Effet des amendements de biocharbon après l’application périodique d’engrais minéraux sur les émissions de gaz à effet de serre et la communauté bactérienne du sol
Citation
Lévesque, V., Rochette, P., Hogue, R., Jeanne, T., Ziadi, N., Chantigny, M.H., Dorais, M., Antoun, H. (2020). Greenhouse gas emissions and soil bacterial community as affected by biochar amendments after periodic mineral fertilizer applications. Biology and Fertility of Soils, [online] 56(7), 907-925. http://dx.doi.org/10.1007/s00374-020-01470-z
Résumé en langage clair
Différentes stratégies d’atténuation des émissions de gaz à effet de serre (GES) dans les sols agricoles ont été proposées, et l’utilisation du biocharbon, une matière stable, riche en carbone, obtenue par combustion thermique de la biomasse, comme amendement pourrait être une solution efficace dans les sols fertilisés. Le but de notre étude d’incubation en laboratoire de 338 jours était d’évaluer l’effet des propriétés physicochimiques de deux biocharbons issus d’écorce d’érable produits à 400 °C (M400) ou à 700 °C (M700) et d’un biocharbon issu de copeaux de pin produit à 700 °C (P700) sur le potentiel d’atténuation des émissions de GES de même que sur la modification de la diversité des bactéries dans un sol argileux fertilisé seulement avec du biocharbon ou en mélange avec du compost. Les résultats ont indiqué que tous les biocharbons ont permis de réduire les émissions d’oxyde nitreux (N2O), un puissant GES. Les émissions les plus faibles de dioxyde de carbone (CO2) et de méthane (CH4) ont été observées avec les biocharbons M700 et le P700, respectivement. La présence de compost a influé sur l’efficacité des biocharbons à atténuer les émissions de GES, en particulier les émissions de CO2, en raison de sa grande disponibilité en carbone. Les résultats ont également montré que c'est l’ajout de compost qui avait le plus grand impact sur la diversité bactérienne et la modification des propriétés du sol par les biocharbons acéricoles et que c'est le compost qui a induit les changements dans la composition de la communauté bactérienne. Notre étude a montré que la nature de la matière première du biocharbon peut influer sur la diversité bactérienne du sol en modifiant les propriétés physicochimiques du sol et en atténuant les émissions de GES. Des essais au champ à long terme sur différents sols cultivés avec différents amendements de biocharbons sont essentiels pour améliorer notre compréhension des interactions entre les microorganismes et le biocharbon et l'effet de ces interactions sur la santé des sols.
Résumé
© 2020, la Couronne. Dans une expérience d’incubation en microcosme de 338 jours, nous avons étudié les émissions de gaz à effet de serre (GES) et la diversité bactérienne dans un sol argileux amendé avec 5 % (p/p) de biocharbon avec ou sans compost à base de tourbe et de crevettes à 4 % (p/p) comme source additionnelle de carbone. Deux biocharbons d’érable produits à 400 °C (M400) ou 700 °C (M700) et des copeaux de pin produits à 700 °C (P700) ont été testés. Comparativement au sol additionné ou non de compost, l’ajout de biocharbon a entraîné une réduction des émissions cumulatives totales de N2O (de 90 % à 97 %). La faible porosité des biocharbons M400 et M700 a augmenté les conditions anaérobies du sol et entraîné des émissions cumulatives totales de CH4 plus élevées que les autres traitements. De plus, les émissions cumulatives totales de CO2 les plus faibles ont été observées avec le biocharbon M700, probablement en raison de son faible effet d’amorçage sur la décomposition du carbone indigène du sol. Dans tous les traitements, c'est l’ajout de compost qui a eu l’effet le plus marqué sur la richesse bactérienne du sol et la composition de la communauté, particulièrement sur les bactéries de la classe des Anaerolineae. Au jour 338, les résultats ont montré que la modification des propriétés du sol par les biocharbons d’érable réduisait la diversité bactérienne et induisait des changements dans la composition taxinomique de leur communauté. En fait, les bactéries hétérotrophes intervenant dans la dénitrification, comme les genres Haliangium, Hyphomicrobium, Opitus et Pedomicrobium, ont augmenté en abondance en réponse à l’amendement avec des biocharbons d’érable. Nous concluons que la nature du biocharbon (matière première) peut influer sur la diversité bactérienne du sol en modifiant les propriétés physico-chimiques du sol, influençant ainsi la dynamique du carbone, la porosité et le pH du sol, ainsi qu'en atténuant les émissions cumulatives totales de GES.