Thomas ACW
Décembre 2010 02.12.2010 Bioforschungs-Infotag Agroscope Reckenholz-Tänikon ART Yverdon 09.12.2010 Bioforschungs-Infotag Agroscope Reckenholz-Tänikon ART Arenenberg 09.12.2010 Aktuelles aus der Aromaforschung Agroscope Liebefeld-Posieux ALP Liebefeld
••Cicatrisation de la tranche carrée en viande bovine: une cause de ce défaut de qualité mise en évidence, P.-A. Dufey et V. Gremaud ALP
Janvier 2011
••Pratiques phytosanitaires dans un réseau d’exploitations de grandes cultures de 1992 à 2004, J. Dugon et al. Agridea et ACW
13. – 16.01.2011 Agroscope à Swiss'Expo 2011 Stations de recherches Agroscope ACW, ALP et ART Lausanne
••Coefficients du produit standard pour l’agriculture suisse, D. Schürch et D. Schmid ART ••Ajustement des normes de fumure azotée en grandes cultures, W. Richner ART ••Guerre chimique entre champignons: un arsenal de molécules bioactives, S. Schürch et al. ACW ••Détection automatique des chaleurs chez les bovins, S. Kohler et al. HESA ••Liste suisse des variétés de pommes de terre 2011, R. Schwärzel et al. ACW et ART
Informations: www.agroscope.admin.ch/manifestations
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Mittwoch, 24. November 2010
Ökobilanzierung landwirtschaftlicher Betriebe Abschlusstagung des Projekts Zentrale Auswertung von Ökobilanzen landwirtschaftlicher Betriebe
Worum geht es? Die Schweizer Landwirtschaft unternimmt seit 15 Jahren wichtige Anstrengungen, um die Produktion besser mit der Umwelt in Einklang zu bringen. Weitere Fortschritte erfordern eine verstärkte individuelle Gestaltung der einzelbetrieblichen Massnahmen. Es ist somit zentral, dass der Landwirt eine Rückmeldung über die Umweltwirkung seines Betriebes erhält und sie im Gesamtkontext einordnen kann. Das vom BLW und ART getragene, mehrjährige Projekt «Zentrale Auswertung von Ökobilanzen landwirtschaftlicher Betriebe» (ZA-ÖB) hat die Umweltwirkung von rund 100 Schweizer Landwirtschaftsbetrieben ermittelt und sie zusammen mit der wirtschaftlichen Leistung ausgewertet. Dabei wurde der Einfluss zahlreicher Faktoren wie Betriebstyp, Produktkategorie und -menge, Landbauform, Region, Dünger, Energieträger oder Pestizide untersucht. Die daraus gewonnenen Ergebnisse dienen sowohl den teilnehmenden Landwirten (individuelle Rückmeldung), als auch der Öffentlichkeit. Anmeldung / Detailprogramm und Auskunft Anmeldungen bis zum 31. Oktober 2010. Detailprogramm unter www.agroscope.ch > Veranstaltungen
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Themen • Wie erfolgt eine betriebliche Ökobilanzierung? • Was sind die ökologischen Auswirkungen der untersuchten Betriebe? • Welches sind die bestimmenden Faktoren für einzelne Produkte und Betriebstypen? • Wie kann der Landwirt die Ökobilanzergebnisse in seinem Management integrieren? • Gibt es einen Zusammenhang zwischen wirtschaft licher und ökologischer Leistung? • Welche Schlussfolgerungen lassen sich für die Schweizer Landwirtschaft ziehen? Zielpublikum Entscheidungsträger aus Verwaltung und Privatwirtschaft, Akteure aus der Wissenschaft und der landwirtschaftlichen Beratung, interessierte Landwirte. Ort und Zeit Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ART Vortragssaal Reckenholzstrasse 191, CH-8046 Zürich Mittwoch, 24. November 2010, 9.00 bis 16.45 Uhr www.agroscope.ch
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