De la collecte de données d’exploitation à la détermination de flux de substances

Depuis 1985, le NABO collecte chaque année des données, directement fournies par les exploitants, sur l’exploitation et l’utilisation d’une sélection de parcelles agricoles du NABO. Il existe ainsi pour chaque parcelle une liste uniformisée, validée annuellement, et complétée par un code uniformisé pour les matières auxiliaires de l’agriculture. Des séries chronologiques couvrant une trentaine d’années sont disponibles pour environ 50 parcelles du NABO. Elles renferment des indications détaillées sur la fumure pratiquée (engrais minéraux et engrais de ferme, intensité de la fumure), sur l’utilisation de produits phytosanitaires et sur les assolements. Ces données d’exploitation sont un outil précieux pour l’étude de diverses questions en rapport avec les fonctions du sol et les menaces pour le sol, et servent de base pour de nombreux modèles environnementaux.

bewirtschaftungsdaten — Sites du NABO où les données d’exploitation sont relevées depuis le milieu des années 1980

Bilans des éléments nutritifs et des polluants

À partir de ces données sur la fumure pratiquée, sur l’utilisation de produits phytosanitaires et sur les assolements, nous pouvons établir des bilans de surface (surface balance) à long terme pour des éléments nutritifs et des polluants. Ces bilans fournissent un bon aperçu des flux pertinents pour les différentes substances compte tenu de l’exploitation et de l’assolement.

bewirtschaftungsdaten_standorte — Bilan de l’azote pour un site de grandes cultures (en haut) et bilan du phosphore pour un site d’herbage extensif (en bas)

Modélisation de processus pédologiques

Par rapport à un bilan de surface basé sur les substances, les modélisations plus complexes intègrent d’autres processus significatifs du sol, comme la bioturbation (mélange de la terre par les organismes du sol), le régime hydrique, la migration dans les couches profondes et l’écoulement de surface.

En calibrant le modèle de processus sol EPIC avec des données d’exploitation, nous pouvons établir des prévisions pour les parcelles du NABO. Nous obtenons ainsi d’une part des informations sur la façon dont les teneurs en substances nutritives et en polluants du sol peuvent évoluer pour un même mode d’exploitation, d’autre part des indications sur les processus du sol qui jouent un rôle important dans la dynamique des cycles de substances.

bewirtschaftungsdaten_organic — Exemple de bilan de processus pour le phosphore : apports et exports (en haut), évaluation de l’évolution de la teneur en phosphore dans la couche supérieure du sol (en bas) d’après le bilan de surface (surface balance) et d’après le modèle de processus (EPIC).

Cycles des matières dans les sols agricoles du Plateau suisse

Un bon équilibre des cycles des éléments nutritifs et des matières joue un rôle essentiel dans l’exploitation durable des sols agricoles. Malgré l'introduction, au milieu des années 1990, de mesures de protection de l’environnement dans l'agriculture suisse, les objectifs nationaux de réduction des excédents d'engrais n'ont été que partiellement atteints.

Au moyen d’un modèle des cycles des substances, nous pouvons montrer où et comment l’utilisation et l’exploitation du territoire évoluent au fil des années sur le Plateau suisse, et établir des prévisions sur l’évolution des flux de matières dans l’agriculture. Nous identifions les changements d’utilisation du territoire à l’aide de données de télédétection et de la plateforme d’outils Google. Nous pouvons établir des corrélations entre les flux de substances et certaines fonctions du sol afin d’évaluer par exemple des fonctions de filtration et de régulation de substances nutritives dans les sols. Le modèle permet ainsi d'identifier des zones à risque présentant d'importants déficits ou excédents d’éléments nutritifs, ainsi que les sols dont les fonctions de régulation peuvent être fortement influencées, voire trop sollicitées.