Overbeek, William
(2026).
« Impacts des principes de l'agriculture de conservation sur les fonctions des sols de grandes cultures : dissipation du glyphosate et activité microbienne » Thèse.
Montréal (Québec), Université du Québec à Montréal, Doctorat en sciences de l'environnement.
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Résumé
L’agriculture de conservation, reposant entre autres pratiques sur la diversité des espèces cultivées, sur le semis directet l’intégration de cultures de couverture (CC) est de plus en plus promue comme une approche permettant d’améliorer la durabilité des systèmes de grandes cultures. Au Québec, ces pratiques sont souvent combinées avec l’utilisation d’herbicides, en particulier ceux à base de glyphosate (HBG) pour gérer les adventices dans les cultures de maïs et de soya. Or, ces nouvelles régies modifient les conditions physicochimiques et biologiques des sols, influençant ainsi la dissipation du glyphosate, l’accumulation de son principal métabolite, l’acide aminométhylphosphonique (AMPA) et la structure fonctionnelle et taxonomique des communautés microbiennes du sol. Cette thèse vise à clarifier comment l’usage de CC, en particulier la gestion du seigle d’automne, l’historique d’application des herbicides et les propriétés intrinsèques du sol influencent le devenir du glyphosate et l’activité microbienne, à travers une combinaison d’études en conditions réelles et d’expérimentations contrôlées. Le premier chapitre s’intéresse aux effets de systèmes de cultures contrastés sur les teneurs de glyphosate et d’AMPA dans les sols, ainsi que sur les communautés microbiennes qui y résident. Neuf sites agricoles québécois, représentatifs de diverses régies culturales (rotation, présence de CC, apports de fumier, intensité d’application d’HBG, type de travail du sol), ont été caractérisés sur deux années. Les résultats révèlent une pseudo-persistance du glyphosate et de l’AMPA dans l’horizon de surface (0–20 cm), fortement influencée par les propriétés du sol telles que la texture, la teneur en matière organique et le pH. Les systèmes en semis direct et ceux intégrant des CC montrent souvent des teneurs plus élevées en glyphosate, suggérant un effet de rétention accrue en surface en raison de la présence de résidus végétaux, d’une moindre perturbation mécanique et d’une structure du sol favorisant l’adsorption. Malgré ces teneurs observées, la diversité alpha des communautés bactériennes et fongiques demeure stable d’un site à l’autre, indiquant que les conditions édaphiques jouent un rôle plus déterminant que les pratiques culturales courantes dans la structuration microbiologique. Les analyses des fonctions microbiennes, incluant les voies de dégradation du glyphosate, ne montrent pas de différences marquées entre les régies de culture, ce qui suggère que les dynamiques observées découlent principalement de processus physicochimiques plutôt que de mécanismes biologiques. Le chapitre 2 examine l’influence d’un historique d’utilisation de cultures de couverture (CC) sur la dissipation du glyphosate et sur la structure des communautés microbiennes du sol dans un dispositif contrôlé de cylindres de sol mis en pots aléatoirement distribués en serre. Des cylindres de sol prélevés dans des parcelles en semis direct, avec ou sans CC depuis plusieurs années, ont reçu une application d’herbicide à base de glyphosate ou d’eau distillée, puis ont été échantillonnés à cinq occasions au cours des 28 jours suivant la pulvérisation. Ce protocole permettait de tester l’effet de l’historique de gestion indépendamment des variations climatiques ou des différences spatiales entre parcelles. Les résultats montrent que l’historique de CC n’a pas modifié de manière significative la dissipation du glyphosate, les profils temporels de diminution du produit et l’évolution des teneurs en AMPA étant similaires entre les deux traitements. De même, les fonctions microbiennes, incluant les gènes associés aux voies de dégradation du glyphosate, ne présentaient pas de différences notables entre les sols issus de rotations avec ou sans CC. Toutefois, malgré cette stabilité fonctionnelle, plusieurs ASVs affichaient des abondances significativement différentes selon l’historique de CC, indiquant que ces pratiques peuvent influencer la composition microbienne fine sans pour autant modifier la cinétique de dissipation du glyphosate. Ainsi, les résultats suggèrent que, dans ce dispositif, l’effet des CC se manifeste davantage au niveau taxonomique qu’au niveau fonctionnel ou dans le devenir du glyphosate. Le chapitre 3 explore l'effet de différents modes de gestion du seigle d’automne sur la dissipation du glyphosate dans le paillis et dans le sol sous-jacent. Le seigle, fréquemment utilisé comme CC d’automne au Québec, peut être détruit chimiquement au tallage ou à l’épiaison, ou être fauché et exporté comme fourrage. Ces pratiques modifient la biomasse présente au champ au moment de la pulvérisation et influencent donc l’interception et la rétention du glyphosate. Les résultats indiquent qu’une partie importante de l’application d’HBG est interceptée par la biomasse aérienne d’un seigle vivant, surtout lorsqu’il est mature et riche en lignine, comparativement à une application réalisée sur un sol dont les résidus sont exportés lors de la fauche. Cela réduit significativement la teneur de glyphosate détectée dans les horizons de sol, tandis que la teneur est augmentée dans l’horizon 5-20 cm d’un sol dont les résidus ont été exportés. Sur le plan microbiologique, l’abondance des gènes impliqués dans la dégradation du glyphosate augmente peu suivant l’application, ce qui suggère que les différences observées dans la dissipation sont principalement attribuables à des mécanismes physiques (interception, rétention, transfert différé) plutôt qu’à une modulation directe de l’activité microbienne. Cette thèse apporte un éclairage sur les interactions entre cultures de couverture, devenir du glyphosate et microbiologie du sol, un axe encore peu documenté dans les sols du Québec. En démontrant que les CC modulent la dynamique du glyphosate principalement par leurs effets sur les conditions physiques du sol et la biomasse présente au moment de l'application, plutôt que par une stimulation directe et durable de sa dégradation microbienne, ces travaux nuancent une hypothèse répandue en agroenvironnement : celle voulant que l'intégration de CC accélère systématiquement la dissipation des herbicides via l'enrichissement de la communauté dégradante. Cette contribution est d'autant plus pertinente dans le contexte réglementaire actuel, où le règlement des pratiques agroenvironnementales proposé par le Québec cherche à encadrer les pratiques de gestion des herbicides sans nécessairement s'appuyer sur une compréhension fine des mécanismes en jeu à l'échelle du sol.
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MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : cultures de couvertures, semis direct, herbicides à base de glyphosate, communautés microbiennes, dégradation, pseudo-persistance, seigle
| Type: |
Thèse ou essai doctoral accepté
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| Informations complémentaires: |
Fichier numérique reçu en format PDF. |
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Directeur de thèse: |
Lucotte, Marc |
| Mots-clés ou Sujets: |
Cultures de plein champ / Sols / Cultures de couverture / Glyphosate / Micro-organismes du sol / Glyphosate dans les sols / Acide aminométhylphosphonique dans les sols / Seigle d'automne |
| Unité d'appartenance: |
Instituts > Institut des sciences de l'environnement (ISE) |
| Déposé par: |
Service des bibliothèques
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| Date de dépôt: |
08 sept. 2026 14:29 |
| Dernière modification: |
08 sept. 2026 14:29 |
| Adresse URL : |
https://archipel.uqam.ca/secure/id/eprint/20303 |
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