Absorption des nutriments (fer, zinc, magnésium et cuivre) par le maïs transgénique (Zea mays) en fonction des systèmes de rotation et des taux d’application d'azote
Citation
Ma, B.L., Zheng, Z. (2018). Nutrient uptake of iron, zinc, magnesium, and copper in transgenic maize (Zea mays) as affected by rotation systems and N application rates. Nutrient Cycling in Agroecosystems, [online] 112(1), 27-43. http://dx.doi.org/10.1007/s10705-018-9925-7
Résumé en langage clair
Il est bien connu que les macronutriments sont d’une importance cruciale pour l’augmentation du rendement des cultures. Cependant, les micronutriments, qui influent sur l’équilibre des éléments nutritifs des plantes, sont également essentiels au maintien de la productivité des cultures et à la valeur nutritive des aliments. Une carence en micronutriments et des effets toxiques peuvent survenir progressivement lorsque seuls les macronutriments sont appliqués de manière adéquate. Ceci est dû aux interactions synergiques ou antagonistes qui se produisent entre les macronutriments et les micronutriments dans les sols et les plantes, entre les ions capables de former une liaison chimique telle que la précipitation et les complexes, et entre les ions aux propriétés chimiques similaires qui entrent en concurrence relativement à l’absorption, au transport et aux fonctions à la surface des racines ou dans les tissus végétaux. Dans le cadre de cette recherche, nous avons émis l’hypothèse que l’absorption de Zn, de Mg, de Cu et de Fe par le maïs transgénique dépendait des conditions d’apport en N et variait d’un système de culture à l’autre. L’objectif de l’étude était donc d’examiner la nutrition du maïs en Zn, Mg, Cu et Fe et l’interaction avec la nutrition azotée chez des hybrides de maïs RR et RR+Bt empilés en réponse à divers systèmes de rotation et taux d’application d’engrais azoté. L’étude a révélé que les systèmes de rotation et les taux d’engrais azoté influaient de manière interactive ou séparée sur les concentrations et la teneur en Zn, Mg, Cu et Fe des plants de maïs à maturité. Les teneurs en Zn, Cu et Mg des plantes étaient généralement plus élevées dans le cas du maïs cultivé en rotation que dans le cas du maïs cultivé en continu, et elles étaient associées positivement aux taux d’application de N. Dans l’étude, les concentrations de minéraux et la teneur totale présentées, combinées au rapport précédent sur le grain et la matière sèche (Ma et coll., 2016), ont montré que l’application d’engrais azoté a un effet synergique sur la nutrition de la plante en Cu, alors qu’il y a eu un effet de dilution sur les concentrations de Zn et de Mg dans les plantes. L’absorption du Cu, du Zn et du Mg par les plants de maïs à maturité était associée à la teneur en N de la plante au stade V6, tandis que la teneur en Fe de la plante s’expliquait principalement par la concentration en N de la plante au stade V6. Cela indique qu’il est possible d’évaluer les nutriments minéraux pendant la saison en fonction de la nutrition azotée des plantes à un stade précoce. Dans la présente étude, il n’y avait aucun effet du génotype de maïs sur la concentration et la teneur en minéraux, l’indice de récolte exprimé en fonction des nutriments et l’efficacité d’utilisation interne dans la production de grains, sauf pour les concentrations de Zn et de Mg dans les grains. L’intégration de données sur la fertilité du sol, la nutrition des plantes et l’écophysiologie des cultures pourrait servir à expliquer raisonnablement ces interactions et à élaborer des stratégies plus efficaces visant à améliorer l’absorption globale des nutriments par le maïs et l’équilibre des macronutriments et des micronutriments essentiels dans des environnements et des systèmes de culture différents.
Résumé
© 2018, Couronne. La compréhension de l’interaction entre les macronutriments et les micronutriments est essentielle à la recherche d’un équilibre des nutriments dans la production des cultures. Nous avons réalisé une étude au champ de 3 ans pour déterminer l’absorption des nutriments minéraux par des hybrides de maïs avec l’application d’engrais azoté dans différents systèmes de rotation. L’expérience comprenait un dispositif en parcelles divisées : la parcelle principale comprenait différentes rotations [maïs-luzerne (ML), maïs-soja (MS) et maïs continu (MM)] en fonction du taux de N (0, 50, 100 et 150 kg N ha−1) et la sous-parcelle, la variété hybride. Deux traitements additionnels (200 et 250 kg N ha−1) ont été testés dans le MM. Les teneurs totales en Mg, Zn et Cu des plants de maïs suivaient l’ordre suivant : ML > MS > MM. L’absorption de Fe par la plante était la plus faible dans la rotation ML et n’a pas été influencée par l’apport de N. L’augmentation de l’absorption de Cu parallèlement à l’augmentation du taux de N indiquait la synergie de ces deux nutriments. En revanche, l’application de N a eu des effets de dilution sur les concentrations de Zn et de Mg dans les cannes. Les systèmes de rotation et les taux d’azote ont influé de manière interactive sur l’indice de récolte des exprimé en fonction des nutriments et sur l’efficacité interne du Zn, du Mg, du Fe et du Cu. Nous avons établi des relations entre les concentrations de N des plantes et les concentrations de Cu et de Mg, ainsi qu’entre la teneur en N et les teneurs en Zn, Mg et Cu au stade V6, mais ces relations n’étaient pas nécessairement conservées à maturité en raison des effets progressifs de synergie et de dilution. Les résultats de l’absorption des éléments nutritifs (Cu, Zn, Mg et Fe) et leurs relations avec la nutrition azotée du maïs à caractères transgéniques empilés sont importants pour l’élaboration des meilleures pratiques de gestion permettant d’améliorer simultanément l’efficacité d’utilisation des éléments nutritifs et la productivité des cultures.