Evaluation de l'impact environnemental de l'épandage de lisier de porc par une approche multi-échelle

Legros Samuel, Doelsch Emmanuel, Chaurand Perrine, Masion Armand, Rose Jérôme, Feder Frédéric, Sansoulet Julie, Gaudet Jean-Paul, Proux Olivier, Hazemann Jean-Louis, Briois Valérie, Saint Macary Hervé, Bottero Jean Yves. 2009. Evaluation de l'impact environnemental de l'épandage de lisier de porc par une approche multi-échelle. In : Actes du Séminaire ResMO 2009 'Séminaire Matières Organiques et Environnement'. INRA. s.l. : s.n., Résumé, 69. Séminaire ResMO 2009 'Séminaire Matières Organiques et Environnement', Sainte-Maxime, France, 25 Février 2009/28 Février 2009.

Résumé : Selon la FAO, la production mondiale de porcs est en 2003 d'environ 955,5 millions d'animaux et l'on estime sa progression à +15 % à l'échéance de 2012. Un élevage naisseurengraisseur de 100 truies présentes produit entre 1656 et 2032 m3 de lisier par an. Ainsi, le lisier de porc est un déchet agricole produit en grande quantité pour lequel il convient de trouver des solutions de recyclage. L'épandage de lisier de porc sur les terres cultivées est la pratique la plus courante. En effet, le lisier de porc constitue une source d'éléments fertilisants avec notamment de forte concentration en azote, phosphates, et potassium. Cependant, le lisier de porc est également riche en éléments traces métalliques cuivre (Cu) et zinc (Zn) qui sont ajoutés aux rations alimentaires pour leurs propriétés vétérinaires. Bien qu'ils peuvent contribuer utilement à la fertilisation des cultures, ils présentent également des risques pour l'environnement. En effet, les éléments traces métalliques peuvent être toxiques pour les animaux et les végétaux et l'apport d'éléments traces métalliques dans le sol entraîne des risques de contamination des végétaux et des risques de lessivage vers les nappes phréatiques. Afin d'étudier le comportement de Cu et Zn suite à l'épandage de lisier de porc, nous avons adopté une approche multi-échelle. A l'échelle de la parcelle expérimentale, nous avons choisi : (i) de suivre au cours du temps la composition de la solution du sol afin de quantifier les flux de Cu et Zn solubles, (ii) de quantifier l'accumulation de Cu et Zn dans le sol suite à l'épandage de lisier de porc, (iii) de quantifier le prélèvement de Cu et Zn par le couvert végétal (trainasse Osterdamia pungens) A l'échelle moléculaire, nous avons étudié la spéciation de Cu et Zn en couplant plusieurs techniques analytiques (MEB, ?-XRF, EXAFS-XANES, etc.) Les concentrations en Cu et Zn de la solution du sol ont été mesurées pendant 2 ans suite à l'épandage intensif de lisier de porc. Ces concentrations sont toujours restées très faibles (50 and 240 ??g.l-1 respectivement) et comparables à celles mesurées sur la parcelle témoin. Ceci souligne la très faible mobilité de ces deux éléments. Cette observation a été confirmée par l'accumulation de Cu et Zn dans le sol de la parcelle Lisier par rapport aux concentrations mesurées dans la parcelle témoin. Par ailleurs, le prélèvement de Cu et Zn par la trainasse est négligeable. Afin de comprendre les facteurs qui gouvernent l'accumulation de Cu et Zn dans le sol, nous nous sommes orientés vers l'étude de la spéciation de ces deux éléments dans le lisier de porc. Comme le lisier de porc est une matrice complexe, nous avons réalisé un fractionnement granulométrique préalablement aux analyses. La majorité de Cu et Zn (respectivement 78 et 75 % de la concentration totale) est retrouvée dans la fraction granulométrique comprise entre 0,45 et 20?m. Le premier résultat inattendu a concerné le degré d'oxydation du cuivre dans le lisier : Cu(I). De plus, grâce à la similitude entre le signal enregistré pour un lisier de porc et certaines références minérales sulfurées, nous avons pu montrer que Cu est localement entouré par des atomes de S. La spéciation de Zn dans un lisier de porc peut-être décrite sur la base de 3 composantes : 41% de Zn lié à la matière organique, 39% d'hydroxyde de Zn et 20% de sulfure de Zn. Nous montrerons enfin que l'étude fine de la spéciation de Cu et Zn dans les lisiers de porc permet de comprendre les résultats obtenus à l'échelle de la parcelle expérimentale. (Texte integral)

Classification Agris : F04 - Fertilisation
P33 - Chimie et physique du sol
L01 - Élevage - Considérations générales
Q70 - Traitement des déchets agricoles

Auteurs et affiliations

• Legros Samuel ORCID: 0000-0001-7081-6679
• Doelsch Emmanuel, CIRAD-PERSYST-UPR Recyclage et risque (FRA) ORCID: 0000-0002-7478-4296
• Chaurand Perrine, Université Paul Cézanne (FRA)
• Masion Armand, Université Paul Cézanne (FRA)
• Rose Jérôme, Université Paul Cézanne (FRA)
• Feder Frédéric, CIRAD-PERSYST-UPR Recyclage et risque (REU) ORCID: 0000-0001-8434-5193
• Sansoulet Julie, CIRAD-PERSYST-UPR Recyclage et risque (REU)
• Gaudet Jean-Paul, INPG (FRA)
• Proux Olivier, CNRS (FRA)
• Hazemann Jean-Louis, CNRS (FRA)
• Briois Valérie, SOLEIL synchrotron (FRA)
• Saint Macary Hervé, CIRAD-PERSYST-UPR Recyclage et risque (FRA)
• Bottero Jean Yves, Université Paul Cézanne (FRA)

Source : Cirad - Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/569232/)

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