Transfer of nutrients in the soil profile as influenced by irrigation

1. Transfer of nutrients in the soil profile as influenced by irrigation EMMANUELLE CARON1, JEAN CARON1, SILVIO J. GUMIERE1, VIVIANE JUNEAU2 , VINCENT PELLETIER1 and CLAY VANDERLEEST 3  1 Faculté des sciences de l’agriculture et de l’alimentation, Département des sols et génie agroalimentaire, 2480 Blvd. Hochelaga, Pavillon, Envirotron, Université Laval, Québec, Québec, G1V 0A6 2 current adress : Ministère du développement durable, environnement, faune et parcs 3 University of Wisconsin Corresponding author: emmanuelle.caron.1@ulaval.ca

2. Objectif: -Évaluer le risque de lessivage des fertilisants et la migration des sels minéraux dans le sol en fonction des règles d’irrigation -Evaluate the risk of fertilizer leaching and study the transport of mineral salts in function of irrigation thresholds.

3. Étude au Wisconsin 2 traitements (sec entre -4 et -7,5 kPa et humide entre -2 et -6 kPa) 8 blocs (3 blocs -2, 4 et 8- pour la salinité) -4, -7,5

4. Potentiels matriciels pour l’irrigation Irrigation limitée à 3 heures (seuil de fin pas atteint) pour éviter croissance excessive, mais les valeurs de potentiels sont dans l’intervalle désiré.

5. Quantités d’eau -Économies d’eau substantielles avec le traitement sec

6. Résultats 2011 au Wisconsin • Conductivité électrique • Moins de lessivage dans traitement sec • + de minéraux dans zone racinaire

7. Résultats 2012 Wisconsin (lysimètres à 2,5’’) Évolution de la conductivité électrique (moy. 3 blocs) Traitement sec/dry Traitement humide/wet Fertilisant + + | CE (103 dS/m)

8. ÉTUDE AU QUÉBEC

9. Site 2 Site 1 Site 3 Bleu: régie actuelle Rouge:-5.5 à -3,5 kPa Jaune:-5 à -10 kPa Bleu:régieactuelle Rouge: -4 à -7 kPa Jaune:-4 à -8,5 kPa Bleu: régieactuelle Rouge: -3 à -5,5 kPa Jaune: -3 à -8 kPa

10. Essais au champ • À chaque campagne, six profondeurs (litière, 0 à 5 cm, 5 à 10 cm, 10 à 20 cm, 20 à 30 cm, 30 à 40 cm)

11. Analyses • Pour chaque site: (3 blocs X 3 traitements par bloc X 6 profondeurs) • 216 site 1, 216 site 2 et 162 site 3 • 11 analytes

12. Ce (µS/cm) Site 1 Ce (µS/cm) Site 2 Depth Ce (µS/cm) Site 3 -Site 1 et 2 semblables -Site 3 Ce remonte en profondeur (25 cm) -Pas d’impact marqué des traitements d’irrigation

13. Analyses des données Fonctions de transfert: • Une façon (mathématique ) de modéliser le mouvement des solutés (non-réactifs). • Divers types selon conditions du sol • Log-normal: débit régulier, pores relativement réguliers (pas d’argiles gonflantes) (Gasser, M.O., Caron, J., Laverdière, M.R. and Lagacé, R. 2002. Solute transport modeling under cultivated sandy soils and transient water regime. J. Environ. Qual. 31:1722-1730)

14. Exemple de fonction Mo: masse résiduelle µ: vitesse (speed) σ:dispersion µ σ fr(z,I)=M0 exp -[ln (Il/z)-µ]2 (1/L) √2πσz 2σ2 { } Chaque échantillonnage, chaque parcelle de chaque traitement chez chaque producteur

15. Résultats préliminaires seulement/Preliminary results only

16. Traitement des données • ANOVA (modèle linéaire simple) 2 producteurs • Pas d’effet significatif du traitement (µ, σ,Mo) • No significant impact Speed Dispersion Res. Ma. σ (m2/s) Mo (µg) µ (m/s) Traitement Traitement Traitement

17. Ce que cela veut dire • Mets en lumière l’importance des particuliarités individuelles de chacun des sites et l’importance d’une bonne caractérisation des propriétés hydrologiques afin de prédire le comportement des solutés. • Highlights the importance of unique site properties and the importance of characterizing hydrological properties in order to predict solute transport.

18. Travaux Futurs/Future Works • Autres fonctions de transfert/Other transfer functions • Autres analyses statistiques/Other statistics • Autres solutés/Other solutes !!! • Modélisation/Model • Gestion/Management

19. Étudiants d’été MERCI! Thank you! Questions ?