Prairies de longue durée dans les aires d' alimentation ZUBà une solution pour l'assainissement des captages pollués par les nitrates

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ÉCOLE POLYTECHNIQUE FÉDÉRALE DE LAUSANNE

Ecole polytechnique fédérale de Lausanne

Président: Professeur Patrick Aebischer

Prairies de longue durée dans les aires d' alimentation ZUBà une solution pour l'assainissement des captages pollués par les nitrates

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V. MAÎTRE et A. PARRIAUX, GEOLEP, DGC, Ecole polytechnique fédérale, CH-1015 Laitsanne J. MASTRULLO, Pronzéterre, CH-1400 Yveidon-les-Bains

J. ZUMSTEIN, La Balle, CH-1134 Viif f 1 ejis-1 e-Châtealr

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E-mail: vero.maitre@quantamail.ch Tél. (+41) 79/252 47 60.

Introduction

Les Offices fédéraux de l'agriculture (OFAG) et de l'environnement, des fo- rêts et du paysage (OFEFP) ont élaboré ensemble une stratégie dans le but d'assainir les captages d'eaux souter- raines pollués par les nitrates. Définie à l'article 62a de la loi fédérale sur la protection des eaux (LEaux), entré en vigueur le 1 er janvier 1999, cette straté- gie repose sur l'octroi de contributions aux agriculteurs pour des modifications des pratiques agricoles et des structures d'exploitation dans les aires d'alimenta- tion des captages. Les ressources finan- cières nécessaires émargent au budget de l'OFAG (LAgr, article 76). Les nou- velles aires d'alimentation ZU consti- tuent une des mesures d'organisation du territoire fixées dans l'ordonnance

sur la protection des eaux (OEaux, ar- ticle 29); elles sont définies au chiffre 113 de l'annexe 4 comme «la .one où se i-efornie, ù l' étiage, envie on 90% des eaux du sous-sol pouvant être préle- vées ait nia-tvinllini pal' un captage».

Lorsque la qualité des eaux captées ne répond pas aux exigences, la délimita- tion de leur aire d'alimentation permet de reconnaître de quelles parcelles pro- vient la plus grande partie des eaux et d'identifier la surface sur laquelle un as- sainissement s'impose (MICHEL, 2001).

L'autorité cantonale désirant déposer un dossier de demande d'indemnités à la Confédération doit proposer elle-même les mesures les plus appropriées au cas considéré et garantir leur efficacité. La loi ne guide donc guère l'autorité dans le choix des mesures. Des études anté- rieures ont montré que le remplace-

ment des rotations classiques par des prairies de longue durée représente une mesure fiable et efficace dans toutes les conditions météorologiques et pedolo- giques (FANKHAUSER, 1994; Fachkom- mission Nitratbekmpfung, 1996).

Cet article expose les résultats d'une expérimentation menée en conditions réelles dans le bassin d'alimentation d'un groupe de sources à Lucens (VD).

On montre l'effet de la mise en place de prairies, selon le type de prairie ins- tallée. Enfin, le comportement des eaux souterraines est analysé après le rem- placement d'une partie des prairies par des cultures annuelles. Comme les in- demnités fixées dans le cadre de l'ar- ticle 62a sont prévues pour une durée limitée (contrat de six ans renouvelable six ans), on peut en effet s'interroger sur le devenir de la qualité des eaux provenant des captages assainis après cette période.

Matériel et méthodes Groupe des sources de Lucens

Le site test est constitué des bassins d'ali- mentation des captages des Combes et du Pré de la Grange, qui alimentent le réseau de distribution d'eau de la commune de Lu- cens (fig. 1). Les deux sources correspon- dent à une émergence sur le versant est du plateau de la molasse gréseuse burdigalien- ne. Le captage en tranchées des Combes est constitué de deux bras drainants situés à une profondeur d'environ 6 ni. La surface de son bassin d'alimentation est d'environ 14 hectares, dont la moitié est occupée par

Résumé

L'assainissement des captages d'eaux souterraines pollués par les nitra- tes exige une réduction des charges provenant de l'exploitation agricole dans leur aire d'alimentation Z.. Les mesures d'assainissement peuvent être subventionnées par la Confédération, conformément à l'article 62a LEaux. C'est aux agronomes de choisir et d'harmoniser les mesures agri- coles permettant d'atteindre l'objectif de qualité, fixé a 25 mg NO3/I. Cet article synthétise les résultats d'une expérimentation menée à Lucens, qui comparait la qualité des eaux souterraines sous des cultures an- nuelles et sous des prairies, à l'échelle de la parcelle et à l'échelle du bassin d'alimentation. On montre que la mise en place de prairies de fauche de longue durée, dans tout ou partie de l'aire d'alimentation Z,,, représente une mesure efficace et fiable pour l'assainissement des cap- tages pollués par les nitrates. L'assainissement durable de ces captages passe par une valorisation économiquement rentable de l'herbe.

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-- Bassin d'alimentation de la source des Combes

O Chambre de réunion

- Drains rayonnants du captage du Pré de la Grange,

avec numéro des drains suivis

Bras captants du captage des Combes

❑ Emplacement des bougies poreuses CI Emplacement des tensiomètres

4 100 200 m

Fig. 1. Le site expérimental de Lucens.

une forêt. Le captage du Pré de la Grange est un ouvrage récent constitué de 10 drains forés dans la molasse; leur profondeur à la chambre de réunion est d'un peu moins de 6 m. Les précipitations annuelles, mesurées à la station pluviométrique la plus proche (Payerne, ISM), sont de l'ordre de 1000 mm.

Parcelles expérimentales

Le contexte agricole de ces bassins est ca- ractérisé par des rotations de cultures in- cluant des céréales, du maïs, des pommes de terre et des prairies artificielles. Dans le bassin d'alimentation du captage des Com- bes, on a favorisé la mise en place de prai- ries alors que, dans celui du Pré de la Gran- ge, les rotations n'ont pas été modifiées.

L'expérimentation consiste à comparer l'évolution des concentrations en nitrates dans les deux bassins. Les assolements 1990-2000 sont résumés dans le tableau 1 (seules les pratiques concernant les cultures de 1994 et 1995 sont connues). Les par- celles ont été cultivées en respectant les re- commandations des normes de fumure et les exigences légales relatives aux zones de protection des eaux, selon les ordonnances en vigueur. Dans le bassin d'alimentation du captage des Combes, la parcelle c a été occupée par une prairie temporaire intensi- ve de l'été 1992 (après orge) au printemps 1996 (suivie de blé). Dans les parcelles d, e et f, des prairies extensives ont été installées en avril 1994 pour une durée de six ans et exploitées conformément aux directives fé- dérales en vigueur à l'époque (Ordonnance sur les contributions écologiques du 24 jan- vier 1996). A la fin de la période contrac- tuelle (2000), ces prairies ont été mainte- nues dans les parcelles e et f, mais pas dans la parcelle d. Dans le bassin d'alimentation du captage du Pré de la Grange, une prairie intensive a été mise en place à partir de 1997 dans la parcelle a, qui représente envi- ron la moitié de la surface agricole de ce bassin.

Tableau 1. Occupation agricole des parcelles du site expérimental.

Parcelle a b c d e f

Surface (ha) 1,2 1 2 1 2 1,3

1990 Blé/orge* Triticale Mais/pommes de terre* Avoine Orge Blé

1991 Triticale/mais* Pommes de terre Blé Maïs Colza Orge

1992 Maïs/pommes de terre* Orge Orge Mais Blé Mais

1993 Blé Triticale Prairie intensive Jachère verte Maïs Jachère verte

1994 Orge Triticale Prairie intensive Prairie extensive Prairie extensive Prairie extensive

Choux de Chine EV extenso Purin en janvier et juin Semis en avril Semis en avril Semis en avril Engrais 13-13-21 en mars Pâture d'automne Pâture d'automne

Total apport 130 kgn/ha

1995 Mais Maïs Prairie intensive Prairie extensive Prairie extensive Prairie extensive

Purin en février et juin Apport total 110 kgn/ha

1996 Blé Céréales Blé de printemps Prairie extensive Prairie extensive Prairie extensive

1997 Prairie intensive Céréales Pommes de terre Prairie extensive Prairie extensive Prairie extensive 1998 Prairie intensive Céréales Céréales Prairie extensive Prairie extensive Prairie extensive

1999 Prairie intensive Maïs Colza Prairie extensive Prairie extensive Prairie extensive

2000 Prairie intensive Céréales Céréales Céréales Prairie extensive Prairie extensive

*Les parcelles étaient subdivisées. EV = engrais vert.

1994 — Triticale extenso 1994 — Prairie intensive 1994 — Prairie extensive Parcelle b 3e année, parcelle c 1 re année, parcelle d

—1000 —600 —200 —1000 —600 —200 —1000 —600 —200 H(cm)

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1995 — Maïs 1995 — Prairie intensive 1995 — Prairie extensive Parcelle b 4e année, parcelle c 2e année, parcelle d

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— 14 sept. 1995

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Fig. 2. Profils de charge hydraulique totale sous les différentes cultures. En haut: cultures 1994, en bas: cultures 1995.

Suivi de la dynamique et de la qualité des eaux souterraines

L'expérimentation visait à mesurer l'impact de la mise en place des prairies sur la qualité des eaux souterraines à l'échelle de la par- celle et du bassin. Ainsi, des bougies po- reuses et des tensiomètres ont été installés dans certaines parcelles pour le suivi de la dynamique des eaux de percolation; les eaux souterraines ont été prélevées à l'exu- toire du bassin, c'est-à-dire aux captages (fig. 1). Les bougies poreuses ont été pla- cées à environ 80 cm de profondeur, selon la méthode utilisée à l'INRA de Mirecourt

(BARLIER, 1991). Cette méthode consiste à les insérer dans le sol à partir d'une fosse que l'on rebouche; elle présente l'avantage de ne pas entraver les travaux agricoles dans les parcelles. Chaque station de mesure comporte deux à trois bougies afin de tenir compte de l'hétérogénéité spatiale de la qualité de l'eau. On a réalisé deux séries de prélèvements sans analyser les solutions pour laisser le système sol/bougies s'équili- brer. Ensuite, les eaux du sol ont été extrai- tes mensuellement après 24 heures de mise en dépression de 500 millibars, d'avril 1994 à février 1996. Les tensiomètres ont été pla- cés à différentes profondeurs afin d'établir les profils de charge hydraulique à chaque date de mesure. Ceux-ci permettent de dé- terminer, pour chaque station de mesure, les périodes pendant lesquelles le sol est en phase de drainage vers la nappe et les pé- riodes de déficit hydrique. De plus, ils per- mettent de déterminer l'épaisseur du sol affecté par les flux ascendants dans les pé- riodes de déficit hydrique. Les profils de charge hydraulique totale (H) sont obtenus à partir des profils tensiometriques (h) en tenant compte de la cote altimétrique (z) de chaque point de mesure. Ils sont établis à l'aplomb d'une station, en supposant que les écoulements se font dans la direction verticale uniquement. L'écoulement se pro- duisant dans la direction des potentiels de charge décroissants, la pente du profil de charge entre deux points de mesure indique si les flux d'eau sont descendants (le poten- tiel total diminue avec la profondeur) ou as- cendants (le potentiel total augmente avec la profondeur). Enfin, dans certains cas, la courbe de potentiel total présente une valeur minimale à une certaine profondeur. A cette profondeur, le flux est nul et l'écoulement est ascendant au-dessus du plan de flux nul alors qu'il est descendant en-dessous du plan de flux nul. Les profils de charge ont été déterminés mensuellement de mai 1994 à décembre 1996. Les tensiomètres ne fonc- tionnant plus à partir d'un potentiel de suc- cion d'environ 800 millibars, les profils sont incomplets à certaines périodes dans leur partie supérieure.

Les eaux des bras A et B du captage des Combes et des drains 3 et 10 du captage du Pré de la Grange (fig. 1) ont été prélevées, jaugées et analysées de l'été 1993 à l'au- tomne 2000. Le débit moyen calculé sur cette période est respectivement de 201/min, 26 1/min, 8 1/min et 5 1/min pour chacune de ces arrivées.

Les concentrations en nitrates dans les eaux extraites par les bougies poreuses et dans

les eaux souterraines recueillies dans les captages ont été analysées au Laboratoire de géologie de l'EPFL par chromatographie ionique (Dionex DX 120).

Résultats

Dynamique de l'eau dans la zone non saturée

Les profils de charge totale pour les an- nées culturales 1994 et 1995 sont repré- sentés dans la figure 2 pour les parcelles b, c et d. Ils concernent respectivement une succession triticale/maïs, la prairie intensive (3e et 4e année) et la prairie extensive dès son semis. Ils indiquent des flux d'eau descendants pendant la plus grande partie de l'année. Pour allé- ger les figures, nous n'avons représenté que les profils des périodes pendant les- quelles les gradients s'inversent. En ef- fet, les profils déterminés pendant le reste de l'année sont similaires à ceux

qui encadrent la période de déficit hy- drique. Malheureusement, nous avons dû retirer les tensiomètres de la parcelle b de fin avril à juin 1995; nous ne dispo- sons donc pas des données concernant cette période pour le maïs. En 1994, pour toutes les cultures, les gradients commencent as" inverser après le 23 mai et redeviennent positifs vers le bas sur tout le profil dès le 20 septembre. Avec le triticale, l'évapotranspiration se fait sentir jusqu'à 80 cm, l'effet est maximal à 50 cm de profondeur. Avec la prairie intensive, mise en place dès la fin de l'année 1992, les profils s'inversent à partir du 8 juin et le sol est sec (en deçà de la résistance des tensiomètres) sur tout le premier mètre du profil. Au mois d'août, l'évapotranspiration se fait sen- tir à plus d'un mètre puisque les gra- dients s'inversent entre 100 et 150 cm.

Dès le mois de septembre également, les profils témoignent de flux descen- dants tout au long du profil. Pour la prairie extensive, la première année,

des valeurs proches de 50 mg/l. Dès la fin de l'année, la conjugaison du maintien de la prairie intensive dans la parcelle c et de la mise en prairie extensive dans la parcelle d a entraîné une diminution spectaculaire des concentrations en ni- trates. Cependant, la prairie ayant été labourée au printemps 1997 au profit d'une culture de blé puis de pommes de terre (qui présente un haut risque de lixiviation des nitrates), on observe une remontée tout aussi spectaculaire des te- neurs, qui ont atteint en 1998 des valeurs équivalentes à celles du début de l'essai.

Les concentrations en nitrates dans les deux drains du captage du Pré de la Grange diminuent entre 1995 et 1997.

Cette baisse intervient dans la même période mais avec une amplitude moins importante que celle qu'on observe dans les eaux du captage des Combes. Cette dernière ne provient donc pas exclusi- vement de la mise en place des prairies dans son bassin d'alimentation. Néan- moins, les concentrations en nitrates dans les eaux des drains 3 et 10 restent assez élevées, surtout dans le drain 10.

Les concentrations mesurées au drain 10 accusent ensuite une lente et réguliè- re diminution à partir de 1997, proba- blement liée à la mise en place d'une prairie sur la parcelle a.

Dans notre site, où le système hydro- géologique est très rapide, l'impact de la mise en prairie se fait sentir après six mois environ et devient très important au bout de quelques années. Cet effet s'ex- plique par le fait que les prairies offrent un couvert végétal permanent. Dans une rotation de cultures annuelles, c'est prin- cipalement le passage d'une culture à une autre qui génère la lixiviation des

nitrates (WALTHER et WEISSKOPF, 2000;

NIEVERGELT, 1997). Au contraire, sous une prairie, il existe un bon équilibre en- tre les différentes formes de l'azote dans le sol, résultant de la compétition conti- nue très intense entre la microflore et la plante, souvent en faveur des micro-or- ganismes. L'azote minéral apporté dans le sol est rapidement immobilisé sous forme de biomasse microbienne, elle- même très facilement minéralisable (RE- cous et al., 1996). Il y a peu d'accumula- tion d'azote minéral dans les sols et donc pas de lixiviation. Cet équilibre n'est pas atteint immédiatement après l'implanta- tion de la prairie. C'est pour cette raison qu'une prairie doit être installée pour plusieurs années afin d'être efficace.

Les résultats obtenus en cases lysimetri- ques montrent que les pertes sont faibles sous les prairies fertilisées (FÜRRER et

STAUFFER, 1986; STAUFFER, 1997; NIE- VERGELT, 1995; NIEVERGELT, 1997). Pour autant qu'elles soient fertilisées selon les normes de fumure (JEANGROS et al.,

1998; RYSER et al., 2001), les prairies de fauche permanentes et temporaires de longue durée constituent un moyen fiable et efficace pour assainir une sour- ce trop chargée en nitrates.

Afin d'assurer une efficacité suffisante à l'échelle du bassin d'alimentation, les prairies doivent être installées sur une surface qui contribue de manière impor- tante à l'alimentation du captage. La dé- limitation de l'aire d'alimentation Zu constitue un outil indispensable; une col- laboration étroite entre l'agronome et l'hydrogeologue est alors nécessaire pour déterminer, en fonction du con- texte agricole local, dans quelles zones de l' aire Zu et sur quelle étendue il est nécessaire d' implanter des prairies pour atteindre l'objectif fixé au captage. Dans le cadre de l'application de l'article 62a, cette solution a déjà été choisie dans le canton de Vaud pour assainir le pompage de Perallaz, exploité par la commune de Thierrens (GEOLEP, 1999; Prométerre, 1999), et dans une demande déposée à la Confédération pour le puits du Mo- rand, par la Ville de Morges (MAÎTRE et al., 2000b; GEOLEP-Prométerre, 2001), ainsi que dans d'autres cantons, comme celui de Fribourg pour plusieurs captages (Grangeneuve, 2001). Cepen- dant, l'application de ces mesures est beaucoup plus facile dans les bassins où il existe des exploitations qui sont en me- sure de valoriser le fourrage. Lors de dis- cussions avec les agriculteurs, on s'aper- çoit que les contraintes sont souvent plus nombreuses que prévu et que les indem- nités ne suffisent pas toujours à les con- vaincre. Les négociations sont d'autant plus difficiles que les surfaces mises en jeu sont importantes. A long terme, l'as- sainissement durable des aires d'alimen- tation des captages passe par une valo- risation de l'herbe économiquement rentable. Dans cette optique, l'échange de parcelles serait un outil fort utile. De plus, pour l'instant, les contributions of- fertes dans le cadre de l'article 62a ne sont prévues que pour une durée limi- tée. On doit s'interroger sur le devenir de la qualité de l'eau des captages as- sainis après la période d'indemnisation.

Remerciements

Les auteurs remercient la division Pro- tection des eaux et pêche de l' OFEFP pour le financement de l'expérimenta- tion et de la rédaction de cet article.

L'essai n'aurait pu voir le jour sans la participation de la Commune de Lucens que nous remercions vivement égale- ment. Enfin, ce travail a bénéficié de la compétence pluridisciplinaire du groupe

«Nitrates-Vaud», dont nous remercions tous les membres.

x►entato~n. °. c€~~ntuë. une'tlu- pion efficace et- fiable.

Ces prairies peuvent 'être extensi- ves ou intensives, à condition d'être gérées en respectant scrupuleuse- ment les directives données par les stations fédérales de recherches agronomiques (JEANGROs et al., 1998; RYsER et al., 2001).

U Cependant, dès que les prairies sont labourées et remplacées par certaines cultures annuelles, les concentrations en nitrates remon- tent rapidement dans les captages

«assainis» et dépassent à nouveau la valeur de tolérance.

U L'assainissement durable des cap- tages passe par une valorisation de l'herbe économiquement rentable dans leur aire d'alimentation Zu.

Cela permettra la mise en place de prairies permanentes sur les surfaces nécessaires pour que les concentrations en nitrates dimi- nuent et restent à des valeurs infé- rieures à l'objectif de qualité.

Bibliographie

BARLIER J., 1991. Pose et fonctionnement de sites a bougies poreuses en situations agri- coles. Mesure des fuites des solutions du sol sous la zone exploitée par les racines. Cellier des techniques INRA 26, 37-46.

BAUER D., 1996. Modélisation des transferts d'azote dans les sols. Application au site ex- périmental de Lucens. Travail de diplôme, Ecole polytechnique fédérale de Lausanne, non publié, 97 p.

Fachkommission Nitratbekâmpfung, Projekt- gruppe Nitrat, 1996. Programm zur Ursachen- bekmpfung der Nitratauswaschung im Kan- ton Berri, 1989-1995. Schlussbericht, non pu- blié, 48 p.

FANKHAUSER C., 1994. Concepts agricoles desti- nés à limiter le lessivage des nitrates vers les eaux souterraines du canton de Vaud. Service vaudois de vulgarisation agricole, non publié, 94 p.

FÜRRER O. J., STAUFFER W., 1986. Stickstoff in der Landwirtschaft. Gas Wasser Abwasser 66 (7), 460-472.

GEOLEP, 1999. Projet pilote Thierrens. Etude hydrogeologique de la station de pompage de Perallaz. Rapport 9901, non publié, 13 p.

GEOLEP-Prométerre, 2001. Programme de ré- duction des charges en nitrates du puits du Morand. Dossier de demande de contribu- tions fédérales déposé par le Canton de Vaud, non publié, 18 p.

Grangeneuve (Station cantonale de), 2001. Can- ton de Fribourg. Concept de réduction des charcy en nitrates provenant de l'exploita- tion agricole du sol. Communiqué de presse, http://www.fr.ch.

JF_,ANGROS B., AMAIJDRUZ M., CARRARD C., TROXLER J., 1997. La fumure des prairies et des pâturages. Edition 1998. _{Rei ,iie} si-tisse Agric. 29 (5), 1-16.

MAÎTRE V., PARRIALix A., ZuMs~l'EIN J., 2000a. Assainissement de sources chargées en nitrates. Concept hydrogéologique et agronomique. Gus Wusser Ahtit-tisser 80 (3), 188-200.

MAÎTRE V., PARRIAUx A., MASTRULLO J., 2000b. Aires d'alimentation Z„ de protection chimique: exemple de dimensionnement et d'utilisation. In.

ESRA'2000 — Eaux souterraines en région agricole, 13-15 septembre 2000, Poitiers, France, 5, 27-30.

MICHEL P., 2001. Aire d'alimentation de captages d'eaux souterraines: défi- nition et but. Bases légales pour l'assainissement. Gus Wusser Abwasser 81(1),10-14.

NIEVERGELT J., 1995. Nitrat-Transport und Auswaschung. Bestimmungsme- thoden, Bewirtschaftungs- und Standorteinfluss. Ergebnisse Langjâhriger Lys imeteruntersuchungen. Irr: BAL Gumpensteiner Lysimeterta~gung, 25- 26 avril 1995, 19-24.

NIEVERGELT J., 1997. Lysimeterversuch 1981 bis 1996: N-Auswaschung in Fruchtfol gen. Agrui forsc/trrnl 4 (5). 209-2 12 .

Prométerre, 1999. Projet pilote Thierrens. Assainissement du captage de Per- allaz, étude agronomique, non publié. 35 p.

REcous S., LoISEAU P., MACHET J. M., MARY B., 1996. Transformations et devenir de l'azote de l'engrais sous cultures annuelles et sous prairies.

In: Maîtrise de l'azote dans les agrosystèmes (G. Lemaire et B. Nicolar- dot éd.). série les Colloques, INRA éd., Reims, 83, 105-120.

Riassunto

Prati pluriannuali nelle aree d'alimentazione ZU: una soluzione per il risanamento di captazioni inquinate da nitrati

Il risanamento di captazioni d'acque sotterranee inquinate da nitrati esige una riduzione dei carichi inquinanti provenienti dallo sfruttamento agricolo del suolo nelle aree d'alimentazio- ne

'alimentazio- ne Zu. Gli interventi di risanamento possono essere sovvenzio- nati dalla Confederazione in base all'articolo 62a OPAc.Spetta agli agronomi la selezione e l'integrazione armoniosa degli in- terventi in ambito agricolo in grado di garantire l'obiettivo di qualità (posto a 25 mg NO3/1 alla fonte). Il presente articolo fa la sintesi dei risultati d'una campagna sperimentale svoltasi a Lucens, con l'obbiettivo di paragonare la qualità delle acque di falda sotto i terreni con colture annuali, e di quelle presenti sotto i terreni prativi; tanto al livelle della parcella quanto al li- vello del bacino d'alimentazione. Si è potuto stabilire che la trasformazione in prati falciati pluriannuali, di parte o dell'in- sieme dell'area d'alimentazione Zu, costituisce una soluzione efficace ed affidabile per il ricupero di captazioni inquinate da nitrati. Il risanimento sostenibile di tali siti implica uno sfrutta- mento economicamente redditizio dell'erba ivi prodotta.

Zusammenfassung

Die lângerdauernde Wiesen in Zustrômbereichen Zu:

eine Lôsung zur Sanierung von nitratbelasteten Fass- ungen

Die Sanierung von nitratbelasteten Fassungen erfordert inner- halb des Zustrümbereichs Zu eine Verminderung der Belastun- gen aus der landwirtschaftlichen Nutzung. Die Sanierungs- massnahmen künnen aufgrund von Artikel 62a GSchG, durch den Bund subventioniert werden. Es ist Aufgabe der Agrono- men die erforderlichen landwirtschaftliche Massnahmen zu bestimmen und aufeinander abzustimmen, damit das Qua- litütsziel von 25 mg NO;/1 erreicht werden kann. Dieser Arti- kel fasst die Ergebnisse eines Feldversuchs in Lucens (VD) zusammen, in welchem die Grundwasserqualitüt unter Acker- früchten und unter Grünland sowohl auf der Ebene der Parzel- len wie auch des Einzugsgebiets verglichen wurden. Es zeigte sich, dass die Anlage von lângerdauernde Mâhwiesen in einem substantiellen Teil oder im ganzen Zustr~imbereich Zu eine wirksame und zuverlâssige Massnahme für die Sanierung von nitratbelasteten Grundwasservorkommen darstellt. Die nach- haltige Sanierung dieser Grundwasservorkommen ist nur durch eine wirtschaftliche Grasverwertung môglich.

RYSER J.-P., WALTHER U., FLISCH R., 2001. DBF 2001. Données de base pour la fumure des grandes cultures et des herbages. Reiwe sriisse Agric.

33 (3), numéro spécial, 80 p.

STAUFFER W., 1997. Utilisation agricole du sol à des fins non alimentaires:

un danger pour les eaux souterraines? Premiers résultats en lysimètres.

Renie suisse Agric. 29 (4), 173-177.

WALTHER U., WEISSKOYF P., 2000. Influence de la fumure azotée organique et minérale sur les teneurs en nitrates du sol et la lixiviation des nitrates.

Iii: ESRA'2000 — Eaux souterraines en région agricole, 13-15 septembre 2000, Poitiers, France, 52, 19-22.

Summary

Long-duration grasslands in the catchment area Zu:

a successful measure for the remediation of nitrate- polluted catchments

Some groundwater catchments are polluted by nitrate. To remediate these springs, loads coming from agricultural soil utilisation have to be reduced in their catchment area _Zu. The remediation-measures can get federal indemnities according to article 62a of the federal Law for water protection. Agro- nomists have to choose and harmonise the needed agricultu- ral measures in order to reach the quality objective of 25 mg NOA The results of a field-investigation in Lucens (VD) both at plots and at entire catchment area scale are given.

Groundwater quality under annual crops and under grassland was compared. Installation of long-duration meadow in part of or in whole catchment area proved an efficient and re- liable measure to reduce nitrate concentrations. Furthermore, sustainable remediation of these groundwater resources would require a secured and profitable utilisation of the grass.

Key words: nitrate, catchment, groundwater, long duration grassland, meadow.

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