Mesures in situ

3.1.1. Les mesures de respiration de sol

Les données de flux de CO2 émis par le sol ont été acquises à l’aide de plusieurs dispositifs de

mesure (Tableau II-3) et durant différentes périodes (Figure II-9). Ces données ont donc été acquises à différentes fréquences temporelles selon les quatre sites concernés et ont des représentativités spatiales variables.

Les dispositifs expérimentaux composés de chambres de mesures diffèrent selon les sites mais sont tous de type dynamiques fermés et les chambres sont reliées à un analyseur de gaz à infrarouge (voir partie dispositif de mesure).



Des mesures réalisées à l’aide de chambres de mesure manuelles ont été effectuées sur les sites de Lamothe et d’Ottawa.

A l’aide d’une chambre portable SRC1 de PPsystems, sur le site de Lamothe, la respiration du sol a été mesurée le long d’un transect environ une fois par semaine durant la culture de blé du 26/10/2006 au 03/08/2007. De plus, 4 Zones d’Exclusions Racinaires (ZER) ont été installée sur la parcelle juste après le semis. Ces zones d’un mètre carré ont été désherbées à la main dès le début de la pousse du blé. Chaque ZER a été isolée du reste de la parcelle grâce à l’installation d’une bâche plastique sur une profondeur de 30 cm autour de la zone. Ainsi, lors de chaque campagne de mesure, la respiration hétérotrophe a été mesurée en 4 points distincts sur la parcelle.

Sur le site canadien, la respiration du sol a été mesurée à l’aide d’une chambre non commercialisée décrite dans Pattey et al. (2001). Les flux ont été mesurés le long d’un transect, de la même manière que sur le site de Lamothe durant les cultures de blé de 2007 et 2011. En 2007, les mesures ont été effectuées 11 fois entre le 05/06 et le 21/08 et en 2011, 12 jours de mesure sont disponibles entre le 03/06 et le 16/08.



Le site de Lonzée a été équipé d’un dispositif de mesure non commercialisé dont le détail est exposé par Suleau et al. (2011). Ce dispositif est formé de 4 chambres fonctionnant chacune 2 fois par heure, installées dans l’inter-rang de culture entre mars et juillet 2007 et permet de mesurer la respiration du sol totale (Rar + Rh). De plus, 4 ZER ont été installées sur le site belge en 2007.

71 Les données disponibles

Ces ZER représentent des surfaces de 3m x 3m, et ont été désherbées alors que le blé était encore bas (Suleau et al. (2011).). Sur chacune de ces zones a été installée une chambre de mesure permettant de mesurer la composante hétérotrophe Rh de la respiration du sol. Ainsi, le jeu de

données de Lonzée est constitué de 4 chambres mesurant la respiration totale du sol toutes les demi-heures ainsi que de 4 chambres mesurant simultanément la respiration hétérotrophe du sol durant la saison de culture du blé.

La campagne de mesure sur le site de Boigneville regroupe deux années de mesure : l’une où seule Rs a été mesurée, l’autre où des ZER ont été ajoutées pour mesurer la composante Rh en

parallèle de Rs. Le site de Boigneville a été équipé d’un dispositif de mesure composé de 3

chambres (Constantin et al. (2010)) en période de sol nu de juillet 2010 à mars 2011, permettant l’acquisition de 4 mesures de respiration de sol par jour. De novembre 2011 à juillet 2012, le site de Boigneville a été équipé de 3 mêmes chambres de mesure disposées dans l’inter-rang de culture ainsi que de 3 autres chambres identiques placées sur des ZER.

Le site canadien dispose de mesures acquises dans les inter-rangs de culture par une chambre automatisée LI-8100A (LI-COR Lincoln, Nebraska) permettant l’acquisition d’une mesure de respiration toutes les demi-heures. Les mesures ont été effectuées de mai à aout 2007 et de mai à août 2011.



Le flux net de carbone de l’écosystème (NEE) mesuré en période de sol nu avec le système d’EC (Pattey et al., 2006) correspond directement à la respiration du sol, et plus précisément à la respiration hétérotrophe du sol.

Des tours à flux sont installées en période de sol nu sur les sites de Lamothe et d’Auradé (décrites avec précisions par Beziat (2009)) et sur le site d’Ottawa. La NEE est mesurée toutes les demi-heures et a été sommée sur la journée entière pour être utilisée au pas de temps journalier en accord avec les différents modèles.

73 Les données disponibles

Figure II-9: Distribution temporelle des différents jeux de données sur les différents sites d'études.

3.1.2. Les données climatiques

L’ensemble des sites sont équipés de stations météorologiques standard et les températures du sol et humidités du sol ont été mesurées sur chacun des sites à différentes profondeurs le long de profils verticaux.

La température et l’humidité du sol ont été mesurées en surface et à 5 cm, 10 cm, 20 cm et 50 cm de profondeur sur l’ensemble des sites sauf sur le site de Boigneville où ces mesures de variables climatique du sol sont effectuées à 5 cm et 15 cm de profondeur en 2010 et seulement à 30 cm en 2012.

Sur le site canadien, la neige et le gel ont parfois empêché les mesures des variables climatiques en périodes de sol nu, essentiellement en hiver.

3.1.3. Caractéristiques végétales

Afin de caractériser la dynamique de croissance, la photosynthèse (GPP) a été calculée sur les sites de Lonzée et d’Ottawa (en 2007) en période de croissance du blé avec la méthode EC. Par ailleurs, des mesures de biomasse aérienne ont été effectuées sur chacun des sites d’études à raison d’une mesure par semaine. Ces mesures ont ensuite été interpolées linéairement entre deux jours de mesures dans le modèle.

La composition biochimique du blé a été estimée à partir de dosage effectués en laboratoires habilités : la quantité de lignine, de cellulose et d’hémicellulose des feuilles et des racines ont ainsi été mesurées au stade de maturité du blé à partir de la méthode Van Soest. De plus, la quantité de résidus de culture restant sur le sol après la récolte a été estimée suite à des

prélèvements manuels sur les différents sites et la composition de ces résidus a été également mesurée en laboratoire, à partir de la même méthode.