Evaluation of the cover crops influences soil water balance : experimentation and simulation approach. Application to the Adour - Garonne basin | Evaluation de l'impact des cultures intermédiaires multi-services sur le bilan hydrique des sols : approche par expérimentation et simulation. Application au bassin Adour-Garonne

Английский. Cover crops are one of the pillars of agroecology and can be introduced into current cropping systems without major changes. However, in a context of climate change with changing rainfall patterns, the impact of cover crops on water dynamics and balance could be negative. The Adour- Garonne basin (BAG) has problems managing the quantity and quality (nitrates, pesticides) of its water bodies. Quantifying the impact of cover crops according to their management on the soil water dynamics and balance in the BAG is therefore a crucial social and scientific issue. My objective is to evaluate the impact of cover crops on water balance and water flows at the field scale, depending on their management, and at the territorial scale, to assess the possible consequences on groundwater recharge in the event of reduced drainage. I have implemented a scientific approach combining three types of methods: meta-analysis of the scientific literature, experiments and field measurements and simulations with the STICS crops model at the plot scale, then by extrapolation to the BAG scale. I analysed the impact of cover crops on evapotranspiration, drainage, nitrate leaching, water and nitrogen content according to various factors: soil and climate, cover crops species (mixture), sowing and termination date, and residue management (returned by plough or left in mulch at the soil surface). The results indicate that cover crops reduce drainage by increasing actual evapotranspiration in a vegetative cover situation compared to a bare soil. However, if cover crops are well managed, with adaptation of the species making up the plant cover, planting and destruction dates, they do not induce water and nitrogen stress leading to lower yields of the following main crops. The generalization of cover crops throughout the BAG, without local adaptation of their management and with late termination (case of conservation agriculture), could however modify the major water cycle by increasing evapotranspiration and decreasing drainage, which is the determining process for groundwater recharge. These changes could increase the gap between growing water needs and evertightening resources in the context of climate change.

Французский. Les cultures intermédiaires multi-services (CIMS) sont un des piliers de l’agroécologie et elles peuvent être introduites dans les systèmes de culture actuels sans les modifier fortement. Cependant, dans un contexte de changement climatique avec une modification des régimes pluviométriques, l’impact des CIMS sur la dynamique et le bilan hydrique pourrait être négatif. Le bassin Adour-Garonne (BAG), connaît des problèmes de gestion de la quantité et de la qualité (nitrates, pesticides) de ses masses d’eau. Quantifier l’impact des CIMS en fonction de leur gestion sur la dynamique et le bilan hydrique des sols agricoles du territoire du BAG représente donc un enjeu social et scientifique crucial. Mon objectif est d’évaluer l’impact des CIMS sur le bilan hydrique et les flux d’eau à l’échelle de la parcelle, en fonction de leur mode de gestion, et à l’échelle du territoire, pour évaluer les conséquences possibles sur la recharge des nappes en cas de réduction de drainage. J’ai mis en place une démarche scientifique couplant 3 types de méthodes : méta-analyse de la littérature scientifique, expérimentations et mesures de terrains et simulations avec le modèle de culture STICS à l’échelle de la parcelle, puis par extrapolation à l’échelle du territoire du BAG. J’ai analysé l’impact des CIMS sur l’évapotranspiration, le drainage, la lixiviation des nitrates et les stocks d’eau et d’azote en fonction de divers facteurs : pédoclimat, espèce de CIMS (et mélange d’espèces), date de semis et de destruction et gestion des résidus (enfouissement par travail du sol ou laissés en mulch). Les résultats indiquent que les CIMS diminuent le drainage par une augmentation de l’évapotranspiration réelle en situation avec couvert végétal, en comparaison à un sol nu. Toutefois, si les CIMS sont bien gérées, avec une adaptation des espèces composant le couvert végétal, des dates de semis et de destruction, elles n’induisent pas de stress hydrique et azoté entrainant des baisses de rendements des cultures principales suivantes. La généralisation des CIMS sur l’ensemble du BAG, sans adaptation locale de leur gestion et avec des destructions tardives (cas de l’agriculture de conservation), pourrait cependant modifier le grand cycle de l’eau en augmentant l’évapotranspiration et diminuant le drainage, qui est le processus déterminant de la recharge des nappes. Ces modifications pourraient accentuer le déficit entre les besoins en eau grandissant et les ressources toujours plus restreintes dans un contexte de changement climatique.