Physical degradation of agricultural and forest soils due to compaction | Dégradation physique des sols agricoles et forestiers liée au tassement : principaux résultats du projet GESSOL ADD-DST

National audience

English. Physical degradation of agricultural and forest soils due to compaction is an important concern for the actors in agriculture, forest and environment. Many questions are still pending on the importance of this degradation, the evaluation of its impact on environment, the effect of changes of climate and practices, its natural remediation. The DST (Agricultural and Forest Soil Degradation induced by Compaction ?) project has proposed a research action on soil compaction in metropolitan France in order to : quantify the impacts of soil compaction on important soil environmental functions ; identify the conditions leading to compaction ; prevent the occurrence of these conditions ; monitor the evolution of soil structure after compaction. The project was structured in five working packages : impact, prediction, prevention, follow-up and cartography. It was based on modelling (hydrology, soil deformation, soil-crop interactions models) to study the occurrence of compaction and its impacts on crop growth and the environment. It also aimed at developing non-destructive methods to monitor soil structure deformation. The project associated research laboratories working in agriculture, geophysics or civil engineering and extension services members and was also based on field and laboratory experimentations, performed in various conditions (field crops, vineyards, forests). Mains results concerned : (i) impacts of compaction, as we demonstrated the existence of a threshold value for the structural void ratio (0,15 m3m3 in loamy soils) beyond which crop performances and hydrological properties are systematically affected ; (ii) modelling, with a 2-D model of soil deformation ; (iii) compaction assessment, based on non-destructive geophysical methods ; (iv) prevention of compaction, with a predictive model of soil water content and (v) mapping of compaction risks in France, based on the knowledge acquired during the project.

Spanish; Castilian. La degradación física de los suelos agrícolas y forestales ligada a la compactación durante los pasajes de maquinarias está una preocupación importante de los actores de la agricultura y de la gestión forestal. Pero más allá de este círculo, concierne igualmente todos los que se preocupan de las consecuencias ambientales de la agricultura y de la gestión forestal. En efecto, la compactación de los suelos modifica sus propiedades y así varias funciones importantes para los procesos tales que erosión hídrica, denitrificación, almacenamiento del carbono, preservación de la biodiversidad. En este cuadro, el proyecto DST propuso cinco direcciones de investigación : impacto, previsión, prevención, seguimiento y cartografía de la compactación. Se basó en la utilización de modelos de compactación de los suelos y de funcionamiento del sistema para estudiar las consecuencias sobre los cultivos y el medio ambiente, vía la modificación de las propiedades (almacenamiento, transferencia, mecánicas) de los suelos. Este proyecto transversal, que asocia laboratorios de investigación que trabajan en agricultura, geofísica, o ingeniera civil y los organismos profesionales, se apoyo también sobre experimentaciones variadas, en laboratorio y en el campo. En este articulo se presenta los principales resultados que conciernen : (i) el impacto de la compactación, con la puesta en evidencia de un umbral de índice de vacios en suelo limoso, más allá del cual las performances de los cultivos y las propiedades hidrodinámicas están, desde luego, impactadas, (ii) la modelización, el proyecto desemboco sobre la realización de un modelo 2-D de previsión de la deformación de los suelos, (iii) el seguimiento, con la evaluación de métodos geofísicos, no destructivos que permiten la cartografía de las zonas compactadas, (iv) la prevención, a través del desarrollo de una herramienta de previsión de la humedad del suelo y de los días disponibles y (v) la cartografía de las zonas con riesgos en Francia.

French. La dégradation physique des sols agricoles et forestiers liée au tassement lors des passages d’engins est une préoccupation importante des acteurs de l’agriculture et de la forêt. Mais au-delà de ce cercle, elle concerne également tous ceux qui se préoccupent des conséquences environnementales de l’agriculture et de la gestion forestière. En effet, le tassement des sols modifie a des conséquences lourdes sur plusieurs processus tels que l’érosion hydrique, la dénitrification, le stockage du carbone, la préservation de la biodiversité, la production. Dans ce cadre, le projet DST (Dégradation physique des Sols agricoles et forestiers liée au Tassement) proposait cinq volets de recherche : impact, prévision, prévention, suivi et cartographie du tassement en France métropolitaine. Il a reposé sur l’utilisation de modèles de tassement des sols et de fonctionnement du système sol/plante pour étudier les conséquences sur les cultures et l’environnement, via la modification des propriétés (stockage, transfert, mécaniques) des sols. Ce projet transversal, associant des laboratoires de recherche travaillant en agriculture, en géophysique ou en génie civil et des organismes professionnels, s’est aussi appuyé sur des expérimentations variées, en laboratoire et sur le terrain. Les principaux résultats sont présentés dans cet article. Ils concernent : (i) l’impact du tassement, avec la mise en évidence d’un seuil d’indice des vides en sol limoneux (0,15 m3.m 3 dans les sols limoneux), au-delà duquel les performances des cultures et les propriétés hydrodynamiques sont à coup sûr affectées, (ii) la modélisation, le projet ayant débouché sur la mise au point d’un modèle 2-D de prévision de la déformation des sols, (iii) le suivi, avec l’évaluation de méthodes géophysiques, non destructrices, permettant la cartographie des zones tassées, (iv) la prévention, à travers le développement d’un outil de prévision de l’humidité du sol et des jours disponibles et, (v) la cartographie des zones à risques en France.