Plan Ecophyto : diminuer le recours aux produits phytosanitaires

Systèmes de culture moins dépendants des pesticides

Expérimentations + Mesures in situ permettent d’évaluer les

performances environnementales de ces systèmes innovants

Cependant, il existe différents contextes pédo-climatiques et un grand nombre de

systèmes innovants potentiels

Impossible d’expérimenter in situ tous les systèmes potentiels

Solution : Évaluation ex ante

Les modèles simulant le devenir des pesticides dans l’environnement permettent

d’intégrer les variabilités pédoclimatiques, spatiales et temporelles

◦ Cependant, les pratiques agricoles y sont représentées

de manière incomplète

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27 au 29 mai 2015

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Développer une méthode, basée sur la modélisation, pour évaluer

des flux de pesticides dans les systèmes de culture innovants

Forcer un modèle « pesticides », MACRO

avec un modèle « cultures », STICS

Modèle « pesticides » :

Devenir des pesticides dans l’environnement

Modèle « cultures » :

Description des ITK-cultures (rotations, mulch,…)

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Critères de choix du modèle « pesticides » MACRO (Larsbo & Jarvis, 2003)

◦ Utilisé pour l’homologation des produits phytosanitaires en Europe

◦ Performant (Marin-Benito et al., 2014)

◦ Double porosité

Difficultés pour représenter des systèmes innovants dans le modèle

◦ Culture = Une seule valeur de LAI (max), Hauteur, Profondeur d’enracinement

◦ Développement de la culture indépendant du climat et du sol

◦ Impossible de simuler des rotations, cultures associées, mulch…

Caractéristiques des pesticides

Flux d’eau et de pesticide dans l’environnement

(eaux souterraines en particulier)Caractéristiques

du sol, du climat et des cultures

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Critères de choix du modèle « cultures » STICS (Brisson et al., 1998)

◦ Simule de nombreuses pratiques agricoles (rotations, mulch, variétés, …)

◦ Interactions « plantes x environnements x pratiques »

◦ Générique, robuste et largement testé (Coucheney et al., 2015)

Fonctionnalités de STICS (d’après Notice utilisation STICS, INRA)

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STICS et MACRO fonctionnent en série sous R

Développement de packages R qui permettent de :

1. Gérer les fichiers de STICS et MACRO : importer, paramétrer, convertir

2. Exécuter une ou plusieurs simulations STICS et en récupérer les résultats

3. Convertir les sorties de STICS et les introduire dans MACRO

4. Exécuter le modèle MACRO et exporter ses sorties

5. Traiter les résultats de MACRO et les visualiser

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Méthodologie d’évaluation du modèle STICS-MACRO

MACRO

(1)

STICS-MACRO

Mesures in

situ

(Dijon)

(2)

◦ Site expérimental INRA de Dijon-Epoisses

◦ Lysimètres (plaques, mèches), bougies poreuses

◦ Mesures des volumes d’eau percolés et des concentrations en

pesticides dans l’eau Evaluation des modèles

◦ ITK : Orge + Colza + Blé + Soja (2010 à 2013)

◦ Pesticide : Imazamox appliqué le 01/07/2013

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Comparaison de STICS et de MACRO : LAI

STICS et MACRO sont complémentaires :

◦ STICS affine la description des systèmes de culture

◦ MACRO améliore la description du devenir des pesticides (et métabolites) dans les

micro et macroporosités

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

02/01/2010 21/07/2010 06/02/2011 25/08/2011 12/03/2012 28/09/2012 16/04/2013 02/11/2013

LAI

(m²/

m²

de

sol)

LAI simulé par STICS+MACRO vs LAI simulé par MACRO

lai STICS+MACRO

LAI MACRO

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LAI STICS-MACRO

LAI MACRO

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Comparaison des concentrations simulées et des concentrations observées

L’amélioration de la modélisation du LAI modifie :

◦ Le bilan d’eau (transpiration, interception, flux d’eau vers le sous-sol)

◦ Le bilan de pesticides (interception des pesticides)

La concentration en pesticide est surestimée par MACRO seul

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

01-07-13 30-04 au24-07-13

22-08 au16-12-13

07-11 au13-11-13

14-11 au21-11-13

22-11 au25-11-13

26-11 au02-12-13

03-12 au09-12-13

Application de l’imazamox

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Observations

STICS-MACRO

MACRO

Concentr

ati

on e

n im

azam

ox

(µg/l)

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Le « forçage » de MACRO avec STICS fournit un outil d’évaluation

ex ante des flux de pesticides dans les systèmes de culture innovants

Ce travail a abouti à la production de packages R qui permettent de :

◦ Réaliser des simulations STICS et des simulations MACRO sous R

(rapidité + multisimulations)

◦ Modéliser des systèmes innovants différents

◦ Estimer les impacts des systèmes de culture innovants sur l’environnement

◦ Réaliser des analyses de sensibilité et d’incertitudes …

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Par la suite,

◦ Analyser la sensibilité globale de STICS-MACRO

◦ Analyser les incertitudes associées à l’utilisation de STICS-MACRO

◦ Utiliser STICS-MACRO pour évaluer ex ante d’autres systèmes innovants

conçus dans des contextes agro-pédoclimatiques différents

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Remerciements

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◦ INRA

◦ Ministère chargé de l’agriculture

◦ ONEMA

◦ Comité d’Orientation et Conseil Scientifique de l’APR «PSPE »

Action cofinancée par l’INRA et le ministère chargé de l’agriculture, avec

l’appui financier de l’ONEMA, par les crédits issus de la redevance pour

pollutions diffuses attribués au financement du plan Ecophyto, dans le

cadre de l’APR « Pour et Sur le Plan Ecophyto (PSPE1) »

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Merci de votre attention

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