Fosse de stockage de lisier de porc
4.3 Impacts du lisier de porc liés aux éléments traces métalliques
4.3.1 Accumulation dans le sol
Lors de l’épandage de lisier de porc sur un sol cultivé, plusieurs études ont mise en évidence une modification de la concentration en Cu et en Zn dans le sol. Les exemples du Tableau I-6 mettent en évidence l’impact de l’épandage de lisier de porc sur différents types de sols en climat tempéré.
Les quantités de Cu et Zn apportées par le lisier diffèrent selon les études, en fonction des concentrations en Cu et Zn dans les lisiers de porc, de la quantité de lisier apportée, et de la durée de l’expérimentation. Cependant, dans tous les cas, on observe une augmentation significative de la concentration en Cu et Zn à la surface du sol.
Il semble que plus l’apport de Cu et Zn avec le lisier est important, plus l’augmentation de leur concentration dans le sol concerne des couches plus profondes de sol. En effet, Lipoth et Schoeneau (2007) observent une augmentation significative de la concentration en Cu et Zn du sol jusqu’à 18 cm de profondeur. Martinez et Peu (2000) ainsi que Novak et al. (2004) observent une augmentation de la concentration en Cu et Zn jusqu’à 60 cm de profondeur. Ceci peut être attribué aux apports de Cu et Zn moins important dans le premier cas. Il semble donc que plus on apporte de Cu et Zn avec le lisier de porc, plus ils semblent migrer en profondeur. L’accumulation de Cu et Zn en surface ne pourrait alors qu’être un comportement à moyen terme.
Il est également important de noter que Novak et al. (2004) observent une augmentation de la concentration entre 40 et 60 cm de profondeur pour Zn et pas pour Cu. Il semble donc que Zn migre plus vite que Cu dans le sol.
Tableau I-6 : Impact d’épandages intensifs de lisier de porc sur la concentration en Cu et Zn du sol
Application de lisier Sol Climat l'expérimentation Durée de Concentration en Cu du lisier Concentration en Zn du lisier observations auteurs m3.ha-1.an-1
année mg.l
-1 mg.kg-1 mg.l-1 mg.kg-1
580-4330 loamy sand tempéré 15 0,82 0,74
augmentation de la concentration en Cu
et Zn entre 0-45 cm Novak et al 2004
727-1436 à texture limon sol brun
moyen sableux tempéré 5 37,1 645 53,9 936
augmentation de la concentration en Cu 40 cm) et Zn (0-60 cm)
Martinez et Peu 2000
148 Black chernozem tempéré 5-7 1 5,4 augmentation de la concentration en Cu
et Zn entre 0-18 cm Lipoth 2007
- - tempéré 12 600 1500 augmentation de la concentration en Cu
et Zn entre 0-50 cm
Gräber 2005
30-100 silty clay loam tempéré 10-15 250-800 1000
600-différence de concentration en Cu et Zn significative par rapport à une parcelle témoin
4.3.2 Flux vers les nappes
Certains auteurs ont observé des flux de Cu et Zn suite à l’épandage de lisier de porc sur un sol.
Hao et al. (2008) ont réalisé une expérimentation en colonne de sol. La colonne de sol est constituée d’un Luvisol qui présente des concentrations de 29 mg.kg-1 de Cu et 105 mg.kg-1 de Zn. A ce sol, ils ajoutent 2 % en masse d’un lisier de porc qui présente des concentrations en Cu et Zn de respectivement 20 mg.kg-1 et 106 mg.kg-1 de matière fraîche. Ils démontrent que cet apport de lisier de porc entraîne une augmentation de la concentration Cu et Zn de la solution de sol. En effet, la concentration de la solution de sol passe de 0,25 à 2,5 mg.l-1 pour le Zn et de 0,03 à 0,10 mg.l-1 pour le Cu.
Martinez et al. (2000) ont réalisé une expérimentation sur le terrain. Ils ont apporté en 5 ans, 37 kg.ha-1.an-1 de Cu et 53 kg.ha-1.an-1 de Zn, ce qui représente 100 ans d’épandage de lisier de porc (pour les pratiques généralement observées). Ils ont également observé une augmentation de la concentration en Cu dans les eaux de drainage du sol suite à des épandages de lisier. Cu est passé d’une concentration de l’ordre de 1 µg.l-1 à 6 µg.l-1 et Zn est passé de 10 µg.l-1 à 100 µg.l-1. Ainsi, ils ont pu estimer le flux de Cu et Zn et démontrer que cette lixiviation de Cu et Zn ne représentait respectivement que 0,05 % et 0,6 % de l’apport total par le lisier de porc. Il semble donc que l’épandage de lisier de porc sur un sol n’entraîne que très peu de flux de cuivre et zinc. Encore une fois, les sols étudiés sont sous climat tempéré.
4.3.3 Prélèvement par les plantes
L’effet de l’application de lisier de porc sur les plantes est beaucoup moins flagrant que celui sur l’augmentation de la concentration dans les sols.
En général, on peut noter que l’apport de Cu et Zn par le lisier de porc semble assez peu biodisponible. En effet, l’apport de Cu sous forme CuSO4 entraîne une plus grande augmentation de la concentration en Cu des plantes par rapport au Cu provenant du lisier de porc (Bolan et al., 2003). En effet, dans certains cas, l’apport de lisier de porc n’entraîne pas d’augmentation du prélèvement par la plante. Mantovi et al (2003) montrent que le taux d’application de lisier de porc n’est pas significativement corrélé aux concentrations de Cu et Zn dans les plantes telles que le maïs (Zea mays), la betterave (Beta vulgaris), ou la luzerne (medicago sativa).
Cependant, dans d’autres cas, l’apport de lisier de porc a un effet sur la concentration dans la plante, même si celui-ci est assez mineur. Lipoth et Schoenau (2007) montrent que l’augmentation du taux de fertilisation par le lisier de porc entraîne une augmentation de la concentration en Cu et Zn des plantes telles que le blé (Triticum aestivum) et l’orge (Hordeum
vulgare). Les plantes de type herbacé peuvent également assimiler Cu et Zn provenant du
lisier. Par exemple, McLaughlin (2004) montre un prélèvement de Cu et Zn de 1,4 et 4,0 % de l’apport total de lisier dans le cas de Indiangrass « lometa » (Sorghastrum nutans). Il montre également un prélèvement de 2,6 à 9,6 % de l’apport total de lisier dans le cas du bermudagrass commun (Cynodon dactylon).
Ainsi, l’effet de l’application de lisier de porc sur les plantes est difficile à appréhender puisqu’il semble dépendre du type de plante considéré.