2004 Compendium des recherches sur l'environnement financées par le MAAARO: Qualité de l'eau (QE)

Auteur : Paul Brine - Analyste de recherche/MAAARO
Date de création : 30 septembre 2005
Dernière révision : 22 septembre 2009

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QE1 Élaboration de pratiques d'irrigation de remplacement visant à améliorer la qualité de l'eau ainsi que l'efficacité de l'utilisation de l'eau et de l'absorption des éléments nutritifs

Chef de projet : Ron Beyaert
Centre de recherches du Sud sur la phytoprotection et les aliments
Agriculture et Agroalimentaire Canada
Dehli ON N4B 2W9
(519) 582-1950 p. 240
beyaertr@agr.gc.ca

Chercheurs collaborateurs : B. R. Ball Coelho et R. C. Roy, Agriculture et Agroalimentaire Canada

Durée du projet : Juin 2002 - juin 2004

Numéro de projet : SR9119

Résumé :
Il est devenu nécessaire de mettre sur pied un programme de recherche portant sur le potentiel de l'irrigation de surface (goutte à goutte) et souterraine sur des sols grossiers, ces méthodes devant permettre une meilleure utilisation de l'eau d'irrigation et une réduction des effets de la production de denrées à valeur élevée sur l'environnement. Ce projet comprendra un essai effectué sur le terrain pour évaluer le potentiel des technologies d'irrigation et de fertilisation de rechange en vue de l'amélioration de l'efficacité de l'utilisation de l'eau et des éléments nutritifs dans la production de denrées à valeur élevée. Les techniques de micro-irrigation pourraient permettre une utilisation plus efficace de l'eau d'arrosage en Ontario tout en réduisant les risques de lixiviation des éléments nutritifs, et notamment de l'azote, en direction de l'eau du sous sol. Pour ce faire, on n'ajoutera ces éléments nutritifs que dans la partie du sol contenant la masse des racines des plantes, en petite quantité et sans dépasser les besoins de la culture; cette opération sera effectuée par l'intermédiaire du système d'irrigation.

Pour atteindre l'objectif global du projet, on étudiera les rendements et la qualité des récoltes ainsi que l'absorption des éléments nutritifs et leur lixiviation; l'étude portera sur des cultivars de concombres récoltés en une seule fois ou en plusieurs fois et cultivés dans des lots soumis à divers programmes d'irrigation et de fertilisation. Au total, on évaluera sept modes de traitement. Les traitements par irrigation au goutte à goutte de surface et souterrains (profondeur de 20 cm) seront comparés à l'épandage traditionnel d'engrais sec aux taux recommandés avec aspersion en hauteur. Les lots recevant un traitement par irrigation au goutte à goutte recevront un épandage d'engrais en trois quantités (égale, inférieure et supérieure aux taux d'épandage recommandés par le MAAO). L'horaire d'irrigation sera déterminé par des mesures de l'humidité du sol.

On prévoit que les systèmes de production qui font appel à ces techniques d'irrigation permettront d'améliorer l'efficacité de la consommation d'eau par une diminution des pertes par évaporation, une amélioration de l'horaire et une meilleure maîtrise du drainage interne; ils devraient également s'accompagner d'une diminution des pertes d'éléments nutritifs dans l'environnement par lixiviation.

QE2 Production et gestion des cultures de fleurs de serre

Chef de projet : Theo J. Blom
Plant Agriculture
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 53847
tblom@uoguelph.ca

Durée du projet : Mai 2002 - avril 2006

Numéro OASIS : 25863

Résumé :
L'objet du programme de recherche en floriculture est de répondre aux besoins de l'industrie de la production florale par le biais d'objectifs de recherche appliquée.

Les projets constituent un programme de recherche exhaustif visant à améliorer diverses techniques de gestion de la production des fleurs coupées et des plants en pots au moyen de cinq objectifs :

  • modification des plantes par la qualité de la lumière, la température, la température de l'eau, la thigmomorphogenèse et d'autres moyens non chimiques;
  • utilisation plus efficace des intrants de production tels que l'énergie, la lumière, le dioxyde de carbone et la température;
  • production plus durable par l'optimisation de la consommation d'éléments nutritifs et d'eau au moyen du recyclage et de la maîtrise des maladies;
  • amélioration de l'acceptabilité par la sélection des espèces et cultivars ou par l'amélioration de la qualité post récolte des plants en pots et des fleurs coupées.

QE3 Réduction de la production de déchets solides et phosphorés des élevages de salmonidés par l'amélioration des formules alimentaires

Chef de projet : Dominique Bureau
Animal and Poultry Science
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 53668
dbureau@uoguelph.ca

Durée du projet : Mai 2001 - avril 2004

Numéro OASIS : 25673

Résumé :
En Ontario, l'impact environnemental des piscicultures suscite de plus en plus d'inquiétudes dans le public et à divers échelons du gouvernement. Le dépôt des matières organiques solides dans les sédiments peut créer des conditions d'hypoxie et avoir un effet néfaste sur les écosystèmes d'eau douce. Les déchets phosphorés sont également un sujet de préoccupation parce que P est généralement le principal facteur limitant la croissance des algues dans l'eau douce, et tout excès de phosphore peut mener à l'eutrophication des eaux de réception. La réduction des quantités de ces deux types de déchets est essentielle à la durabilité à long terme des élevages de salmonidés en Ontario.

Comme l'origine première de ces déchets est alimentaire, les efforts de réduction des quantités émises doivent viser leur source, c'est à dire les aliments. Au cours des trois dernières décennies, les piscicultures ont réalisé des réductions très significatives de leur production de matières organiques solides et de déchets phosphorés par l'amélioration de la qualité des aliments qu'elles consomment. Cependant il est possible de faire d'autres progrès par un ajustement fin de la composition des aliments, l'emploi d'ingrédients nouveaux ou améliorés et l'ajout d'additifs alimentaires accroissant la digestibilité de la matière organique et du phosphore contenus dans les aliments courants.

Ce projet comporte une série d'essais sur les effets de diverses formules alimentaires à base d'ingrédients nouveaux ou sous-exploités, et sur les effets d'additifs alimentaires (enzymes exogènes) sur la croissance de la truite arc en ciel et sa production de déchets azotés. On élaborera également des méthodes d'évaluation fiables des caractéristiques physiques (cohésivité, densité) des déchets produits par les poissons. Les résultats de ce projet seront soumis aux intervenants de l'industrie à l'occasion de divers ateliers et rencontres, et ils seront publiés dans des publications scientifiques et techniques.

QE4 Résolution de contentieux dans les régions rurales de l'Ontario : répondre à l'intensification de l'agriculture

Chef de projet : Wayne Caldwell
Environmental Design and Rural Development
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 56420
wcaldwel@rpd.uoguelph.ca

Chercheur collaborateur : Stewart Hilts, Land Resource Science

Durée du projet : Mai 2003 - avril 2005

Numéro OASIS : 25974

Résumé :
L'objet de cette recherche est de définir les meilleures pratiques en matière de gestion des contentieux liés à l'intensification de l'agriculture. Elle s'appuiera sur les principes de développement communautaire pour améliorer la capacité de résolution de questions de durabilité environnementale et rurale. Les résultats de ces travaux seront utiles aux communautés, aux agriculteurs, aux organisations agricoles, aux planificateurs, aux responsables des orientations politiques et aux administrations locales.

Les questions liées à l'intensification de l'agriculture (odeurs, qualité de l'eau, utilisation de l'eau) peuvent créer de l'animosité au sein de la communauté. Il faut donc gérer ces situations pour réduire le risque que représenteraient, pour l'activité agricole, de mauvaises relations avec la communauté. Il est souvent possible de résoudre ce type de contentieux, mais cela nécessite une facilitation compétente encourageant la discussion, la compréhension et enfin la résolution des problèmes.

Lors de cette recherche, nous évaluerons les approches mises en œuvre ailleurs qu'en Ontario. Au Manitoba, par exemple, les Manitoba Pork Producers ont amorcé un programme de médiation par examen par les pairs; en Alberta, le Agricultural Operations Act permet la médiation. En Ontario, la Loi sur la gestion des éléments nutritifs récemment adoptée prévoit la constitution de comités locaux pour la résolution de tels contentieux.

Les résultats de la recherche seront les suivants :

  • Suivi de différentes approches et du succès de la résolution des contentieux locaux, et identification des meilleures pratiques;
  • Documentation et analyse de l'expérience de la communauté agricole avec la Commission des affaires municipales de l'Ontario, la Commission de protection des pratiques agricoles normales et les tribunaux;
  • Évaluation de la possibilité de contribution des communautés locales à la médiation des contentieux;
  • Rédaction d'un manuel pour aider les initiatives locales à mettre sur pied des comités de médiation des contentieux agricoles.

QE5 Développement de microréseaux d'ADN pour la détection des principaux contaminants microbiens dans les échantillons d'eau

Chef de projet : Shu Chen
Laboratory Services Division
Université de Guelph
Guelph ON N1H 8J7
(519) 767-6319
schen@lsd.uoguelph.ca

Chercheurs collaborateurs : M. Griffiths, Department of Food Science; K. Rahn, Santé Canada; B. Brooks, Agence canadienne d'inspection des aliments; R. Fayek, Virtek Vision

Durée du projet : Octobre 2001 - janvier 2003

Numéro de projet : SR9087

Résumé :
Les principaux contaminants présents dans les sources d'eau de surface et souterraine (Cryptosporidium, Giardia, Cyclospora, Escherichia coli, Salmonella, Listeria et Campylobacter) sont des causes fréquentes de maladies d'origine hydrique. Pour assurer l'innocuité de l'eau et la qualité de l'environnement, il est essentiel de disposer d'une méthode de détection rapide, simple et économique de ces mêmes contaminants pathogènes. L'objet de cette recherche était de développer un microréseau d'ADN facile à utiliser et permettant d'effectuer des diagnostics d'innocuité de l'eau et des aliments.

Ce projet faisait suite à une autre recherche en cours sur le développement d'un test par microréseau d'ADN pour la détection des principaux pathogènes bactériens d'origine alimentaire (Escherichia coli producteur de toxine Shiga, E. coli sérotype O157:H7, Campylobacter, Salmonella, Salmonella typhimurium DT104 et Listeria monocytogenes). Dans ce projet, nous avons élargi le nombre de pathogènes couverts par le microréseau pour y inclure les principaux parasites transmis par l'eau, à savoir Cryptosporidium parvum, Giardia intestinalis et Cyclospora cayetanensis; nous avons également mis au point un essai de PCR multiplex fluorescente permettant d'amplifier simultanément les gènes spécifiques à ces trois parasites. La fonctionnalité du microréseau élargi et des procédures connexes de détection des neuf pathogènes a été démontrée pour des cultures pures et pour des échantillons d'eau instantanés.

On a évalué la spécificité du système de microréseau à PCR multiplex à partir de 30 souches de parasites, de 60 souches bactériennes et de 52 souches de bactéries et de parasites non cibles. Toutes les souches cibles confirmées ont été correctement détectées, et aucune des souches non cibles n'a été détectée. Le système a permis de détecter environ 50 à 100 copies de matrice d'ADN dans les cultures pures et environ 100 copies de matrice d'ADN dans 30 échantillons instantanés de sédiments aquatiques contenant chacun un, deux, trois ou quatre pathogènes; les résultats obtenus avec le microréseau reflétaient parfaitement l'identité des échantillons en question.

On en a conclu que le système de microréseau étendu à PCR multiplex mis au point lors de ce projet permettait de détecter les trois parasites et les six bactéries pathogènes en un seul essai. Il pourrait donc devenir un outil précieux et rentable pour les tests complets d'innocuité de l'eau ou des aliments. Avant de mettre ce système en œuvre dans les laboratoires de diagnostic, on suggère d'améliorer la limite de détection de l'essai et de procéder à d'autres études de validation sur des échantillons d'eau contaminée naturellement.

QE6 (QS) Utilisation efficace et écologique des engrais azotés, des amendements organiques, de l'irrigation et des herbicides en arboriculture fruitière en Ontario

Chef de projet : John Cline
Plant Agriculture
Université de Guelph
Simcoe ON N1G 2W1
(519) 426-7127 p. 331
jcline@uoguelph.ca

Durée du projet : Juin 2002 - juin 2005

Numéro de projet : SR9110

Résumé :
Dans les plantations modernes à haute densité d'arbres fruitiers, on cherche de plus en plus à intensifier l'utilisation des engrais azotés, des herbicides et de l'eau supplémentaire d'irrigation pour maximiser la précocité et la qualité des fruits. En plus du mouvement de mondialisation et de la diminution des marges de profit, on remarque que consommateurs souhaitent de plus en plus qu'on leur offre des denrées alimentaires sans danger et produites avec moins d'intrants chimiques, ce qui crée une incertitude et une instabilité pour les producteurs ontariens confrontés à ces deux forces apparemment contradictoires.

L'objectif global de ce projet est de créer une base de données de recherche et ultimement de donner aux producteurs de fruits les moyens de réduire leurs intrants de produits chimiques et d'eau sans sacrifier la rentabilité ni la qualité de leurs produits. Cette recherche portera plus précisément sur l'utilisation efficace et sans danger des engrais azotés, des amendements organiques, de l'irrigation et des herbicides. La production de pommes sera prise comme modèle, mais les résultats seront directement transposables aux autres espèces d'arbres fruitiers (pêchers, poiriers) qui sont cultivés au moyen des mêmes pratiques de gestion en Ontario.

Les objectifs spécifiques seront les suivants : a) étudier l'efficacité de l'absorption de l'azote et sa destinée dans le sol et l'eau souterraine; b) étudier la nouvelle technologie de micro irrigation souterraine au goutte à goutte en vue d'une meilleure efficacité de l'utilisation de l'eau et des éléments nutritifs, de la protection de l'eau du sous sol et de l'amélioration de la lutte contre les mauvaises herbes, et comparer ces résultats avec les meilleures pratiques de gestion de goutte à goutte traditionnel qui sont actuellement recommandées; c) étudier les avantages des divers amendements organiques et autres formes non chimiques de lutte contre les mauvaises herbes pour stimuler l'établissement des arbres fruitiers, leur vigueur, leur précocité et leur rendement; d) effectuer une analyse économique des coûts et bénéfices connexes; e) quantifier les avantages écologiques de ces méthodes; f) mesurer les effets des méthodes actuelles et de remplacement de lutte non chimique contre les mauvaises herbes sur la qualité de l'eau du sol, la consommation d'eau et l'efficacité de son absorption par les plantes; g) déterminer les effets des amendements organiques et inorganiques sur une sélection de propriétés biologiques, chimiques et physiques du sol reflétant la qualité de celui ci.

QE7 Recherche sur la production écologique en pépinière

Chef de projet : Calvin Chong
Plant Agriculture
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 53032
cchong@uoguelph.ca

Chercheur collaborateur : Glen Lumis, Plant Agriculture

Durée du projet : Mai 2002 - avril 2006

Numéro OASIS : 25758

Résumé :
L'industrie de l'aménagement paysager et de la production d'arbres ornementaux (335 millions de dollars pour le matériel de reproduction en pépinière et le gazon en plaques, et quatre milliards par an pour l'aménagement paysager) a toujours été l'un des segments du secteur agricole qui connaissait la progression la plus rapide en Ontario. Cependant les inquiétudes croissantes suscitées par l'élimination des déchets et par la qualité de l'eau ont conféré une plus grande importance à notre programme de recherche " écologique ". Celui ci porte sur le recyclage des lixiviats d'éléments nutritifs et l'utilisation des déchets et des composts d'ordures dans la culture des plantes ornementales.

Ce programme de recherche porte sur certains aspects de l'arboriculture, une importance particulière étant accordée à la production en conteneurs et à l'introduction de pratiques écologiques nouvelles ou innovatrices. Étant donné l'adoption récente de la Loi sur la gestion des éléments nutritifs, on prévoit que les résultats de ce projet auront un impact étendu et bénéfique sur l'industrie de la production d'arbres. Cette recherche permettra de développer et d'affiner la technologie du recyclage des eaux usées et des éléments nutritifs pour permettre aux producteurs de la mettre en œuvre dans leurs activités commerciales.

QE8 Développement de systèmes de contrôle intégré et de stratégies de gestion dans les systèmes d'irrigation fertilisante en circuit fermé

Chef de projet : Michael Dixon
Environmental Biology
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 52555
mdixon@uoguelph.ca

Chercheur collaborateur : Bernard Grodzinski, Plant Agriculture

Durée du projet : Mai 2002 - avril 2006

Numéro OASIS : 25853

Résumé :
Les questions entourant l'utilisation de l'eau et des engrais gardent toute leur importance pour l'industrie ontarienne de la culture en serre. Les systèmes d'irrigation fertilisante en circuit fermé sont de plus en plus souvent employés dans ce secteur. Cependant, à cet égard, il reste plusieurs problèmes clés (maladies, déséquilibres ioniques, accumulation de sels et déchets de support de croissance) auxquels les producteurs doivent trouver des solutions lorsqu'ils adaptent cette technologie.

Certains travaux ont montré que les systèmes d'irrigation fertilisante en circuit fermé pouvaient créer des déséquilibres ioniques si leur fonctionnement ne se fondait que sur les techniques de conductivité électrique et de pH. Il est devenu nécessaire de mettre au point des systèmes d'irrigation fertilisante gérant chaque type d'ions de façon indépendante. De tels systèmes permettront une maîtrise individuelle en temps réel de l'irrigation fertilisante et ils se fonderont sur la modélisation des éléments nutritifs et la technologie des capteurs. Les modèles d'absorption d'éléments nutritifs par les cultures peuvent servir aux fins de la maîtrise en temps réel et de la prédiction au sein d'un système de contrôle intégré comportant des capteurs. Ce projet de recherche portera également sur l'absorption du cuivre et de l'ozone comme technique de remise en état des solutions d'éléments nutritifs et des supports de croissance; il portera également sur les stratégies de faibles concentrations d'éléments nutritifs comme méthodes de lutte contre les accumulations de sels dans les systèmes à irrigation souterraine et dans les effluents d'éléments nutritifs.

QE9 Quantification des répercussions des élevages de bétail et des autres utilisations des terres rurales sur la qualité de l'eau

Chef de projet : Ron Fleming
Collège de Ridgetown
Université de Guelph
Ridgetown ON N0P 2C0
(519) 674-1612
rfleming@ridgetownc.uoguelph.ca

Durée du projet : Mai 1999 - avril 2003

Numéro OASIS : 23770

Résumé :
L'objet de cette étude était de mettre en perspective les diverses sources de contaminants de l'eau dans un bassin versant. Elle comportait l'étude d'indicateurs biologiques comme les bactéries, Cryptosporidium et Giardia. Elle a permis de définir les effets caractéristiques de diverses pratiques agricoles. Les facteurs tels que le type de travail du sol, les programmes de fertilisation des cultures, l'épandage de fumier de bétail et le type de culture peuvent tous avoir des répercussions sur la qualité de l'eau. Mais l'étude est allée au delà et a défini les effets possibles des autres formes d'utilisation des terres dans les bassins versants. On suppose souvent que c'est l'agriculture qui contribue le plus à contaminer l'eau d'un bassin versant rural parce c'est elle qui occupe la plus grande superficie. Cependant il existe d'autres sources de contamination qui ne sont pas bien documentées : branchements illégaux de fosses septiques sur les drains agricoles, usines de traitement des eaux usées déversant des eaux d'égouts brutes et effets liés à la faune.

On a mesuré les quantités de Cryptosporidium et Giardia dans des échantillons de fumier et d'eau de drainage, ce qui a contribué à démontrer le potentiel des pratiques de gestion du fumier pour ce qui est de la réduction des concentrations de ces contaminants dans l'eau de surface, en comparaison avec les autres formes courantes d'utilisation des terres d'un bassin versant.

La seconde partie de l'étude portait sur les volumes de fumier des élevages de porcs employant des convoyeurs d'aliments humides ou secs. Ce dernier type de système permet de réduire les quantités d'eau perdues dans une porcherie. Cela peut avoir des répercussions majeures pour les éleveurs qui s'appuient sur la planification de la gestion des éléments nutritifs pour déterminer les taux d'épandage de fumier. Par ailleurs, il peut également y avoir un impact sur le risque de contamination de l'eau de surface ou souterraine. Plusieurs élevages ont fait l'objet d'un suivi visant à déterminer les taux de production de fumier et les concentrations d'éléments nutritifs dans celui ci pour deux types de pratiques de gestion employés dans la majorité des élevages porcins. On a également mesuré les besoins en eau des porcs.

QE10 Élaboration de meilleures pratiques de gestion visant à protéger la qualité de l'eau des régions rurales

Chef de projet : Ron Fleming
Collège de Ridgetown
Université de Guelph
Ridgetown ON N0P 2C0
(519) 647-1612
rfleming@ridgetownc.uoguelph.ca

Durée du projet : Mai 2003 - avril 2007

Numéro OASIS : 26004

Résumé :
L'objet de ce projet est de mesurer les effets de diverses pratiques agricoles sur la qualité de l'eau (de surface et souterraine) en vue de l'élaboration de meilleures pratiques de gestion permettant de protéger la ressource.

Nous vérifierons également l'efficacité des meilleures pratiques de gestion actuelles, et nous nous intéresserons plus précisément aux aspects suivants : élimination des cadavres d'animaux, qualité de l'eau des drains agricoles, entreposage et manutention du purin, et planification de la gestion des éléments nutritifs. Les principaux paramètres étudiés seront ceux liés aux éléments nutritifs et aux pathogènes.

QE11 Effets de la disponibilité des éléments nutritifs sur les processus biogéochimiques influençant le transport d'Escherichia coli dans les sols

Chef de projet : Danielle Fortin
Département des sciences de la terre
Université d'Ottawa
Ottawa ON K1N 6N5
(613) 562-5800 p. 6423
dfortin@science.uottawa.ca

Durée du projet : Septembre 2001 - septembre 2003

Numéro de projet : SR9080

Résumé :
Escherichia coli est une espèce de bactérie pathogène liée au fumier. Comme les secteurs porcin et bovin produisent de grandes quantités de fumier, et comme celui ci est exposé à la lixiviation par la pluie et les eaux de surface, E. coli est un contaminant fréquent dans les eaux souterraines des régions rurales de l'Ontario (p. ex. Walkerton). Il est donc essentiel de pouvoir prévoir la vitesse et la portée du transport de E. coli dans les sols pour pouvoir évaluer les risques environnementaux associés à la production porcine et bovine en Ontario et, au besoin, faciliter l'assainissement de l'environnement.

Le transport de bactéries dans le sol est le résultat de plusieurs processus hydrologiques et biogéochimiques. Plusieurs études récentes portaient sur les processus hydrologiques qui déterminent le transport des bactéries dans les sols (p. ex. écoulement des eaux souterraines, teneur en humidité, modification de la conductivité hydraulique sous l'effet de l'engorgement des pores par les bactéries). Cependant, à l'heure actuelle, les processus biogéochimiques sont mal compris. Le principal mécanisme biogéochimique déterminant le transport des bactéries dans les sols est l'adhérence de celles ci aux minéraux. Ce phénomène est déterminé par un grand nombre de variables intimement interreliées (pH, force ionique, composition de la solution, minéralogie, phase de croissance et activité métabolique des bactéries). De plus, notre recherche préliminaire indique que la disponibilité des éléments nutritifs (carbone, phosphore et azote ajoutés au sol par lixiviation à partir du fumier) pourrait avoir un effet sur un grand nombre de ces paramètres déterminants et donc indirectement sur l'adhérence entre les bactéries et les minéraux, et par conséquent sur le transport des bactéries dans les sols.

Nous effectuerons des expériences par lots pour mesurer l'adhérence de E. coli K-12 aux minéraux du sol en présence d'une variation indépendante de la disponibilité des éléments nutritifs, du pH de la solution et des paramètres minéralogiques du sol de différents terrains. Notre hypothèse est que la réduction des concentrations d'éléments nutritifs aura un effet sur la taille des cellules, leurs charges électriques superficielles, leur hydrophobie et leur état métabolique. Les concentrations d'éléments nutritifs influenceront également la composition de la solution et la force ionique. Nous prévoyons que ces modifications de la morphologie et de la réactivité cellulaires ainsi que de la composition de la solution auront un effet sur l'intensité de l'adhérence des cellules aux diverses surfaces minérales.

Le principal résultat attendu de ce projet sera un modèle de prédiction de l'adhérence entre les bactéries et les minéraux dans différentes conditions biogéochimiques; ce modèle devrait donc pouvoir servir à l'évaluation des risques environnementaux liés à la lixiviation du fumier. Non seulement l'emploi de ce type d'outil prévisionnel permettra de réduire les risques de contamination environnementale en Ontario, mais il apportera également des bénéfices économiques par la réduction des coûts de remise en état des sites.

QE12 (QS) Évaluation de l'effet des antibiotiques sur la survie et de l'effet des surfactants sur le transport des bactéries du fumier après épandage sur les terres

Chef de projet : Michael Goss
Land Resource Science
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
mgoss@uoguelph.ca
(519) 824-4120 p. 52491

Chercheur collaborateur : Paul Sibley, Environmental Biology

Durée du projet : Mai 2002 - avril 2003

Numéro OASIS : 25888

Résumé :
Une étude préalable a montré que l'hydrophobie des cellules bactériennes était le phénomène qui avait le plus d'effet sur leur rétention sur les surfaces. Ce paramètre est largement indépendant des propriétés électrochimiques de la solution de suspension. La surface de la cellule bactérienne agit comme une surface amphiphile contenant des groupements ioniques et non ioniques. La plupart des charges de la paroi sont négatives et se comportent donc comme des sites d'échange de cations semblables à ceux des complexes argileux-organiques.

Les charges portées par les surfaces tendent à être neutralisées par les ions libres hydratés présents dans la solution de suspension. Cependant les cations organiques tendent à déplacer ces mêmes ions inorganiques, ce qui a pour effet de transformer les anciens sites hydrophiles en loci organophiles (hydrophobes). La matière organique en suspension peut interagir avec les groupements ioniques et non ioniques.

Les surfactants cationiques peuvent accroître la capacité d'absorption des molécules hydrophobes par les sols. Ils sont retenus aux sites d'échange de cations tels que ceux qui se trouvent sur les argiles et les parois des cellules bactériennes, ce qui leur confère un caractère hydrophobe.

Nous avons formulé l'hypothèse selon laquelle en accroissant l'hydrophobie du sol et des cellules bactériennes par l'ajout de surfactants cationiques, il était possible d'accroître l'adsorption des cellules bactériennes sur les particules de sol et par conséquent de réduire la probabilité de transport vers l'eau du sous sol.

L'ajout d'antibiotiques à des doses sous-thérapeutiques dans les rations alimentaires du bétail est une méthode très employée de prévention des maladies et d'amélioration de l'efficacité d'absorption. Cependant il existe très peu de données sur leur présence dans les fumiers et sur leurs effets écotoxicologiques.

Cette étude a permis d'évaluer les concentrations de résidus dans le fumier et la longévité des bactéries exposées à deux antibiotiques, la tylosine et la monensine, qui sont souvent employés à des doses sous-thérapeutiques.

QE13 (QS) Réduction de la survie et du transport des bactéries pathogènes après l'épandage de matières organiques contaminées

Chef de projet : Michael Goss
Land Resource Science
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 52491
mgoss@uoguelph.ca

Chercheurs collaborateurs : P. Sibley, Environmental Biology; L. Evans, Land Resource Science; B. Van Heyst, School of Engineering

Durée du projet : Mai 2003 - avril 2005

Numéro OASIS : 26074

Résumé :
Après l'épandage d'amendements organiques tels que le fumier et les biosolides d'égout sur les terres, le potentiel de contamination des réserves d'eau par des pathogènes dépend de la capacité de survie de ces derniers dans le sol. Des travaux antérieurs ont montré que ce facteur variait selon les propriétés du sol récepteur, la matière contenant les organismes pathogènes et leurs caractéristiques propres. On ignore dans une large mesure jusqu'à quel point leur survie dépend de la composition de l'amendement et de la compétition entre les micro-organismes introduits et la population indigène du sol. Des critères ont été établis en vue de meilleures pratiques de gestion visant à réduire la durée de survie de ces pathogènes et par conséquent le risque de contamination des sources d'eau.

Dans les amendements organiques, la teneur en azote présente sous forme d'ammoniac varie selon le mode d'entreposage et de traitement ou l'ajout de litière dans le cas du fumier. Dans le cadre de ce projet de recherche, on étudiera les effets de ce facteur sur la survie des micro-organismes entériques; pour ce faire, on étudiera l'ajout d'urée aux amendements et aux mélanges de ceux ci avec différents sols, et on effectuera le suivi de ces mêmes micro organismes sur une période pouvant aller jusqu'à six mois. Le sol devient plus acide au fur et à mesure que l'ammoniac est perdu par volatilisation. Les modifications du pH peuvent altérer le point de charge nulle à la surface des micro organismes, ce qui rend leur adhésion aux particules de sol plus ou moins probable. L'un des principaux objectifs est de modéliser la teneur en ammoniac des mélanges au cours du temps en tenant compte de l'évolution du pH et des pertes par volatilisation. Le projet portera également sur l'importance de l'incorporation d'agents antimicrobiens dans les aliments des bovins.

QE14 Gestion intégrée du milieu entourant les racines aériennes dans les serres : Systèmes hydroponiques à recyclage

Chef de projet : Bernard Grodzinski
Environmental Biology
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 53439
bgrodzin@uoguelph.ca

Chercheur collaborateur : Michael Dixon, Plant Agriculture

Durée du projet : Mai 2002 - avril 2006

Numéro OASIS : 25879

Résumé :
Ce projet porte sur les problèmes de production en milieu fermé, et il couvre l'analyse de la physiologie et de l'épidémiologie des végétaux. On étudie le recyclage des milieux nutritifs dans les cultures hydroponiques de serre et on teste des systèmes semblables pour la production de nourriture, d'oxygène et d'eau potable pendant les voyages spatiaux habités. Les techniques physiques telles que l'emploi des rayons ultraviolets pour l'élimination des pathogènes dans les solutions d'éléments nutritifs recyclés sont liées à des études épidémiologiques qui consistent à tester l'efficacité des agents de lutte biologique.

On met à l'essai de nouvelles méthodes non invasives de suivi de la santé du couvert végétal, de prévision des maladies et de lutte contre celles ci. Ce projet complète d'autres études connexes portant sur les systèmes d'irrigation fertilisante en circuit fermé et les déséquilibres ioniques, l'efficacité des nouveaux agents de lutte biologique et l'amélioration de la productivité végétale par sélection de nouvelles lignées de plantes (p. ex. tolérantes aux faibles intensités lumineuses).

QE15 Lixiviation des nitrates dans un limon argileux après 44 ans de gestion uniforme des sols et des cultures

Chef de projet : Pieter Groenevelt
Land Resource Science
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120
pgroenev@lrs.uoguelph.ca

Chercheurs collaborateurs : H. Dadfar, Land Resource Science; C. F. Drury, W. D. Reynolds et C. S. Tan, Agriculture et Agroalimentaire Canada

Durée du projet : Mai 1999 - avril 2003

Numéro OASIS : 23890

Résumé :
Dans les régions exposées à la contamination par les nitrates, la bonne gestion des réserves d'eau peut bénéficier d'une bonne connaissance à long terme ou " de base " des pertes de nitrates par lixiviation sous la zone de racines des cultures. L'objectif de cette étude était de caractériser les pertes de nitrates de 12 lots drainés par des tuyaux enterrés et formés de sols de limon argileux de Brookston (gleysol humique orthique), où la gestion agricole est uniforme depuis 44 ans. Les traitements étaient les suivants : culture continue de maïs (Zea mays L.) avec travail du sol classique avec et sans apport d'engrais, culture continue de pâturin des prés (Poa pratensis L.) et rotation de maïs-avoine (Avena sativa L.)-luzerne (Medicago sativa L.) avec travail du sol classique, chaque culture de la rotation étant produite pendant un an. Dans 12 lots, on a mesuré l'écoulement du drainage, la concentration de nitrates dans celui ci et les pertes totales de nitrates par le drainage. Dans quatre des 12 lots, on a également mesuré les concentrations de nitrate dans l'eau des pores du sol jusqu'à une profondeur de deux mètres (culture continue de maïs avec et sans engrais et rotation de maïs avec et sans engrais). Dans la culture continue de maïs (CM) avec engrais et la rotation de maïs (RM) avec engrais, les concentrations moyennes pondérées de nitrate de l'eau du drainage sur quatre ans (1999-2002) étaient respectivement de 15,0 et 20,3 mg N/L, ces deux valeurs excédant la valeur de 10 mg N/l qui figure dans les lignes directrices canadiennes sur l'eau potable. À une profondeur supérieure à celle des tuyaux de drainage, les concentrations moyennes de nitrate dans l'eau des pores du sol dépassaient également les valeurs de référence pour ces deux lots. Au cours de cette période de quatre ans, les pertes totales cumulatives de nitrates dans l'eau du drainage par tuyaux enterrés étaient importantes, soit 131,6 kg N/ha pour RM avec engrais et 79,7 kg N/ha pour CM avec engrais. Par contre les pertes cumulatives de nitrates dans l'eau de drainage étaient très faibles pour le pâturin sans engrais (4,4 kg N/ha), le pâturin avec engrais (6,6 kg N/ha) et CM sans engrais (7,5 kg N/ha). Par conséquent les pratiques de gestion des cultures peuvent avoir un effet très prononcé sur les pertes de nitrate à partir de la zone des racines et sur la contamination de l'eau de drainage par les nitrates.

QE16 Étude des problèmes de qualité de l'eau dans le bassin de la rivière Bonnechère

Chef de projet : Ben Hawkins
Collège de Kemptville
University of Guelph
Kemptville ON K0G 1J0
(613) 258-8336 p. 458
bhawkins@kemptvillec.uoguelph.ca

Durée du projet : Mai 2000 - avril 2003

Numéro OASIS : 25440

Résumé :
Le projet porte sur une étude exhaustive du bassin de la rivière Bonnechère et il vise à évaluer l'effet de l'industrie, de l'agriculture et des pratiques des résidents sur la qualité de l'eau. Il semble qu'au cours des années la qualité de l'eau de cette rivière se soit dégradée peu à peu; les divers intervenants exploitant cette ressource naturelle s'en inquiètent et aimeraient trouver la ou les causes de ce phénomène.

La rivière Bonnechère coule du parc Algonquin à la rivière des Outaouais et elle sert principalement à des fins récréatives ainsi que comme source d'approvisionnement en eau pour les municipalités et l'agriculture. Tous les contaminants qui y sont déversés aboutissent dans la rivière des Outaouais. Si l'on réduit les quantités de polluants présents dans ce système, cela aura pour effet d'accroître sa valeur pour les activités récréatives et de réduire le coût du traitement pour les usages municipaux et domestiques. Le projet portait sur les facteurs qui contribuaient à dégrader la qualité de l'eau de cette rivière entre le parc Algonquin et Renfrew, en Ontario.

QE17 Évaluation des épandeurs de fumier

Chef de projet : Ben Hawkins
Collège de Kemptville
Université de Guelph
Kemptville ON K0G 1J0
(13) 258-8336 p. 458
bhawkins@kemptvillec.uoguelph.ca

Durée du projet : Mai 2003 - avril 2004

Numéro OASIS : 25963

Résumé :
Si elle n'est pas effectuée correctement, l'élimination du fumier produit par les élevages de bétail peut être une cause de pollution des eaux de surface et souterraines. Il faut disposer d'un plan de gestion des éléments nutritifs pour éviter d'ajouter des quantités de ces substances qui dépassent les besoins des cultures. Étant donné la diversité des déchets d'origine animale et les systèmes de gestion existants, il faut que les épandeurs de fumier permettent toute une gamme de taux d'épandage. Le calcul de ces taux, qui se fondait normalement les besoins des plantes en azote, doit maintenant refléter les teneurs du sol en phosphates. Dans de nombreux cas, ce facteur a pour effet de réduire les taux d'épandage acceptables. Les recommandations sur les taux d'épandage des éléments nutritifs se fondent donc sur les paramètres que nous venons de mentionner. Les épandeurs peuvent assurer un large éventail de taux d'épandage, mais il faut se demander s'ils peuvent satisfaire à ces recommandations.

Le calcul du moment des épandages est un autre volet important de la planification de la gestion des éléments nutritifs. La réduction des taux et les épandages multiples peuvent également avoir un effet bénéfique sur les cultures et sur les quantités d'éléments nutritifs qu'elles absorbent.

En Ontario, on trouve actuellement différents types, marques et tailles d'appareils d'épandage d'une vaste gamme de fumiers, mais il existe très peu de données sur les taux d'épandage qui sont couverts par ces appareils. Au cours de la présente étude, on évaluera les taux d'épandage des appareils actuellement en service, leur régularité et d'autres paramètres de fonctionnement.

QE18 (QA) Évaluation des unités de gestion de l'azote dans un même champ en fonction de leurs effets possibles sur l'environnement

Chef de projet : Richard Heck
Land Resource Science
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 52450
rheck@lrs.uoguelph.ca

Chercheurs collaborateurs : I. O'Halloran, collège de Ridgetown; John Lauzon, Gary Parkin, Land Resource Science, Bill Deen, Plant Agriculture, et Wanhong Yang, Geography

Durée du projet : Mai 2003 - avril 2007

Numéro OASIS : 26008

Résumé :
Les stratégies de gestion des terres cultivées doivent viser à optimiser la stabilité des rendements en fonction des contraintes économiques tout en réduisant autant que possible l'impact du système de production sur la santé de l'écosystème, ce qui exige une bonne connaissance de la variabilité du sol dans le temps et dans l'espace. Souvent, les résultats des études traditionnelles sur le sol et le suivi des rendements des cultures ne conviennent pas aux fins des épandages adaptés aux sites; on peut affirmer que le manque de données fonctionnelles à cet effet constitue le principal obstacle à la mise en œuvre de pratiques de gestion adaptées aux sites. Les techniques traditionnelles d'échantillonnage du sol et des cultures, qui servent à déterminer la variabilité des éléments nutritifs et de l'humidité des sols, exigent habituellement trop de temps et sont trop onéreuses pour permettre une cartographie adéquate des unités de gestion des éléments nutritifs à l'échelle du champ. Dans cette recherche, on élaborera des méthodologies d'intégration des techniques traditionnelles, de systèmes de production d'images aériennes à haute résolution, de capteurs physiques sans contact et de modèles de simulation informatisée pour faciliter la délimitation et la caractérisation des unités de gestion des éléments nutritifs dans un même champ en vue de réduire les pertes vers l'environnement. Du point de vue de la production des récoltes et de la protection de l'environnement, la destinée de l'azote provenant des engrais et des fumiers revêt un grand intérêt.

QE19 Identification des unités de gestion de N par l'intermédiaire du carbone organique

Chef de projet : Beverley Kay
Land Resource Science
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 52484
bkay@lrs.uoguelph.ca

Durée du projet : Août 2000 - août 2003

Numéro de projet : SR9057

Résumé :
L'un des volets essentiels de l'épandage de produits azotés dans les paysages variables que l'on trouve habituellement sur les terres agricoles est la délimitation, dans un même champ, des zones devant recevoir la même quantité de ces produits, c'est à dire l'identification d'unités de gestion de N. L'azote est l'intrant le plus coûteux, et il est donc logique que l'élaboration de critères d'identification des unités de gestion de N soit considérée comme hautement prioritaire. De plus, les quantités de N qui excèdent les besoins des cultures peuvent contaminer les eaux souterraines et être une source d'oxyde nitreux, un gaz à effet de serre. De nombreux agriculteurs produisent des cartes de variabilité spatiale des rendements, mais les données de ce type ne fournissent aucun indicateur du taux d'épandage d'engrais azoté le plus économique. Pour évaluer la variation spatiale des besoins en engrais azotés, on peut comparer la réponse du rendement à une absence d'épandage et à un épandage complet le long de bandes traversant un même champ, mais il faut effectuer d'autres mesures pour pouvoir extrapoler les données ainsi obtenues au reste du champ. L'hypothèse que nous nous proposons de tester dans cette étude est qu'il est possible de définir initialement les unités de gestion à partir de la distribution spatiale du carbone organique et que dans les zones où la teneur en carbone organique dépasse la teneur en carbone stable, il est nécessaire d'obtenir des données supplémentaires reflétant la variabilité spatiale de la réponse du rendement aux teneurs en azote.

QE20 (QS, QA) Évaluation des besoins en azote dans les paysages variables à partir des données pédologiques et climatiques

Chef de projet : Beverley Kay
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 52484
bkay@lrs.uoguelph.ca

Durée du projet : Mai 2003 - avril 2004

Numéro OASIS : 25977

Résumé :
La minéralisation de la matière organique (y compris des résidus des récoltes précédentes) fournit une part significative de l'azote du sol qui est absorbé par la récolte suivante. Les études montrent que dans un paysage donné, la variation spatiale de la teneur en matière organique peut être corrélée avec les quantités d'azote minéralisé. Cependant ces mêmes travaux montrent qu'à certains endroits du paysage, les variations saisonnières de la minéralisation sous l'effet des conditions météorologiques peuvent être aussi importantes ou plus importantes que la variation présente sur l'ensemble du paysage au cours d'une même saison. Cela signifie que les besoins en engrais azoté supplémentaire dépendent fortement de la position dans le paysage, des conditions météorologiques et de leur interaction, mais jusqu'à présent on a encore accordé peu d'attention aux effets combinés de tous ces facteurs sur les besoins en engrais.

L'objectif de cette recherche sera d'élaborer et d'évaluer une méthodologie de prédiction de la quantité d'azote minéralisé présente dans le sol au moment de l'épandage en bandes latérales dans des paysages variables. Cette prédiction se fondera sur la variation spatiale des caractéristiques du sol et sur les conditions météorologiques préalables.

Pour identifier le mode d'utilisation des données météorologiques le plus efficace, on se fondera sur les données qui ont été recueillies. Ces procédures serviront ensuite à élaborer un modèle de régression multiple qui établira les relations entre la teneur en N antérieure à l'épandage en bandes latérales, les caractéristiques du sol et les variables météorologiques. Ce modèle sera ensuite élargi au moyen de mesures effectuées sur des sols ayant une plus vaste gamme de textures, dans le cadre d'études hors station effectuées de 2003 à 2006, et il sera testé par comparaison avec un jeu de données indépendant. S'il est possible de prédire avec succès la teneur du sol en azote avant l'épandage en bandes latérales, ces informations permettront aux agriculteurs de prendre des décisions à moindre coût en ce qui concerne les besoins en engrais dans différentes conditions météorologiques.

QE21 Gestion des réserves d'eau des régions rurales en cas de sécheresse

Chefs de projet :

Reid Kreutzwiser
Geography
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 52174
reidk@uoguelph.ca

Rob de Loë
Geography
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 52525
rdeloe@uoguelph.ca

Durée du projet : Mai 2003 - avril 2005

Numéro OASIS : 26087

Résumé :
En Ontario, il y a beaucoup d'incertitude entourant les réserves d'eau, qu'elles soient destinées à l'agriculture ou à d'autres utilisations dans les régions rurales. Cela est dû à plusieurs facteurs : accroissement des besoins en eau de la part d'utilisateurs entrant en concurrence, sécheresses périodiques s'accompagnant d'une accentuation de la demande qui réduit encore les réserves, et doutes quant à l'efficacité des ententes actuelles sur l'affectation de l'eau. La province de l'Ontario a reconnu qu'il était nécessaire de se doter d'un plan d'urgence en cas de sécheresse et, en 2001, elle a mis en œuvre un plan pour l'éventualité d'une diminution des réserves d'eau. Cependant on n'a pas encore trouvé de réponses à d'importantes questions concernant la capacité de ce plan à réduire l'incertitude qui entoure l'approvisionnement en eau des agriculteurs et des usagers ruraux.

Cette recherche répond à ce besoin par l'examen des tendances qui, dans le temps et dans l'espace, déterminent les quantités d'eau consommées par l'activité agricole, et par une évaluation des perspectives de gestion efficace des sécheresses dans les régions du Sud de l'Ontario où la consommation d'eau est élevée ou en croissance.

La recherche se déroulera en deux phases. La première a deux principaux objectifs : (1) estimations, cartographiées à l'échelle du canton, des changements ayant affecté la consommation d'eau par le secteur agricole dans le Sud de l'Ontario entre 1991, 1996 et 2001; (2) évaluation de l'expérience de gestion des sécheresses dans le bassin versant du ruisseau Big (canton de Norfolk), l'un des premiers secteurs où a été créée une équipe de surveillance de l'eau dans le cadre du plan provincial de mesures contre la sécheresse. Dans ce deuxième volet, les chercheurs élargiront leur évaluation de la mise en œuvre du plan de lutte contre la sécheresse dans des bassins versants sélectionnés où la première partie aura établi que la consommation d'eau par l'agriculture était élevée ou en croissance. On évaluera le potentiel d'application du Système d'information géographique (SIG) pour améliorer l'état de préparation en cas de sécheresse à l'échelle du bassin versant ou du sous-bassin versant.

QE22 Quantification de la lixiviation des éléments nutritifs et des bactéries ainsi que du débit de l'écoulement préférentiel en présence de diverses pratiques de gestion

Chefs de projet :

John Lauzon
Land Resource Science
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 52459
jlauzon@lrs.uoguelph.ca

Bill Deen
Plant Agriculture
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 53397
bdeen@uoguelph.ca

Chercheurs collaborateurs : I. O'Halloran, collège de Ridgetown, et G. Parkin, Land Resource Science

Durée du projet : Juin 2002 - septembre 2005

Numéro de projet : SR9121

Résumé :
Il est bien connu que dans certaines conditions pédologiques, le fumier liquide épandu peut vite se retrouver dans le système de drainage par tuyaux enterrés (probablement par écoulement préférentiel) et être emporté vers les eaux de surface. Bien que ce phénomène soit connu depuis un certain temps, très peu d'expériences ont été effectuées pour mesurer directement les pertes de ce type. Les fissures de dessiccation et les galeries de vers de terre sont essentiellement de gros pores qui permettent le passage des liquides et de leur contenu en direction des systèmes de drainage par tuyaux enterrés ou vers l'eau souterraine. La formation des fissures de dessiccation est habituellement à son maximum à la fin de l'été et au début de l'automne, lorsque l'humidité du sol est habituellement à son plus bas, et il est donc vraisemblable que le potentiel de pertes par écoulement préférentiel est maximal à ce moment là.

Il est probable que la rupture des gros pores par le travail du sol a pour effet de réduire le potentiel d'écoulement préférentiel. L'épandage de fumier à la fin de l'été laisse aussi beaucoup de temps à la croissance de la culture abri d'hiver, qui peut capturer l'azote du sol et du fumier, réduisant ainsi le potentiel de pertes par lixiviation en automne et au printemps. Cette recherche portera principalement sur la mesure des pertes par écoulement préférentiel et par lixiviation, mais également des pertes relatives par dénitrification et par volatilisation.

Au cours de ce projet, on comparera les pertes d'éléments nutritifs et de bactéries par écoulement préférentiel et par lixiviation dans des champs sur lesquels on aura épandu du fumier liquide à la fin de l'été ou au début de l'automne. Chaque lot, situé à la station de recherche d'Elora, est équipé d'un drain par tuyaux enterrés préexistant. Pour chacun de ces lots, on isolera le système de drainage et on installera un appareil de surveillance qui mesurera le débit de l'effluent du drain et sa concentration en N, en P et en coliformes fécaux. Étant donné le coût de la méthode d'échantillonnage, le nombre de traitements doit être limité à cinq, soit une composante de travail du sol (aucun travail du sol contre travail traditionnel avec et sans épandage de fumier en automne) et un traitement avec épandage de fumier au printemps.

On en arrivera peut être ainsi à une réduction des pertes d'éléments nutritifs par lixiviation et à une absorption plus efficace de ceux ci par les cultures mises en terre au printemps suivant. Cependant on connaît mal les effets environnementaux de l'épandage de fumier en automne suivi de la mise en terre d'une culture abri.

QE23 (QS) Étude comparative des pertes d'azote à la suite de l'épandage de divers types de fumier en automne ou au printemps

Chef de projet : John Lauzon
Land Resource Science
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 52459
jlauzon@lrs.uoguelph.ca

Chercheurs collaborateurs : G. Parkin, Land Resource Science, et I. O'Halloran, collège de Ridgetown

Durée du projet : Juin 2003 - septembre 2006

Numéro de projet : SR9134

Résumé :
En Ontario, la Loi sur la gestion des éléments nutritifs a été adoptée le 27 juin 2002. Son objet est d'améliorer la protection des réserves d'eau de la province en réduisant les effets des pratiques agricoles sur l'environnement. Elle oblige les producteurs ontariens à établir des plans de gestion des éléments nutritifs (PGEN) fondés sur des normes et des meilleures pratiques de gestion.

Un indice azote est inclus dans les règlements connexes à la Loi sur la gestion des éléments nutritifs. Cet indice représente le potentiel de perte de N vers l'environnement (principalement des pertes primaires en direction de l'eau souterraine). L'indice-azote comporte des calculs qui reflètent l'effet du moment de l'épandage et du type de fumier sur les quantités d'azote perdues. Les valeurs qui figurent dans les tables se fondent en grande partie sur des études relatives à la valeur agronomique des différents types de fumier épandus à différentes dates de l'année, mais qui ne mesuraient pas nécessairement les pertes vers l'environnement. À cet égard, il est devenu nécessaire de faire des recherches pour confirmer ou ajuster les valeurs des pertes prévues dans l'indice-azote. La recherche proposée vise à produire des données qui pourront servir à l'élaboration de normes adéquates régissant les dates d'épandage du fumier de porc, de bovins de boucherie, de bovins laitiers et de volaille. On étudiera la valeur agronomique relative de l'azote de quatre différents types de fumiers épandus en automne ou au printemps. On évaluera également l'effet de la date d'épandage et du type de fumier sur les pertes de N soit sous la forme d'ammoniac volatilisé, soit par la lixiviation des nitrates. Et enfin on estimera l'effet du travail du sol avant l'épandage sur les pertes d'azote des fumiers épandus à la fin de l'été.

QE24 Construction d'anticorps recombinants pour la détection de Cryptosporidium parvum

Chef de projet : Hung Lee
Environmental Biology
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 53828
hlee@uoguelph.ca

Chercheurs collaborateurs : J. Trevors, C. Hall, Environmental Biology

Durée du projet : Mai 2000 - avril 2003

Numéro OASIS : 25562

Résumé :
Le protozoaire entérique Cryptosporidium est un pathogène très largement répandu et très souvent transmis par l'eau; il cause la cryptosporidiose, une maladie gastro intestinale, chez les humains et plusieurs espèces d'animaux de ferme. Au cours des quelques dernières années, plusieurs flambées de cryptosporidiose d'origine hydrique se sont produites en Ontario à la suite de déversements provenant des terres agricoles ou de contamination fécale humaine. Il existe plusieurs espèces de ce parasite, mais Cryptosporidium parvum semble être le plus largement répandu et le plus souvent en cause dans les flambées de maladie clinique. Pour la surveillance systématique et la prévention de la cryptosporidiose, il est essentiel de disposer de moyens fiables de détection de cet organisme.

Ce projet est une étude de collaboration dont l'objet est de construire des anticorps recombinants contre C. parvum. En cas de succès, les chercheurs disposeront d'une source d'anticorps bactériens recombinants peu coûteux pouvant servir à une détection spécifique, sensible et efficace de C. parvum dans des échantillons prélevés dans l'environnement. Au stade actuel, on a immunisé avec succès des souris et créé des bibliothèques de fragments scFV à partir de splénocytes de souris. Malheureusement, jusqu'à présent, le projet n'a pas encore permis de sélectionner un anticorps recombinant contre les oocystes de C. parvum. Les chercheurs prévoient de poursuivre le criblage des anticorps recombinants dans l'espoir de permettre une meilleure protection des réserves d'eau potable dans les régions rurales.

QE25 Détection des signatures dans les déchets : Évaluation du potentiel des rapports isotopiques stables pour l'identification des effluents d'aquaculture dans l'environnement naturel

Chef de projet : Richard Moccia
Animal and Poultry Sciences
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 56216
rmoccia@uoguelph.ca

Durée du projet : Mai 2003 - avril 2005

Numéro OASIS : 26053

Résumé :
La croissance continue du secteur ontarien de l'aquaculture en cages est limitée par certaines contraintes; en effet ces élevages doivent gérer et parfois atténuer les effets environnementaux produits par leurs déchets riches en éléments nutritifs. Il est extrêmement difficile d'identifier la source des contaminants dans un environnement mouvant où ces éléments nutritifs se trouvent déjà à l'état naturel et peuvent également provenir d'autres sources anthropiques. L'emploi de rapports isotopiques stables permettant de définir une " signature " caractéristique semble constituer une méthode prometteuse pour la validation des pratiques actuelles de surveillance, pour l'atténuation des impacts et pour la détermination de la provenance des éléments nutritifs. Les éléments d'intérêt biologique comme l'hydrogène, le carbone, l'azote et l'oxygène ont deux isotopes naturels. Il est possible que le rapport entre les quantités d'isotope lourd et d'isotope léger permette de retrouver la provenance de l'échantillon. Cette méthode a effectivement permis de remonter à la source de déchets d'égout présents dans les milieux aquatiques, mais ce n'est que récemment qu'on a pensé à l'appliquer à l'aquaculture.

Et enfin la méthode des rapports isotopiques stables pour trouver la provenance des charges en éléments nutritifs des parcs en filet devra être testée dans les Grands Lacs, là où se trouve la plus grande partie de la production de poissons d'élevage de l'Ontario. Cependant, avant d'entreprendre de tels essais de terrain à grande échelle, il serait prudent de tester les résultats analytiques et la signification statistique de cette méthode dans des conditions contrôlées en laboratoire. Les résultats de ces travaux définiront l'approche à adopter en vue des essais à venir dans les Grands Lacs. Les rapports isotopiques du carbone, de l'azote, de l'oxygène et du soufre seront calculés dans des échantillons d'aliments à poisson, dans l'eau d'arrivée, dans les matières fécales et dans les effluents de bassins contenant des truites arc en ciel d'élevage.

QE26 Validation de la modélisation opérationnelle et de la surveillance des effluents d'éléments nutritifs produits par les piscicultures en cage dans les Grands Lacs

Chef de projet : Richard Moccia
Animal and Poultry Sciences
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 56216
rmoccia@uoguelph.ca

Durée du projet : Mai 2000 - avril 2003

Numéro OASIS : 25320

Résumé :
La croissance continue du secteur ontarien de l'aquaculture en cages est limitée par certaines contraintes; en effet ces élevages doivent gérer et parfois atténuer les effets environnementaux produits par leurs déchets riches en éléments nutritifs. Les producteurs, les agences de réglementation et les groupes d'intérêt exigent des méthodes crédibles et quantitatives de surveillance des transports d'éléments nutritifs, ce qui permettrait à l'aquaculture de respecter la capacité d'assimilation du bassin versant concerné et de devenir ainsi durable à long terme. Actuellement, les programmes de surveillance de la qualité de l'eau sont coûteux et ne permettent ni de quantifier l'apport en éléments nutritifs, ni de prévoir les effets d'eutrophisation néfastes. Par conséquent, le secteur de l'aquaculture en cages se trouve dans un contexte réglementaire mouvant et parfois éphémère qui peut nuire à la réussite de ce mode d'élevage.

L'objectif de ce projet était de mettre sur pied des méthodes quantitatives crédibles et prévisibles de surveillance du transport des éléments nutritifs provenant des élevages de poissons situés en eau libre dans les Grands Lacs. L'élément principal de l'étude était la validation de nouvelles techniques de suivi en continu de la qualité de l'eau, suivie de l'intégration des résultats de surveillance dans un modèle prévisionnel informatisé. Ce modèle " prévisionnel " servira à estimer les charges attendues et le transport des éléments nutritifs en provenance des élevages en cages, et il constituera le point de départ d'un système rationnel de conformité réglementaire fondé sur des observations empiriques valides. Ces données serviront également à prévoir l'apparition d'états d'eutrophisation ou d'hypoxie, c'est à dire les effets environnementaux clés qui doivent être évités pour que l'aquaculture survive dans le bassin des Grands Lacs. De tels systèmes de détection précoce sont nécessaires si l'on veut prévenir les effets néfastes sur l'environnement au lieu de devoir procéder à une remise en état.

QE27 Réseaux neuronaux pour la prévision des quantités d'azote des nitrates dans l'eau de drainage

Chef de projet : Satish C. Negi
School of Engineering
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 52231
scnegi@uoguelph.ca

Chercheur collaborateur : R. Rudra, School of Engineering

Durée du projet : Mai 2001 - avril 2003

Numéro OASIS : 25595

Résumé :
Le potentiel de pollution des eaux souterraines par les nitrates des fumiers et des engrais est l'une des grandes questions à l'ordre du jour au Canada et aux États Unis. Dans une étude récente des effluents de champs de maïs drainés par des tuyaux enterrés et ayant reçu du fumier et de l'engrais dans la région d'Ottawa, un nombre significatif d'échantillons dépassaient la limite de 10 mg/L d'azote des nitrates qui s'applique à l'eau potable. Les données recueillies lors de cette étude portaient sur les sols, les conditions météorologiques quotidiennes, les pratiques de gestion agricole, l'écoulement par drainage, la concentration de nitrates et les pertes dans les effluents de drainage. Ces données serviront à l'entraînement de deux réseaux neuronaux artificiels chargés de prévoir les concentrations d'azote des nitrates dans les effluents de drainage par tuyaux enterrés. Les réseaux neuronaux artificiels peuvent apprendre à partir de la relation existant entre les données de départ et d'arrivée de certaines expériences, et ils peuvent effectuer des généralisations en se fondant sur les connaissances ainsi acquises. On évaluera eux types de réseaux neuronaux artificiels : (1) le réseau entraînable à rétropropagation rapide et (2) le réseau autostructuré RBF (radial basis network).

À partir des algorithmes propres à ces deux systèmes, on élaborera un programme informatique constitué de modules pour réduire la durée de l'entraînement des réseaux et accroître leur flexibilité. Les données de terrain seront divisées en scénarios d'entraînement et de test, le fichier d'entraînement comportant sept entrées et deux sorties. On effectuera une analyse de sensibilité en modifiant les paramètres de travail pour réduire l'erreur de prévision et définir la configuration optimale du réseau. On comparera la performance de ces deux systèmes avec celle d'un modèle traditionnel (DRAINMOD-N). Le réseau neuronal recommandé pourra servir à l'évaluation des effets de l'épandage d'azote, que ce soit sous forme de fumier animal ou d'engrais, sur la qualité de l'eau du sous sol.

QE28 Évaluation de la biodisponibilité et du potentiel de perte du phosphore du fumier

Chef de projet : Ivan O'Halloran
Collège de Ridgetown
Université de Guelph
Ridgetown ON N0P 2C0
(519) 674-1635
iohallo@ridgetownc.uoguelph.ca

Durée du projet : Mai 2003 - avril 2005

Numéro OASIS : 26046

Résumé :
Jusqu'ici, l'épandage de fumier sur les terres agricoles était principalement, sinon uniquement, déterminé en fonction des besoins en azote (N) des plantes cultivées. Étant donné les écarts entre les besoins des cultures et les teneurs relatives du fumier en azote, en phosphore (P) et en potassium, il peut y avoir une accumulation de ces deux derniers éléments dans le sol. Les stations de surveillance indiquent qu'environ 50 % des bassins versants de l'Ontario dépassent encore les objectifs provinciaux de qualité de l'eau pour P. Les sources de pollution non ponctuelles agricoles et urbaines représentent généralement entre 70 et 90 % de la charge totale de P. Des efforts considérables ont été consacrés à la mise sur pied de plans de gestion des éléments nutritifs à l'intention des agriculteurs pour répondre aux inquiétudes du public concernant la production, l'entreposage et l'utilisation des éléments nutritifs en agriculture.

On a élaboré un outil d'évaluation des risques environnementaux, l'indice P, pour permettre aux producteurs d'identifier les problèmes potentiels et les pratiques de gestion propres à réduire les risques de transport de P à partir du champ par le ruissellement de surface ou l'érosion. Des études récentes ont montré que d'autres aspects liés au P du fumier, qui ne sont pas spécifiquement pris en compte dans l'indice en question, peuvent se répercuter fortement sur le risque de transport de P en provenance d'un champ; ils peuvent également influencer les effets subséquents des épandages de fumier sur les teneurs du sol en P telles que mesurées par des tests ainsi que sur l'absorption de cet élément par les végétaux. Ce projet traite d'aspects de l'indice P tels que les méthodes de manutention du fumier et les analyses de calcul de la disponibilité des éléments nutritifs et des risques de perte de P provenant du fumier, ainsi que de la disponibilité résiduelle de ce phosphore et sa contribution aux niveaux mesurés par les tests.

QE29 Impact des stratégies de gestion visant à réduire les effets des quantités de P excrétées sur la biodisponibilité de cet élément dans les fumiers et dans les sols ainsi amendés

Chef de projet : Ivan O'Halloran
Collège de Ridgetown
Université de Guelph
Ridgetown ON N0P 2C0
(519) 674-1635
iohallo@ridgetownc.uoguelph.ca

Chercheur collaborateur : M. Goss, Land Resource Science

Durée du projet : Mai 2001 - avril 2003

Numéro OASIS : 25669

Résumé :
Les stations de surveillance de l'Ontario indiquent qu'environ 50 % des bassins versants dépassent les objectifs provinciaux de qualité de l'eau pour P. Étant donné l'écart entre les besoins des cultures et les teneurs relatives du fumier en azote et en phosphore (P), lorsque les quantités épandues sont calculées uniquement en fonction des besoins en N, il peut y avoir une accumulation de ce dernier élément dans le sol. Dans le maïs et les autres céréales consommées par le bétail, P se trouve de façon prédominante sous forme de P-phytate, qui est relativement mal assimilé, et c'est ce qui explique la présence d'un excédent de P dans le fumier des animaux monogastriques (p. ex. porcs). L'ajout de suppléments minéraux phosphatés dans les rations peut également contribuer à accroître les teneurs de P dans le fumier. Il existe trois méthodes pour résoudre cette question du phosphate dans le fumier : i) emploi d'aliments à faible teneur en phytates (p. ex. maïs), ii) ajout dans les rations d'enzymes de phytase qui accroissent l'assimilation du P-phytate par les animaux, et iii) création d'animaux génétiquement modifiés produisant leur propre enzyme phytase (EnviropigMC). À partir de ces stratégies de gestion de la biodisponibilité du phosphore du fumier, on a effectué des comparaisons sur des animaux ayant reçu des rations normales avec et sans supplément minéral phosphoré. Dans le fumier d'animaux ayant reçu un supplément minéral phosphoré, on relevait des teneurs beaucoup plus élevées de P total et directement disponible. De toutes les stratégies élaborées pour améliorer l'assimilation de P par les animaux, c'est l'EnviropigMC qui a produit le fumier avec la teneur de P la moins élevée. De plus, par rapport aux porcs non transgéniques ayant reçu la même diète, on note chez l'EnviropigMC une réduction de la proportion de P présent dans les fractions organiques et inorganiques modérément assimilables et une augmentation des quantités présentes dans les fractions très résistantes. Les implications de ces changements affectant les différentes fractions de P pour ce qui est de la disponibilité pour les végétaux et des risques de transport de P après l'épandage sont encore à l'étude.

QE30 Quantification de l'écoulement préférentiel et de la recharge à l'échelle du champ : Première étape de la caractérisation de la nature et de la chronologie du transport des pathogènes vers l'eau du sous sol

Chef de projet : Gary Parkin
Land Resource Science
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 52452
gparkin@lrs.uoguelph.ca

Durée du projet : Octobre 2001 - octobre 2004

Numéro de projet : SR9084

Résumé :
Récemment, un relevé des puits des régions rurales de l'Ontario a montré qu'environ le tiers d'entre eux étaient contaminés par des bactéries coliformes. Une autre étude récente a également révélé que l'eau qui s'écoulait dans les fissures et les macropores du sol pouvait transporter les bactéries jusqu'à 100 mètres ou plus des sources telles que les fosses septiques et les installations d'entreposage du fumier. L'objet de ce projet de recherche est de quantifier l'écoulement préférentiel annuel de l'eau dans le sol. On documentera les saisons pendant lesquelles la plus grande partie de l'écoulement préférentiel a lieu, et on déterminera en quoi le volume du drainage profond est influencé par la position sur une pente et par la distance des drains par tuyaux enterrés. On fera appel à de nouvelles méthodes pour mesurer la quantité de drainage profond qui se fait par les macropores tels que les fissures et les galeries de vers. Au moyen de capteurs automatiques de débit dans les drains et de niveau d'eau du sous sol ainsi que de systèmes d'échantillonnage, on calculera la quantité d'eau qui atteint préférentiellement les tuyaux enterrés ou la nappe phréatique pendant toute l'année, notamment pendant les pluies et la fonte des neiges. Ces travaux permettront également de déterminer pendant quelle saison ou quelles saisons les puits d'eau potable sont les plus exposés à la contamination bactérienne. Grâce aux résultats de cette recherche, il sera plus facile de trouver, dans un paysage donné, quel est le meilleur emplacement pour installer les instruments de mesure de la recharge moyenne du champ et du potentiel de perte par lixiviation des contaminants d'origine agricole. Ces données sont précieuses pour l'élaboration de plans de protection de l'eau du sous sol, qui peuvent eux mêmes présenter des avantages économiques significatifs pour l'Ontario.

QE31 Méthodes géophysiques non intrusives de quantification de l'influence des pratiques de gestion et du drainage par tuyaux enterrés sur la dynamique chimique et hydrique du sol

Chef de projet : Gary Parkin
Land Resource Science
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 52452
gparkin@lrs.uoguelph.ca

Chercheur collaborateur : R. Heck, Land Resource Science

Durée du projet : Mai 2001 - avril 2003

Numéro OASIS : 25652

Résumé :
Il existe un besoin en matière de développement et d'évaluation des techniques d'identification, d'évaluation et de contrôle des principales sources ponctuelles et non ponctuelles de pollution de l'industrie agroalimentaire, ce qui permettrait de guider la mise en œuvre directe de meilleures pratiques de gestion. Dans les champs équipés de systèmes de drainage par tuyaux enterrés, l'épandage de produits chimiques agricoles et de déchets organiques représente un défi considérable puisqu'il faut réduire autant que possible les pertes par lixiviation et la contamination subséquente des cours d'eau. Cela est dû au fait que le débit de l'eau dans le sol est rendu plus variable, ce qui a certains effets sur les processus chimiques fondamentaux. Des relevés géoréférencés détaillés de la conductivité électrique et de la susceptibilité magnétique des sols (par sonde à induction magnétique sans contact) ainsi que leur teneur en humidité (par géoradar) permettent, dans un champ, de délimiter les zones de sol ayant les mêmes régimes hydriques et par conséquent les mêmes propriétés chimiques. En particulier, la mesure de la largeur de la zone de drainage relativement rapide au dessus d'un drain par tuyaux enterrés constituera une information précieuse pour l'élaboration de pratiques de gestion adaptée au site ayant pour objet de réduire les fuites d'éléments nutritifs et de pathogènes lors de l'épandage de fumier liquide sur des champs ainsi drainés.

L'objet de ce projet était d'évaluer la dynamique hydrique fondamentale ainsi que certaines caractéristiques chimiques clés des sols par rapport aux systèmes de drainage par tuyaux enterrés qui sont en place depuis environ 30 ans et à la lumière de l'évolution récente des pratiques de gestion, qui ne comportent maintenant aucun travail du sol. L'écoulement de l'eau et le transport des substances chimiques et des pathogènes dans le sol suivent souvent les pores les plus gros; par conséquent, sur des échantillons de sol intact, on a également effectué une analyse des variations spatiales peu étendues de la composition chimique des sols adjacents aux macropores. Ces données serviront à l'étude des limites identifiées à l'aide d'instruments de géophysique.

QE32 Évaluation des effets de la lutte contre les pathogènes transportés par l'eau en vue d'une mise en œuvre sur les terres agricoles

Chef de projet : Ron Pushchak
Occupational and Public Health
Ryerson University
Toronto ON M5B 2K3
416 979-5000 p. 7049
pushchak@ryerson.ca

Chercheur collaborateur : S. Liss, Faculty of Engineering and Applied Science

Durée du projet : Juillet 2002 - juin 2004

Numéro de projet : SR9118

Résumé :
Cette recherche concerne les effets des mesures de gestion des éléments nutritifs sur les pathogènes d'origine agricole, leur survie et leur transport. Bien que ces mesures ne soient pas explicitement destinées à réduire le nombre de pathogènes, on s'attend à ce que la mise en œuvre des règlements sur la gestion des éléments nutritifs ait pour effet de réduire la survie et le transport de ces organismes. Toute bonne compréhension de ces mesures et de leur efficacité nécessite une étude en deux parties. La première est une étude des fondements scientifiques des règlements actuels régissant la gestion des éléments nutritifs en Ontario; elle est assortie d'un examen du contexte plus général des politiques pertinentes dans d'autres juridictions où les pratiques agricoles rendent nécessaire une réglementation sur la gestion des éléments nutritifs. La seconde partie est une analyse des résultats des règlements proposés pour ce qui est de la survie et du transport des pathogènes, cette analyse étant fondée sur les données scientifiques existantes pour un certain nombre de micro organismes indicateurs.

Les éléments clés du projet sont les suivants : i) examen complet des politiques de gestion des éléments nutritifs et des pathogènes visant les exploitations agricoles dans un certain nombre de juridictions; ii) analyse de la réglementation ontarienne sur la gestion des éléments nutritifs, de ses retombées possibles en matière de lutte contre les pathogènes et, plus spécifiquement, de la survie et du transport probables d'organismes indicateurs dans les régions rurales de la province si l'on suppose que la réglementation sera mise en œuvre; iii) identification des limites possibles de la réglementation sur la lutte contre les pathogènes et examen d'autres mesures que les exploitants agricoles pourraient mettre en œuvre pour réduire les risques d'exposition à ces organismes par les eaux de surface et souterraines; iv) formation d'étudiants en recherche dans le domaine de la protection de la santé de l'environnement, là où l'intégration des sciences appliquées et des politiques revêt de plus en plus d'importance.

QE33 Élaboration d'une procédure de suivi des capacités d'un bassin versant en matière de qualité de l'eau

Chef de projet : Ramesh Rudra
School of Engineering
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 52110
rrudra@uoguelph.ca

Chercheurs collaborateurs : M. Goss, G. Parkin, Land Resource Science; R. Corry, School of Environmental Design and Rural Development; P. Sibley, Environmental Biology

Durée du projet : Mai 2003 - avril 2005

Numéro OASIS : 26028

Résumé :
Ce projet concerne la création d'outils de suivi des capacités d'un bassin versant en matière de qualité de l'eau (charge journalière totale maximale); ces outils permettront de repérer tout plan d'eau dont la qualité est compromise dans un bassin versant donné, de choisir les meilleures pratiques de gestion pour remédier à la situation et d'évaluer l'effet des changements climatiques sur la quantité d'eau et sur sa qualité. Ce système indiquera aussi la position géoréférencée des sources de polluants (ponctuelles et non ponctuelles) et leur contribution relative à la perte de qualité des plans d'eau du bassin versant. On mettra également au point une procédure de sélection des meilleures pratiques de gestion pour l'amélioration de la qualité de l'eau selon des scénarios de changement climatique. Ce projet mènera aussi à la constitution d'une base de données pour l'amélioration des outils de gestion des bassins versants et pour le perfectionnement des modèles à venir, l'évaluation des meilleures pratiques de gestion et l'élaboration d'un système de charges journalières maximales. Ces travaux seront utiles aux consultants qui travaillent à la gestion des bassins versants et aux politiques de mise en œuvre de systèmes de charges journalières totales maximales. Les bénéficiaires en seront la communauté agricole (rurale), les usagers des terres et d'autres intervenants touchés par l'effet de l'utilisation agricole des terres sur la qualité de l'eau des régions rurales.

QE34 Outils de conception de bandes tampons riveraines en fonction des caractéristiques du bassin versant contributeur

Chef de projet : Ramesh Rudra
School of Engineering
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 52110
rrudra@uoguelph.ca

Chercheurs collaborateurs : M. Goss, G. Parkin, Land Resource Science; R. Corry, School of Environmental Design and Rural Development; P. Sibley, Environmental Biology

Durée du projet : Mai 1999 - avril 2003

Numéro OASIS : 23870

Résumé :
En Ontario, l'emploi de bandes tampons riveraines est recommandé pour la protection et l'amélioration de la qualité des écosystèmes des ruisseaux des zones agricoles. Ailleurs, de nombreuses études de nature générale ont porté sur la valeur des écotones riverains pour l'amélioration des ruisseaux et comme éléments précieux du paysage; cependant on manque de données de cette nature pour l'Ontario, notamment pour ce qui est des critères de largeur optimale et du type de végétation pour les zones tampons riveraines, ces critères étant définis en fonction du sol, de l'utilisation des terres et des caractéristiques topographiques des zones contributrices. Pour ce qui est du traitement des eaux de ruissellement provenant des terres cultivées, la conception et le rendement des filtres végétaux en bande dépendent de la qualité de l'évaluation qui est faite de ce ruissellement ainsi que des charges en sédiments et en éléments nutritifs provenant de l'arrière pays; pour ce faire, on se sert souvent de modèles de pollution émanant de sources non ponctuelles. On a élaboré un outil de gestion informatique pour la conception des filtres végétaux riverains en bande à partir des caractéristiques de la zone contributrice de l'arrière pays. On a aussi mis au point un outil pratique de gestion pour la conception des bandes végétales; pour ce faire, on s'est fondé sur un modèle existant de pollution par des sources agricoles non ponctuelles, que l'on a modifié à partir d'un modèle de filtre végétal en bande en vue d'une mise en œuvre dans les conditions qui prévalent en Ontario. À partir de ce modèle combiné, on définira des recommandations sur la largeur des bandes tampons et le type de végétation à employer.

QE35 (QA, QS) Technologies avancées de gestion du fumier pour l'Ontario (AMMTO)

Chef de projet : Richard St Jean
(519) 886 7500 p. 225
rstjean@geomatrix.com

Durée du projet : Octobre 2001 - décembre 2003

Numéro, Un Avenir prometteur : 2198

Résumé :
L'objet de ce projet est de mettre sur pied un processus et des outils de prise de décision dont les producteurs et les organismes de réglementation pourront se servir pour déterminer la viabilité, les possibilités et les limitations des systèmes et des techniques de gestion du fumier à l'intention des élevages de bétail de l'Ontario. Les outils de prise de décision sont les suivants : un formulaire standard de demande d'information sur la technologie de gestion des fumiers, une grille d'évaluation économique, une base de données sur les étapes de mise en œuvre et un processus d'évaluation. Le rapport en question sera affiché sur l'Internet; on pourra donc y accéder facilement pour effectuer des recherches et il pourra être mis à jour pour le bénéfice de l'ensemble des producteurs et des organismes de réglementation.

QE36 Efficacité des technologies des milieux humides pour l'élimination des bactéries et des protozoaires pathogènes des eaux usées issues des élevages bovins et porcins

Chefs de projet :

Robin Slawson
Department of Civil Engineering
Université de Waterloo
Waterloo ON N2L 3G1

Barry Warner
Department of Civil Engineering
Université de Waterloo
Waterloo ON N2L 3G1
bwarner@waterserv1.uwaterloo.ca

Durée du projet : Janvier 2002 - décembre 2004

Numéro de projet : SR 9070

Résumé :
Les technologies des milieux humides apparaissent de plus en plus comme une option rentable et écologique de traitement des eaux usées et d'amélioration de la qualité de l'eau. Il a été démontré que les eaux usées d'origine agricole, qui sont riches en matières organiques, se prêtent bien à un traitement par les technologies des milieux humides. Les recherches ont montré l'efficacité de ce mode d'élimination des pathogènes dans les effluents domestiques, mais on connaît moins bien le potentiel de ces techniques pour les eaux usées d'origine agricole.

L'objet de ce projet est la surveillance de l'efficacité de l'élimination des organismes entériques pathogènes, c'est à dire des bactéries (Escherichia coli, Salmonella, Campylobacter) et des protozoaires (Cryptosporidium), dans les eaux provenant d'un élevage bovin et d'un élevage porcin du Sud-Ouest de l'Ontario; le traitement est effectué dans des systèmes représentatifs des zones humides avec circulation sous la surface.

Le principal objectif du projet est de caractériser la distribution spatiale et la variabilité saisonnière de la présence d'organismes entériques pathogènes, soit des bactéries (Escherichia coli, Salmonella, Campylobacter) et des protozoaires (Cryptosporidium), sur les particules de sol, dans l'eau du sol et sur les racines des plantes (rhizosphère). On comparera l'efficacité de la zone humide pour ce qui est de l'élimination de ces pathogènes pour un élevage de porcins et un élevage de bovins. On établira un réseau de points d'échantillonnage profonds et peu profonds dans chacune des cellules de zones humides desservant ces deux exploitations, et l'échantillonnage sera mensuel. Ce plan factoriel à deux niveaux permettra d'évaluer l'importance du rôle joué par la rhizosphère dans la fixation des micro organismes et dans l'élimination des pathogènes, ainsi que l'influence des températures saisonnières sur l'évolution de la population.

Ce projet produira de nouvelles données sur l'efficacité de l'élimination des pathogènes par les technologies des zones humides, qui seront également utiles à l'affinement et au paramétrage de meilleurs systèmes de zones humides à l'avenir. En outre, on espère que ces travaux contribueront, dans le milieu agricole, à une meilleure compréhension et à une meilleure acceptation des technologies des zones humides comme méthode viable, économique et " verte " de traitement des eaux usées, notamment pour ce qui est de l'élimination des pathogènes. Ces travaux auront des retombées économiques considérables puisqu'ils contribueront à la création de nouvelles méthodes efficaces et économiques de traitement des eaux usées appelées à remplacer les meilleures pratiques de gestion actuelles; ils contribueront également à la protection des bassins versants et des réserves d'eau pour le bénéfice des agriculteurs et des résidents des régions rurales.

QE37 Analyse des empreintes d'ADN d'Escherichia coli par amplification de séquences répétitives et de gènes spécifiques de toxines pour différencier les sources de pollution

Chef de projet : Michele Van Dyke
GAP EnviroMicrobial Services
1020 Hargrieve Road, Unit 14
London, ON, N6E 1P5
(519) 681 0571
mvandyke@gapenviromic.com

Chercheurs collaborateurs : A. Scott, Université de Guelph, et J. Crawford, GAP EnviroMicrobial Services

Durée du projet : Mai 2001 - août 2002

Numéro de projet : SR9071

Résumé :
La présence de bactéries pathogènes dans les réserves d'eau destinée à la consommation humaine, à l'agriculture ou aux activités récréatives peut avoir de graves conséquences. Pour pouvoir limiter efficacement les déversements inopportuns de déchets fécaux dans l'environnement, on doit disposer de méthodes de repérage de la source ponctuelle en cause.

Escherichia coli est un indicateur utile de contamination fécale que les chercheurs utilisent conjointement avec des méthodes d'analyse des sous espèces. Dans ce projet, on a tenté de déterminer si chacune des sous espèces de E. coli pouvait être associée à un certain type d'hôte animal, ce qui permettrait de différencier les sources ponctuelles de déchets fécaux.

Il existe plusieurs méthodes d'analyse des sous espèces, mais ce sont les techniques de biologie moléculaire qui paraissaient les plus prometteuses. Ces méthodes permettent de reconnaître des bactéries étroitement apparentées par la production de motifs ou empreintes d'ADN qui sont propres à chaque souche. Il arrive souvent qu'une méthode seule ne donne pas de résultats assez complets pour permettre l'identification des sources animales, et c'est pour cette raison que les chercheurs ont opté pour une combinaison de plusieurs techniques.

Les méthodes employées aux fins de cette analyse étaient l'amplification de l'ADN de séquences répétitives (rep-PCR) et l'amplification des gènes spécifiques de toxines. Chacune de ces méthodes semble offrir la possibilité de différencier les souches de E. coli. Les recherches préliminaires indiquent que chaque méthode prise séparément permet de distinguer les différentes sources animales.

Ce projet a abouti à une analyse statistique des motifs de bandes produits par diverses souches d'E. coli, qui montrait qu'il y avait peu de différences entre les échantillons provenant d'un même groupe d'animaux hôtes. L'analyse des infractions aux règles de groupe a montré qu'il y avait d'importants recouvrements entre les groupes. On en a conclu que les valeurs de séparation n'étaient pas assez élevées pour permettre une discrimination sensible des animaux hôtes. L'analyse Rep-PCR a également été effectuée sur 50 isolats de Ent. faecium de diverses sources. La capacité de détermination des sources animales à partir de ces isolats était faible. Cependant la capacité de Rep-PCR de distinguer des isolats de Ent. faecium d'oiseaux et d'autres animaux était élevée, les valeurs étant respectivement de 78 et 77 %. Globalement, les chercheurs ont trouvé que la contamination par E. coli pouvait être reliée à son point d'origine sur différents bassins versants (études effectuées sur place). L'analyse a montré qu'il existe des possibilités d'utilisation des techniques d'empreintes par Rep-PCT dans des milieux bien définis où l'on a accès aux sources possibles.

QE38 (QS) Émissions de gaz à effet de serre et d'ammoniaque pendant l'entreposage, le traitement et l'épandage de fumier animal sur les terres agricoles

Chef de projet : Claudia Wagner-Riddle
Land Resource Science
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 52787
criddle@lrs.uoguelph.ca

Chercheurs collaborateurs : R. Fleming, collège de Ridgetown; P. Voroney, J. Warland, Land Resource Science; H. Zhou, School of Engineering et C. Chong, Plant Agriculture

Durée du projet : Mai 2003 - avril 2007

Numéro OASIS : 26075

Résumé :
Dans les connaissances actuelles sur les systèmes de manutention des déchets organiques non dangereux, il existe une lacune en ce qui concerne les pertes gazeuses qui peuvent survenir pendant l'entreposage, le traitement et l'épandage. Les pertes gazeuses qui se produisent à toutes ces étapes de la manutention peuvent avoir pour effet de réduire substantiellement la valeur des éléments nutritifs de ces déchets pour les cultures végétales et leurs effets bénéfiques pour le sol. Ces pertes nuisent également à l'environnement puisqu'elles peuvent prendre la forme de gaz à effet de serre, qui contribuent au changement climatique, ou d'ammoniaque, qui contribue à l'eutrophisation et l'acidification des sols des écosystèmes naturels. Dans le cadre de ce projet, on quantifiera les pertes gazeuses en provenance de systèmes améliorés de manutention des déchets organiques servant au traitement de fumiers liquides de porc ou de bovins laitiers, au compostage aérobie et à la digestion anaérobie, et on effectuera une comparaison avec l'entreposage et l'épandage direct sur les terres. Les gaz dont on effectuera le suivi sont les suivants : CO2, CH4, N2O, NH3 et N2. Des expériences initiales permettront d'optimiser les paramètres de compostage aérobie et de digestion anaérobie pour réduire la production de gaz à effet de serre et maximiser la rétention de NH3. On se servira de traceurs enrichis en 15N pour identifier et quantifier toutes les formes de pertes gazeuses de N pendant l'entreposage, le traitement et l'épandage du fumier. Dans le dispositif expérimental des travaux effectués sur le terrain, on mesurera les pertes in situ et les concentrations de gaz par une méthode de bilan massique micrométéorologique et à l'aide d'analyseurs de gaz à l'état de trace équipés de diodes laser accordables. Ce projet contribuera à l'évaluation de l'impact environnemental des systèmes de manutention des déchets organiques et il fournira des données sur les modes de gestion de ces déchets qui permettront de maximiser la valeur de ces produits pour la production des récoltes et pour la qualité du sol.

QE39 (QA) Meilleures pratiques de gestion pour les grandes cultures : Atténuation des gaz à effet de serre et adaptation au changement climatique

Chef de projet : Claudia Wagner-Riddle
Land Resource Science
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 52787
criddle@lrs.uoguelph.ca

Chercheurs collaborateurs : J. Warland, G. Parkin et T. Gillespie, Land Resource Science

Durée du projet : Mai 2003 - avril 2004

Numéro OASIS : 26076

Résumé :
L'adoption de meilleures pratiques de gestion peut mener à l'obtention de crédits de carbone, et elle peut avoir d'autres effets bénéfiques comme l'amélioration et la préservation de la qualité de l'eau ainsi que la capture des polluants atmosphériques; ces pratiques peuvent aussi avoir des retombées économiques puisqu'elles permettent une utilisation plus judicieuse de l'azote et de l'eau. Pour quantifier les avantages découlant de l'adoption de meilleures pratiques de gestion, il faut un suivi à long terme de l'ensemble des effets combinés des stratégies de gestion sur les bilans de carbone, d'azote, hydrique et énergétique. Aux fins de cette recherche, on comparera l'efficacité de l'utilisation de l'eau et de l'azote d'une rotation de maïs soya blé en présence de meilleures pratiques de gestion et des pratiques traditionnelles. Cette expérience permettra de mieux comprendre le rendement des meilleures pratiques de gestion pour toute une gamme de conditions météorologiques. Les traitements consisteront en l'épandage d'engrais azoté inorganique et de fumier de bovins laitiers; pour ce faire, on se fondera sur les résultats de tests de N dans le sol (meilleures pratiques de gestion) et les taux recommandés (pratiques traditionnelles). On effectuera le suivi des pertes vers l'environnement par lixiviation de NO3- et sous forme de N2O, de NH3 et de NOx à l'état gazeux, et on comparera ces résultats avec le total des pertes de N à l'aide de traceurs. Le suivi des bilans hydrique et énergétique permettra de comparer la consommation d'eau par les meilleures pratiques de gestion et par les pratiques traditionnelles, ce qui répond aux besoins actuels en matière de recherche sur l'adaptation au changement climatique.

QE40 Identification de régions critiques pour le suivi de la qualité de l'eau en ce qui concerne le risque d'excédent d'eau annuel et saisonnier

Chef de projet : Claudia Wagner-Riddle
Land Resource Science
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 52787
criddle@lrs.uoguelph.ca

Chercheur collaborateur : G. Parkin, Land Resource Science

Durée du projet : Mai 2001 - mai 2003

Numéro de projet : SR9083

Résumé :
L'excédent d'eau est la partie des précipitations qui quitte la surface et atteint la nappe phréatique après avoir traversé les différentes couches de sol. Ce projet portait sur l'évaluation des risques d'occurrence d'excédent d'eau dans deux régions climatiques de l'Ontario ayant des régimes de précipitations très différents. Les deux régions à l'étude étaient (1) la ceinture de neige située à l'est du lac Huron (p. ex. Walkerton), où il y a un risque élevé d'excédent d'eau, et (2) le district de Rainy River où les précipitations hivernales sont beaucoup moins abondantes. L'étude en question s'ajoutait à une évaluation récente de l'excédent d'eau dans les régions de Harrow, de Guelph, d'Ottawa et de Kapuskasing. À l'aide d'un modèle déterministique unidimensionnel, on a simulé les flux d'eau dans le sol et le ruissellement de surface ainsi que l'absorption d'eau par les plantes, l'évapotranspiration et le gel dégel. On a soumis à ce modèle des données climatiques quotidiennes historiques recueillies au cours des 30 à 40 dernières années à une ou plusieurs stations météorologiques de chacune des deux régions en question; il s'agissait en l'occurrence d'un jeu complet de données extraites des archives d'Environnement Canada, les informations manquantes ayant été remplacées par celles émanant de stations météorologiques voisines.

On prévoit que dans les lignes directrices ou les textes de loi qui sont en cours de préparation concernant l'épandage des déchets d'origine animale et de boues d'égout, il faudra peut être prendre en compte le risque d'événements donnant lieu à un excédent d'eau dans les différentes régions climatiques de l'Ontario. Ce projet devrait permettre de produire des données sur les différents niveaux de risque liés à ces régions et peut être pour différents pédopaysages à l'intérieur de celles ci.

QE41 Validation de l'indice phosphore et affinement de la planification de la gestion des éléments nutritifs en Ontario

Chef de projet : Greg Wall
The Soil Resource Group
Guelph ON N1G 6T9
(519) 837 1600

Durée du projet : Juin 2002 - juin 2004

Numéro de projet : SR9122

Résumé :
La planification et la mise en œuvre de la gestion des éléments nutritifs permet une utilisation optimale du fumier et des engrais pour les cultures tout en réduisant leurs effets néfastes possibles sur l'environnement. En Ontario, la série de programmes informatiques NMAN du MAAO sur les éléments nutritifs a été créée pour aider les producteurs à préparer leurs plans de gestion des éléments nutritifs. L'indice phosphore (P) a été intégré au programme NMAN : classement des risques de contamination de l'eau, restrictions sur les taux d'épandage de P et calcul de la distance minimale entre les épandages de P et le cours d'eau le plus proche. L'indice phosphore pour l'Ontario est une version modifiée de la procédure décrite par Lemunyon et Gilbert (1993) pour les États Unis. Le coefficient de l'indice n'a pas encore été étalonné ni validé à partir de données réelles sur la qualité de l'eau en Ontario. À la suite de recherches récentes effectuées aux États Unis pour améliorer les procédures de calcul de l'indice phosphore, on a proposé à la fois l'ajout de nouveaux coefficients et la révision de la pondération des coefficients existants.

Cette étude fournira un indice phosphore scientifiquement défendable pour le programme prévu de gestion des éléments nutritifs de la province. Pour la gestion des éléments nutritifs des fumiers et des engrais, les producteurs bénéficieront d'une procédure de calcul de l'indice P plus souple.

L'objectif spécifique de cette étude est de produire une validation scientifiquement fondée de l'indice phosphore ontarien à partir de mesures de la teneur de P dans le sol et de données sur la qualité de l'eau (phosphore total et phosphore dissous). En outre, on évaluera d'autres coefficients ou pondérations possibles des coefficients de l'indice phosphore tirés de recherches en cours en vue d'une insertion dans la procédure ontarienne.

Les résultats de l'étude serviront à valider l'indice phosphore de l'Ontario qui est utilisé dans le programme NMAN de gestion des éléments nutritifs, et à recommander des modifications de la pondération des coefficients à la lumière du contenu de la base de données. De plus, la base de données permettra d'évaluer les nouveaux coefficients et les systèmes de pondération des coefficients qui sont proposés dans les recherches en cours sur l'indice phosphore aux États Unis.

Les résultats attendus de l'étude sont une procédure révisée de calcul de l'indice phosphore reflétant l'état actuel des connaissances et qui aura été validée à partir de données sur la qualité de l'eau en Ontario.

QE42 Protection de la qualité de l'eau par de meilleures méthodes d'entreposage du fumier de volailles

Chefs de projet :

Greg Wall
Soil Resource Group
Guelph ON N1H 6T9
(519) 837 1600
gwall@agtest.com

Don King
Soil Resource Group
Guelph ON N1H 6T9
(519) 837 1600

Chercheurs collaborateurs : H. Fraser, MAAO, et D. Nodwell, Poultry Industry Council

Durée du projet : Juillet 2000 - juillet 2002

Numéro, Un Avenir prometteur : 2059

Résumé :
Ce projet de recherche appliquée d'une durée de deux ans portait sur la quantification des volumes d'effluents liquides provenant de fumier sec de volailles (plus de 50 % de matière sèche) entreposé à l'extérieur et employé pour la production de denrées agricoles, ainsi que sur l'évaluation de sa qualité et des risques qu'il représentait pour l'environnement dans diverses conditions lors la répétition de la procédure expérimentale. On a rédigé des recommandations sur des méthodes pratiques, rentables et répondant aux besoins des producteurs tout en protégeant l'environnement et l'ensemble du public. Pour l'étude des conditions présentes à la ferme, on a sélectionné des fumiers de poulets à griller (paille et litière de copeaux) et de dindons mâles (litière de copeaux).

Les tas de fumier ont fait l'objet d'une surveillance au cours des périodes d'entreposage d'hiver (octobre à avril) et d'été (juin à septembre). Au cours de chacune de ces périodes, on a mesuré la quantité et la qualité du ruissellement produit par les pluies. Au début et à la fin de chaque période, on a provoqué un ruissellement par la simulation de pluies dont les périodes de récurrence allaient de deux à 200 ans. Les paramètres variables ont été testés au début de la pluie, sur des tas de fumiers secs et détrempés par temps chaud et frais.

La surveillance a porté sur le volume de l'effluent et sa qualité (éléments nutritifs et bactéries), la température et le tassement du tas de fumier ainsi que sa teneur en éléments nutritifs et en humidité.

Pendant les périodes d'entreposage d'été et d'hiver, on a provoqué le ruissellement des tas de fumier de volaille par des pluies peu importantes (orage avec période de récurrence de moins de cinq ans). Les volumes mesurés étaient faibles, mais leurs concentrations d'éléments nutritifs et de bactéries étaient élevées par rapport aux normes de qualité de l'eau. Pendant une même période d'entreposage, il n'est apparu aucune infiltration directe sous les tas de fumiers. Par conséquent la pratique qui consiste à maintenir les tas de fumier de volaille au sec ou à retenir le ruissellement réduit les effets possibles de celui ci sur la qualité de l'eau de surface ou souterraine. Les relevés de température permettent de penser qu'on peut faire diminuer les risques de combustion (incendie) en maintenant le tas de fumier au sec et en évitant d'empiler des matériaux secs sur du fumier humide. Il a été démontré que plusieurs pratiques préventives temporaires peu coûteuses permettaient de réduire le volume de ruissellement et d'améliorer la qualité de l'eau : méthodes d'empilement, couverture par une bâche, anneau absorbant ou butte artificielle autour du fumier.

QE43 Analyse économique des programmes de culture de couvre sol et des meilleures pratiques de gestion

Chef de projet : Alfons Weersink
Agricultural Economics and Business
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 53532
aweersin@uoguelph.ca

Chercheurs collaborateurs : G. Fox, Agriculture Economics and Business, et W. Yang, Geography

Durée du projet : Mai 2003 - avril 2007

Numéro OASIS : 26023

Résumé :
L'inquiétude croissante suscitée par les effets environnementaux néfastes de l'activité agricole a mené à des appels en faveur de la mise en place de programmes d'intendance et de conservation au Canada. Les programmes tels que le Programme d'établissement d'une couverture végétale permanente et le Rural Water Quality Program pourraient générer pour notre société des avantages environnementaux et économiques dépassant les coûts qui leur sont associés (Belcher et al., 2002). Cependant, étant donné les limites des budgets alloués par l'État et l'hétérogénéité des parcelles de terrain admissibles, il faut poser une importante question stratégique, à savoir comment faire un ciblage sélectif des terres (ou des pratiques) pour maximiser les retombées bénéfiques de ces programmes et en limiter les coûts autant que possible.

On mettra sur pied un cadre de travail combinant la modélisation économique, hydrologique et SIG pour étudier le ciblage rentable des programmes de cultures de couvre sol et les meilleures pratiques de gestion dans les bassins versants agricoles. À l'intérieur de ce cadre de travail, on construira des modèles économiques à l'échelle de l'exploitation agricole pour quantifier les coûts de mise en œuvre de ces pratiques de conservation. À l'aide d'un modèle hydrologique, on évaluera en quoi ces mêmes pratiques de protection de l'environnement pourraient contribuer à améliorer la qualité de l'eau. On se servira d'un système de modélisation mathématique SIG pour intégrer les données économiques et environnementales et pour simuler les scénarios de ciblage. Ce cadre sera appliqué à plusieurs bassins versants représentatifs de l'Ontario en commençant par le sous bassin versant de Canagagigue, dans le bassin de la rivière Grand.

QE44 Lutte contre les déversements de phosphore des systèmes d'aquaculture en circuit fermé par l'emploi des technologies de chélation chimique et de filtres à membrane

Chef de projet : H. Zhou
School of Engineering
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 56990
hzhou@uoguelph.ca

Durée du projet : Mai 2003 - avril 2004

Numéro OASIS : 26105

Résumé :
Étant donné les inquiétudes croissantes concernant l'environnement et les effets des élevages sur la qualité de l'eau, le peu de réserves d'eau disponibles, l'accroissement des coûts du traitement et de la surveillance des effluents et la tendance vers la production d'espèces de poissons d'eau chaude en Ontario, les systèmes d'aquaculture en circuit fermé sont de plus en plus employés dans le secteur piscicole de la province. Cependant, en présence de grands nombres de poissons dans un volume d'eau limité et avec une proportion très importante de réutilisation de l'eau, on observe une détérioration encore plus accentuée de la qualité de l'eau de l'effluent final que dans les systèmes plus traditionnels à " renouvellement continu ". Certains des problèmes signalés sont liés aux fortes concentrations de solides en suspension, de phosphore total et d'azote ainsi que d'autres matières organiques. On remarque notamment que les teneurs en phosphore excèdent largement les limites réglementaires en vigueur pour les effluents, ce qui crée des problèmes de conformité environnementale; en effet, bien que les volumes totaux d'eaux usées soient beaucoup plus faibles, leur concentration absolue en éléments nutritifs peut être très élevée. Par conséquent les techniques d'aquaculture en circuit fermé peuvent engendrer des difficultés réglementaires liées à la qualité chimique des effluents; elles peuvent aussi empêcher la conformité avec le " certificat d'autorisation ", l'instrument juridique qui, en Ontario, régit actuellement les déversements d'eaux usées produites par la plupart des piscicultures situées à terre. Par conséquent, pour la croissance future du secteur de l'aquaculture, il devient de plus en plus essentiel de disposer d'un mode de traitement efficace permettant de sauvegarder la qualité de l'eau pour la production aquicole et de répondre aux normes strictes imposées par la réglementation environnementale.

L'objectif de ce projet est d'étudier l'efficacité de la combinaison de technologies de filtration sur membranes hybrides et de chélation chimique pour l'élimination du phosphore; de telles techniques permettraient en effet d'assurer la conformité réglementaire des déversements des effluents finaux issus des systèmes d'aquaculture en circuit fermé.

Le principal avantage de cette recherche est qu'elle pourrait contribuer à assurer la conformité réglementaire des technologies de systèmes d'aquaculture en circuit fermé et faciliter leur insertion dans le secteur en Ontario. Les résultats de cette recherche permettront peut être à l'industrie de l'aquaculture de disposer de systèmes plus efficaces et rentables de traitement des eaux usées, qui seraient fondés sur les technologies des membranes et de la chélation. De plus, on résumera les limitations de ces techniques, des lignes directrices pour leur conception et des protocoles d'exploitation de leurs applications. Au fur et à mesure que les systèmes d'aquaculture en circuit fermé s'imposeront comme condition à la croissance future de ce secteur, le développement de nouvelles technologies des membranes aura pour effet non seulement de stimuler la production piscicole mais également de réduire les volumes d'eaux usées rejetées par les systèmes de recyclage.

Ces travaux permettront aussi de mieux comprendre les processus de colmatage des membranes dans le traitement des eaux usées produites par l'aquaculture. Actuellement, on dispose de peu de données sur les interactions physico chimiques et biologiques qui sous tendent ce phénomène.

Ce projet s'appuiera sur les recherches en cours relatives aux techniques de filtration par membrane pour le traitement des eaux usées municipales. Aucun de ces projets ne porte sur les effluents du secteur de l'aquaculture.


Pour plus de renseignements :
Sans frais : 1 888 466-2372
Courriel : research.omafra@ontario.ca