Usage de bandes riveraines composées d'herbacées ou de saules arbustifs pour limiter les flux agro-chimiques des grandes cultures vers les cours d'eau et produire de la biomasse dans la plaine agricole du Saint-Laurent

摘要

Le Québec s'est doté d'une politique prônant la conservation de bandes riveraines étroites (≥ 3 m) en bordure de tous les cours d'eau agricoles pour mitiger la pollution diffuse liée aux nutriments et aux pesticides. Cette politique est un compromis entre efficacité de mitigation et impact économique des agriculteurs privés de culture en zone riveraine, ayant une largeur inférieure aux recommandations des scientifiques pour améliorer la qualité de l'eau. La présente thèse teste donc l'efficacité des bandes riveraines en conformité avec cette politique, en milieu ouvert, sur trois années consécutives. Des bandes riveraines herbacées, typiques des friches le long des cours d'eau, sont comparés à des plantations de Salix miyabeana SX64. Le saule arbustif ayant un potentiel de phytoremédiation reconnu et sa croissance rapide permet une production de biomasse pouvant pallier aux besoins énergétiques ou économiques des agriculteurs, ce design de bande riveraine constitue une innovation à évaluer. Pour déterminer si l'augmentation de la densité de plantation améliorerait l'efficacité de la bande riveraine étroite ou la productivité de biomasse, les plantations de saules ont été faites sur 3 rangs (33 333 tiges/ha) ou 5 rangs (55 556 tiges/ha). Pour maximiser la portée de nos conclusions, deux types d'environnements communs dans la plaine du Saint-Laurent ont été choisis. Les bandes riveraines de Boisbriand (BB) se situaient au creux de champs vallonnés, dans une dépression où l'on retrouve souvent une terre organique avec une nappe phréatique peu profonde. Les bandes riveraines de Saint-Roch-de-l'Achigan (SR) sont dans un champ au relief plat avec une couche d'argile peu profonde. Les trois traitements de bandes riveraines avaient été implantés en triplicata de façon aléatoire en 2009. Les instruments d'échantillonnage de l'eau ont été implantés en 2011 afin de recueillir le ruissellement, l'eau interstitielle en zone non-saturée et phréatique avant et après la bande riveraine, jusqu'au printemps 2014. La productivité des saules en bande riveraine était plus élevée que celle de plantations commerciales en plein champ (23-34 t bs/ha/an à SR sur un loam sableux compacté et 56-89 t bs/ha/an sur une riche terre organique à BB). Le potentiel de séquestration des nutriments était aussi intéressant : 116-118 Kg-N/ha/an, 23 kg-P/ha/yr et 62-63 Kg-K/ha à SR et 278-447 Kg-N/ha/an, 55-89 kg-P/ha/an et 148-239 Kg-Kiha à 88. Ces potentiels intéressants de production de biomasse et de séquestration de nutriments motivent donc le déploiement de ce type de bande riveraine multifonctionnelle. Si le ruissellement de surface modélisé suit un parcours très hétérogène sur une échelle locale, reste qu'à l'échelle du champ, la moyenne des trajectoires traverse effectivement la bande riveraine de façon perpendiculaire. De plus, la nappe phréatique s'écoule généralement depuis les champs, vers les cours d'eau, mais ce trajet peut s'inverser en période sèche (lorsqu'il y a connectivité avec le ruisseau à BB). Les trajectoires horizontale et verticale de l'eau influencent l'efficacité perçue de la bande riveraine définie comme la différence de concentration en nutriments ou en pesticides avant ou après la bande riveraine (exprimée en pourcentage). L'efficacité de la bande riveraine est fortement influencée en fonction d'épisodes saisonniers. Les nutriments sont plus concentrés juste après la fertilisation, et cette période coïncide avec une efficacité accrue dans l'enlèvement des nitrates (77-81 % dans le ruissellement à BB, et 92-98 % à 35-70 cm de profondeur à SR) et une ponctuelle supériorité des saules par rapport à la bande enherbée. Le potassium, le phosphore total et l'azote ammoniacal n'étaient retenus que ponctuellement dans le temps et l'espace. Par contre, la rétention des phosphates était nulle tout au long de l'année (depuis la fonte nivale jusqu'après les épandages d'herbicides à base de glyphosate). La bande riveraine s'est avérée inefficace pour retenir le ruissellement du glyphosate ou de I'AMPA, son sous-produit de dégradation et pourrait même (p = 0.0513 à SR) contribuer à l'infiltration du glyphosate vers le sous-sol, où il entrainerait une contamination de la nappe phréatique. La réduction des concentrations de glyphosate (27-54 % à SR selon les traitements) dans le sol, suggère que seul le glyphosate adsorbé aux particules de sol est freiné par la bande riveraine. En conclusion, la bande riveraine de 3 m préconisée au Québec ne suffit pas à atteindre les concentrations requises dans les critères de protection chronique pour la vie aquatique tant pour les nutriments que pour le glyphosate. Enfin, hormis le potentiel intéressant de production de biomasse, les saules n'étaient pas systématiquement plus efficaces que la friche pour mitiger la pollution diffuse.ud______________________________________________________________________________ udMOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Bandes riveraines végétalisées, Nutriments, Glyphosate, Hydrologie, Salix miyabeana SX64