Carbon and nitrogen storage by deep-rooted tall fescue (Lolium arundinaceum) in the surface and subsurface soil of a fine sandy loam in eastern Canada

Par rapport aux cultures annuelles, l’utilisation de graminées vivaces et d’autres végétaux à racines profondes dans les agrosystèmes peut augmenter le stockage de carbone organique du sol (COS) dans les couches profondes du sol. Cependant, certaines contraintes physiques liées au profil pédologique pourraient nuire à ce potentiel d’augmentation. Nous avons cultivé la fétuque élevée (Lolium arundinaceum Schreb.) pendant 7 ans dans un champ où venait d’être réalisée une longue expérience de travail du sol, dans un loam sableux fin (podzol orthique) de l’Île-du-Prince-Édouard dont le sous-sol était naturellement compacté. De 2000 à 2007, nous avons prélevé des échantillons de sol dans l’ensemble du profil (0-60 cm), dans cinq couches définies par la profondeur, afin d’évaluer dans quelle mesure la fétuque élevée peut accroître le stockage de COS et de N total et étendre la répartition de ces substances dans le profil pédologique, particulièrement dans les couches sub-superficielles. Nous avons mesuré le C de la fraction légère (CFL) et le C de la matière organique particulaire (CMOP), comme indicateurs des changements affectant le COS dans le profil pédologique. Le rendement annuel en biomasse de la fétuque élevée (>7 Mg de matière sèche ha⁻¹) s’est révélé supérieur aux normes régionales, mais la profondeur d’enracinement (70-90 cm) est demeurée relativement faible. Une comparaison des données recueillies en 2000 et en 2007 montre que la fétuque élevée a accru les concentrations de COS et de N total dans les couches correspondant aux profondeurs de 0 à 10 cm et de 40 à 60 cm. Dans l’ensemble du profil (0-60 cm), la teneur en COS a augmenté de 23 %, et celle de N total, de 34 %. Pour tenir compte des augmentations de densité relative du sol survenues au cours des 7 années, nous avons utilisé la méthode des masses équivalentes de sol, et nous avons ainsi pu abaisser le gain de COS à 17 % (ou 12,8 Mg C ha⁻¹). Or, ce gain de COS est conforme aux taux standard de décomposition calculés à partir des apports de biomasse végétale. Les mesures de CFL et de CMOP révèlent que la fétuque rouge a accru la concentration de COS dans tout le profil pédologique. Nos résultats montrent que les racines jouent un rôle important dans le stockage du COS en profondeur, même lorsque les conditions particulières du profil pédologique limitent la profondeur d’enracinement.