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Les évolutions des agrosystèmes soumis à des apports répétés de PRO, sont mesurées, à l’échelle de la parcelle agricole. Les effets de divers PRO sont : produits provenant des activités urbaines et agricoles (boues, composts, effluents d’élevage) et ayant reçu divers traitements (pas de traitement, compostage, digestion anaérobie).

Les suivis permettent d’évaluer les trajectoires d’évolution des compartiments de l’agrosystème soumis à l’épandage répété de PRO (sols, PRO, plantes, eau, air) et les grandeurs influant sur ces trajectoires évolutives (climat, pratiques culturales ...)

Conception des sites et instrumentation

Les sites instrumentés sont des dispositifs expérimentaux au champ de type blocs aléatoires complets, où chaque traitement est répliqué sur chaque bloc. Les parcelles élémentaires vont de 100 à 500 m². Les sites principaux sont équipés d’une station météorologique pour collecter les données climatiques.

Sur les 5 sites principaux (QualiAgro, PROspective, EFELE, SOERE PRO-Réunion, SOERE PRO-Sénégal), un bloc est instrumenté pour :

• Mesurer les conditions climatiques du sol: la température du sol, la teneur en eau (sondes TDR)
• Recueillir la solution du sol à différentes profondeurs
• Mesurer les émissions de gaz à effet de serre dans certains traitements (chambres automatiques et mesure du CO₂ et du N₂O)

Figure: instrumentation du sol pour la mesure des données climatiques et la collecte de l'eau du sol

Les émissions de GES sont mesurées en continu au moins sur 2 traitements sur les 4 sites intégrés à ANAEE-France, QualiAgro, PROSpective, EFELE et SOERE PRO - Réunion. Sur ces sites, d’autres émissions de gaz sont mesurées ponctuellement: volatilisation de NH₃ après application de PRO, composés organiques volatiles (COV).

Figure: Chambres de suivis des émissions de gaz à effet de serre (Morvan)

Gestion des sites et échantillonnages

Tous les sites sont cultivés et disposent de leur propre protocole expérimental (PRO étudiés, fréquence d'application, succession des cultures…). Les données climatiques sont collectées en continu.

Des échantillonnages réguliers des différentes matrices étudiées sont réalisés pour analyser :

• Les sols avant chaque application de PRO, y compris avant la première application sur chaque parcelle, pour analyser les caractéristiques chimiques dans l’horizon d’incorporation des PRO (i.e. horizon labouré), tous les 4 à 6 ans dans les zones les plus profondes
• Les sols des horizons supérieurs pour des suivis d’indicateurs biologiques, avec des prélèvements au printemps
• Les plantes (grains et résidus), prélevées chaque année dans chaque parcelle pour évaluer le rendement et les caractéristiques chimiques
• La solution du sol est prélevée avec des lysimètres à mèche (5 à 10 fois par période de drainage) pour évaluer les volumes percolés et les caractéristiques chimiques
• Les PRO à chaque application. La quantité épandue de PRO est contrôlée et les caractéristiques physico-chimiques sont analysées.

Gestion des échantillons et analyses

Les PRO épandus, les sols, les cultures et les eaux (pluies et eaux lessivées) sont échantillonnés et préparés conformément aux normes françaises et internationales. Les échantillons de PRO, de sol et de cultures sont stockés à long terme dans des conditions harmonisées afin de permettre leurs analyses et/ou pour de futures investigations par des scientifiques.

Les mêmes analyses (paramètres, méthodes d'analyse, laboratoires) sont effectuées sur les échantillons provenant des 5 sites principaux (voir tableau).

Tableau: Principaux suivis de données réalisés dans les 5 sites en cours de SOERE PRO (QualiAgro, EFELE, PROspective, La Réunion)

Gestion des données

La gestion des données du SOERE PRO est centralisée à l’aide d’un système d’information (SI) dédié aux jeux de données des PRO : https://si-pro.fr/

• interfaces web (insertion et extraction de données)
• bases de données pour héberger : les métadonnées (contexte pédoclimatique, traitements des PRO / composition), les jeux de données d'expérimentation de terrain, les jeux de données analytiques des PRO, les informations sur les itinéraires techniques, les informations de gestion des échantillons
• jeux de données : réseau du SOERE PRO, dispositifs gérés par des partenariats filière.

Le système d’information est développé par des ingénieurs informaticiens de l’INRA qui se consacrent au développement et à la gestion des systèmes d’information des observatoires de longue durée de l’INRA (INRA Orléans).

Voir => Équipes et partenaires