Effets de la rotation des cultures, du système de travail du sol et du régime des précipitations sur les stocks de carbone du sol durant une période de 1 à 30 ans en Saskatchewan, au Canada
Citation
Maillard, É., McConkey, B.G., St. Luce, M., Angers, D.A., Fan, J. (2018). Crop rotation, tillage system, and precipitation regime effects on soil carbon stocks over 1 to 30 years in Saskatchewan, Canada. Soil & Tillage Research, [online] 177 97-104. http://dx.doi.org/10.1016/j.still.2017.12.001
Résumé en langage clair
L’évolution des pratiques agricoles dans les Prairies canadiennes a eu des répercussions importantes sur la quantité de carbone organique du sol. Une expérience sur 30 ans menée au Centre de recherche et de développement de Swift Current montre comment le passage d’un système avec travail du sol et avec années de jachère à un système de culture continu sans travail du sol a modifié la quantité de carbone organique du sol. Au cours des 15 dernières années, l’utilisation de cultures de légumineuses en remplacement de la jachère a été intégrée à l’expérience. Les résultats montrent que, pendant les cinq premières années, l’élimination du travail du sol a augmenté le carbone du sol seulement pour une rotation blé jachère, alors que l’élimination du travail du sol et de la jachère a augmenté le carbone organique du sol dans les 7,5 premiers centimètres du sol pour toutes les rotations. L’effet de l’élimination de la jachère sur le stockage de carbone organique du sol est devenu perceptible à une profondeur de 15 cm après dix ans et à une profondeur de 30 cm après 19 ans. Cette augmentation était liée à l’augmentation des résidus de culture découlant de l’élimination de la jachère. En général, la quantité de carbone organique du sol était plus élevée dans le cas des rotations sans travail du sol que dans celui des rotations avec travail du sol, bien que l’ampleur de l’effet ait varié d’une année à l’autre et que cet effet ait été observé le plus souvent seulement dans les 7,5 cm supérieurs du sol et dans les rotations jachère blé. Le remplacement de la jachère par une culture de légumineuses a augmenté le carbone organique du sol dans le système avec travail du sol, à une profondeur de 7,5 cm après 6 ans et de 15 cm après 11 ans. L’avantage du remplacement de la jachère par une culture de légumineuses pour le carbone organique du sol était plus grand dans les systèmes avec travail du sol où le carbone organique initial du sol était le plus faible.
L’expérience a également montré l’impact significatif des conditions météorologiques sur le carbone organique du sol. Bien que le carbone organique du sol ait augmenté les années où les précipitations ont été plus abondantes, sa décomposition a été proportionnellement plus importante au cours des années humides, ce qui a entraîné une diminution nette dans l’ensemble. Pendant une longue période de conditions plus humides, nous avons constaté une diminution du carbone organique du sol. Par conséquent, bien que la réduction du travail du sol et des jachères augmente généralement le carbone organique relatif du sol, le changement absolu dans la quantité de carbone organique du sol dans ce climat semi aride dépend davantage des conditions météorologiques.
Résumé
© 2017. Pour des raisons agronomiques et environnementales, il est pertinent d’évaluer l’effet de diverses pratiques de gestion des terres sur le carbone organique du sol (COS). Dans les grandes plaines de l’Amérique du Nord, la mise en jachère était utilisée pour augmenter le stockage d’eau dans le sol et la production des cultures subséquentes. De plus, le travail du sol visait à préparer les lits de semences et à lutter contre les mauvaises herbes. Cependant, ces pratiques de gestion ont entraîné d’importantes pertes du COS, principalement en raison de l’augmentation de la minéralisation causée par le travail du sol et de la réduction des apports de C végétal résultant de la mise en jachère. Au cours des dernières années, on a étudié la réduction des jachères, l’utilisation de pratiques de gestion avec travail minimal du sol et sans travail du sol et la diversification des rotations de cultures avec l’inclusion de cultures de légumineuses. Les résultats obtenus varient en fonction des conditions pédologiques et climatiques. En outre, des données à long terme ne sont pas toujours disponibles. Dans ce contexte, l’objectif des présents travaux était d’évaluer au fil du temps les effets de systèmes de culture comportant l’utilisation de diverses pratiques de travail du sol, la présence ou l’absence de jachères (1981 2011) et la présence ou l’absence de cultures de légumineuses (1997 2011) sur les apports de C végétal et les stocks de COS pour un profil de loam limoneux de 0 à 30 cm à Swift Current (Saskatchewan). Les premiers changements entre les stocks de COS se sont manifestés cinq ans après le début de l’expérience portant sur des systèmes de culture modifiés et, principalement, dans la couche de sol de surface de 0 à 7,5 cm, non pas dans les profils de sol de 0 à 15 cm ou de 0 à 30 cm. Cette étude a confirmé l’accumulation de COS dans le cas des systèmes de culture du blé en continu comparativement aux rotations jachère blé, cette accumulation étant probablement liée à des apports de C plus importants dans les systèmes de culture du blé en continu. Bien que l’effet du travail du sol ait été plutôt dispersé dans le temps, il semble être plus marqué dans les rotations jachère blé que dans les systèmes de culture du blé en continu, les stocks de COS étant plus élevés en l’absence de travail du sol. Par la suite, le remplacement de la phase de jachère par une culture de légumineuses a montré un potentiel prometteur pour reconstituer le stock de COS après les rotations jachère blé, même si son efficacité pourrait dépendre de la teneur initiale en COS et/ou de sa combinaison avec une réduction du travail du sol. Enfin, même si une sorte d’équilibre pouvait s’établir après qu’on ait remplacé la rotation jachère blé traditionnelle, la dynamique du COS pourrait dépendre fortement du régime des précipitations, et tout le carbone accumulé pendant des décennies pourrait être perdu en quelques années (moins de cinq, dans cette étude). En effet, dans ces prairies semi-arides, l’augmentation de la décomposition apparente résultant des précipitations a été plus importante que les apports en C de la biomasse végétale.