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La réglementation liée aux zones tampons agricoles
La réglementation liée à l’implantation de zones tampons agricoles s’articule autour de deux codes réglementaires : le code de l’Environnement et le code Rural et de la Pêche Maritime. Le Groupe Technique pour l’intégration des Zones Tampons (GTZT), co-animé par l’Onema et l’Irstea, a réalisé un travail de synthèse à propos de la réglementation des zones tampons. Cette synthèse traite notamment de la réglementation des zones tampons agricoles (annexe 1).
Selon le type de zone tampon envisagée, le cadre réglementaire peut varier et un type de dispositif peut avoir plusieurs cadres réglementaires d’application. Les principales réglementations en fonction des différents types de zone sont les suivantes :
La mise en place de bandes enherbées riverains et de ripisylves entre dans le cadre d’opérations liées au « Respect d’une Zone Non Traitée pour les produits phytopharmaceutiques autour des points d’eau », à la « Directive Nitrates » et à la « Conditionnalité de la Politique Agricole Commune ».
Le cas des fossés est pris en compte dans la « Conditionnalité de la Politique Agricole Commune » qui a pour objectif de garantir une agriculture plus durable. De manière plus précise les fossés sont abordés dans la partie « Maintien des particularités topographiques ». Ce cadre réglementaire implique une protection effective (interdiction de destruction) des éléments de Bonnes Conditions Agro-Environnementales (BCAE) dont les fossés font partis.
L’aménagement ou la gestion des dispositifs de type plan d’eau sont pris en compte dans les opérations de « Conditionnalité de la politique agricole commune » et de « Verdissement de la Politique Agricole Commune ». Ce dernier permet la préservation des surfaces d’intérêt écologique (SIE) sur une surface correspondant à au moins 5 % des terres arables de l’exploitation agricole. Or, les plans d’eau peuvent constituer des SIE. Généralement, l’implantation d’une ZTHA est soumise à une procédure Loi sur l’eau (dossier d’autorisation ou de déclaration).
L’aménagement ou la gestion des prairies humides sont considérés au regard du « Verdissement de la Politique Agricole Commune » de la même façon que les plans d’eau.
L’entretien et le coût d’une zone tampon humide agricole
L’entretien d’une zone tampon agricole nécessite de considérer la végétation et le sol.
Le CORPEN (Comité d’ORientation pour des Pratiques agricoles respectueuses de l’ENvironnement) ainsi que l’Irstea et l’Onema donne les préconisations suivantes :
Pour les bandes enherbées .
Les zones à nu doivent être replantées ou ressemées.
Il est nécessaire de maintenir une bonne rugosité, propice à la rétention des matières en suspension et du phosphore. Cela demande une herbe dense et drue avec une hauteur optimale d’une quinzaine de centimètres, ce qui peut impliquer de réaliser plusieurs coupes par an.
Pour les pesticides, le maintien de la perméabilité nécessite une coupe par an.
En ce qui concerne l’exportation des nutriments, la fauche est préférable au broyage. De plus le pâturage des zones enherbées permet le recyclage des nutriments sur place.
Les ravinements ou les atterrissements doivent être rectifiés.
Quand cela est nécessaire, il est judicieux de pratiquer un disquage parallèle en amont de la zone tampon pour effacer la dérayure et les autres traces de travail du sol qui risquent d’entrainer une concentration du ruissellement.
Pour les dispositifs ligneux : l’entretien implique des opérations de taille et/ou débroussaillage dont le but est de contrôler la croissance des différentes strates de végétation. Ces interventions doivent avoir lieu durant l’arrêt de la végétation et de préférence hors des périodes importantes pour la faune sauvage (reproduction, ponte, nidification). De plus, le bois peut être exporté pour de l’exploitation et participe ainsi à l’élimination de l’azote et du phosphore (Gril et Bertrand, 2007). Cependant, d’une manière générale, il s’agit de privilégier un développement naturel et si besoin une gestion sélective avec une intervention manuelle et ponctuelle. Dans le cas d’intervention nécessaire, il sera préférable d’utiliser des outils à lamier afin de réaliser des coupes nettes et éviter que les arbres cicatrisent mal (Irstea et Onema).
Le cycle de l’azote
Afin d’avoir une meilleure compréhension des phénomènes et des processus expliqués dans un deuxième temps (partie 2), il apparaît important de décrire le cycle de l’azote en lien avec le contexte agricole (figure 13). Le cycle de l’azote dans le système sol-plante-atmosphère est réalisé au moyen de différentes transformations physico-chimiques et biologiques.
L’azote est un élément minéral qui constitue avec le carbone, l’hydrogène et l’oxygène l’un des composés majeurs du vivant et notamment des agrosystèmes (Oraison et al., 2011). Il existe sous différentes formes :
l’azote gazeux, N2, qui est forme la plus abondante (présent dans le sol et dans l’atmosphère).
l’azote organique qui constitue la majeure partie de l’azote contenu dans un sol agricole.
l’azote minéral (ammonium, nitrite, nitrate) qui représente en dehors des périodes de fertilisation, quelques dizaines de kilogrammes par hectare.
Les apports phosphorés : le phosphate, le phosphore organique et particulaire
Le phosphore constitue comme l’azote, un nutriment essentiel au développement des cultures. Il est assimilé par les plantes uniquement sous forme d’ion phosphorique ou orthophosphate, présent en solution dans l’eau du sol. Cependant, il est plus fréquemment retrouvé sous forme particulaire, adsorbé sur les composés du sol avec une préférence pour le fer, l’aluminium, le calcium et la matière organique. Cette caractéristique le rend difficilement disponible pour les plantes. Ainsi, le phosphore a tendance à s’accumuler de façon plus ou moins prolongée dans le sol selon les conditions physico-chimiques du milieu (Catalogne et Le Henaff, 2016).
Par ailleurs, il constitue avec le nitrate, l’une des principales causes d’eutrophisation des milieux aquatiques superficiels. Il existe trois voies principales de transferts du phosphore vers les eaux :
par des phénomènes de remobilisation qui conduise à un passage en solution d’une fraction du phosphore présent dans le sol.
par le réseau de drainage.
sous forme particulaire, par ruissellements érosifs.
Le devenir du phosphore est donc fortement lié à celui des matières en suspension (Catalogne et Le Henaff, 2016). D’après Nemery et al. (2005) le transfert du phosphore par ruissellement est plus significatif que celui amené par le drainage.
Le cycle du phosphore
Tout comme pour l’azote, il apparaît important de décrire le cycle du phosphore (figure 14) en lien avec le contexte agricole afin d’avoir une meilleure compréhension des phénomènes et des processus expliqués dans un deuxième temps (partie 2).
Contrairement au cycle de l’azote, celui du phosphore ne présente pas de composante gazeuse en quantité significative et n’affecte quasiment pas l’atmosphère (Oraison et al., 2011). Il existe trois formes principales de phosphore au cours du cycle :
le phosphore organique issu de l’altération des roches ou des apports anthropiques (agricoles et urbains).
le phosphore particulaire fixé à d’autres composés du sol.
l’ion orthophosphate, PO43- (biodisponible).
Le cas de l’ammonium
L’azote sous forme d’ammonium peut être dissipé au moyen de quatre processus : la volatilisation, l’absorption, l’adsorption et l’ANAMMOX (Anaerobic Ammonium Oxidation).
La volatilisation est un processus physico-chimique au cours duquel l’ammonium passe sous sa forme gazeuse (ammoniac, NH3). Elle peut constituer une voie d’élimination de l’azote significative notamment dans le cas des ZTHA à surface libre. En effet, en raison de leur activité photosynthétique, les assemblages d’algues et les macrophytes submergées peuvent générer de forts pH pendant la journée, ce qui constitue des conditions durables pour la volatilisation de l’ammonium. Stowell et al. (1981) dans Vymazal (2007) ont montré que la volatilisation de l’ammonium pouvait avoir un taux de 2,2 g N/m²/jour dans un système de traitement.
Tout comme le nitrate, l’ammonium peut également être absorbé puis assimilé par les plantes, les algues et les micro-organismes. L’ammonium est rapidement incorporé dans les acides aminés de plusieurs micro-organismes autotrophes et hétérotrophes. La préférence envers l’ammonium ou le nitrate diffère en fonction des espèces de plantes mais la majorité sont capables d’absorber n’importe quelle forme d’azote soluble, en particulier si elles sont acclimatées à leur présence. Le préférendum pour les ions NH4+ est habituel pour les plantes qui sont dans un habitat avec une nitrification limitée dans laquelle l’ammonium prévaut. En climat tempéré, l’assimilation de l’ammonium par les plantes a généralement lieu au printemps et en été. Le taux d’absorption potentiel de nutriments par la plante est limité par sa vitesse de croissance, la concentration de nutriments stockés dans ses tissus et le potentiel final d’accumulation de biomasse, c’est-à-dire la taille maximale de récolte sur pied. Donc, les caractéristiques d’une plante intéressante pour l’assimilation des nutriments et leur stockage sont : une croissance rapide, une grande capacité de stockage en nutriments dans les tissues et la capacité d’atteindre une grande taille de récolte (Vymazal, 2007).
L’ammonium peut également être dissipé par adsorption au travers d’un échange de cations avec les détritus, les sédiments ou des particules de sol organiques (argiles, substances humiques). L’ammonium adsorbé est susceptible d’être désorbé lorsque les conditions chimiques changent. Le taux et le degré de réaction dépend de plusieurs facteurs (Vymazal, 2007) :
La nature et la quantité d’argile.
La nature et la quantité de matière organique dans le sol.
L’alternance entre la submersion et la sécheresse.
La période de submersion.
La présence de végétation.
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Table des matières
Introduction :
1 Description des objets du sujet
Définition, typologie, réglementation, entretien et coût des zones tampons agricoles
1.1.1 Les zones tampons agricoles
1.1.2 La typologie des zones tampons agricoles
1.1.4 La réglementation liée aux zones tampons agricoles
1.1.5 L’entretien et le coût d’une zone tampon humide agricole
Description des principaux contaminants d’origine agricole
1.2.1 Les apports azotés : le nitrate, l’azote organique et l’ion ammonium
1.2.2 Le cycle de l’azote
1.2.3 Les apports phosphorés : le phosphate, le phosphore organique et particulaire .
1.2.4 Le cycle du phosphore
1.2.5 Les pesticides
2 Les processus mis en jeux pour la réduction des nutriments et des pesticides
Les voies de réduction de l’azote
2.1.1 Le cas des nitrates
2.1.2 Le cas de l’ammonium
2.1.3 Le cas de l’azote organique
Les voies de réduction du phosphore
Les voies de réduction des pesticides
2.3.1 Les processus destructeurs
2.3.2 Les processus non-destructeurs
3 L’efficacité des zones tampons humides agricoles
Grille d’analyse de l’efficacité d’une zone tampon humide agricole
3.1.1 Définition de l’efficacité
3.1.2 Grille d’analyse
Les perspectives du projet
L’efficacité d’atténuation des zones tampons humides agricoles vis-à-vis des transferts 3.2de nutriments et de pesticides
3.2.1 Le cas des nitrates
3.2.1.1 L’efficacité d’atténuation par les dispositifs tampons riverains de type prairie humide et ripisylve
Analyse bibliographique sur l’efficacité des zones tampons humides agricoles tant sur les transferts de nutriments que de pesticides
3.2.1.2 L’efficacité d’atténuation par les ZTHA
3.2.2 Le cas du phosphate
3.2.2.1 L’efficacité d’atténuation par les ZTHA
3.2.2.2 L’efficacité d’atténuation par les dispositifs de type fossés végétalisés
3.2.3 Le cas des pesticides
3.2.3.1 L’efficacité d’atténuation par les dispositifs tampons riverains
3.2.3.2 L’efficacité d’atténuation par les ZTHA
3.2.3.3 L’efficacité d’atténuation par les dispositifs de type fossés végétalisés
La fonctionnalité écologique des zones tampons humides agricoles
L’insertion socio-territoriale des zones tampons humides agricoles
Conclusion
Bibliographie
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