Influence of distance on transport of some pesticides by runoff
Influence de la distance sur le transfert par ruissellement de quelques substances phytosanitaires
Abstract
The aim of this study was to investigate how the distance covered by runoff water containing pesticides influenced the resulting quantity of pesticides liable to enter neighbouring waters courses. We carried out primary experiments on a bare soil, equipped with runoff water collection equipment placed at the following distances from the area to which the pesticide was applied: 1.5 m, 5 m, 9 m and 13 m. Each 10 m 2 test surface was treated with several pesticides: atrazine, simazine, cyanazine, 2,4-D and 2,4-DB. Results show that the pesticide quantities found in the water collectors decreased exponentially with distance. Under the experimental conditions, a distance of about 4 m led to a 10-fold reduction in pesticide runoff transfer rates. Further similar experiments were carried out on soil cultivated with wheat and with maize. Two different pesticides, atrazine and lindane, exhibiting different behaviour in soil and different chemical and physical properties, were chosen. Observed results were similar and the total pesticide quantity was again found to be a decreasing exponential function of the distance from the treated plot. Reduction in the amount transferred, as a function of runoff distance, depends mainly on vertical migration, which in turn reduces the quantity of surface pesticide available. This vertical migration is favoured by a low affinity between pesticide and soil. This phenomenon is amplified with increasing soil water reserve. It is due to both pesticide diffusion and vertical displacement of water. The state of the surface due to arable farming practices and vegetation also plays a determining role in the vertical and horizontal displacement of water, and consequently affects pesticide transfer by runoff. Therefore the distance factor was less prominent in spring for soils cultivated with maize than in winter for the same soil cultivated with wheat. However, in all cases, the influence of runoff distance upon the quantities of pesticide transferred to surface waters remains crucial.
Les travaux présentés dans cet article ont pour objet l'étude de l'influence de la distance parcourue par les écoulements de surface sur l'intensité des transferts par ruissellement des produits phytosanitaires. Une première série d'essais réalisée sur des parcelles expérimentales labourées mais non cultivées montre une rapide décroissance des quantités exportées avec l'augmentation de la distance de transfert. La quantité cumulée de matières transférées peut alors être décrite par une fonction exponentielle décroissante de la distance. Une seconde série d'expérimentations sur des parcelles cultivées en blé en hiver puis au printemps en maïs montre que l'intensité de cette réduction dépend pour une large part de la pénétration des molécules dans le sol, qui les soustrait aux entraînements de surface. Cette migration verticale est favorisée par la faible affinité des matières avec les composants du sol en particulier la matière organique. Elle est également plus forte quand la réserve en eau du sol est élevée, ce qui augmente la migration par diffusion des composés et la descente lors des pluies des tranches d'eau les plus contaminées. Par ailleurs des pratiques culturales laissant peu de sol nu limitent le ruissellement au profit de l'infiltration. Ces divers mécanismes expliquent que l'effet distance est moins sensible pour une molécule peu mobile comme le lindane que pour l'atrazine, dont la mobilité conduit à des exportations élevées lors des premières pluies qui suivent les traitements.