Greater soil C inputs accelerate loss of C in cropping systems with low N input

Contexte et objectif. La gestion de la quantité de matière organique du sol (MOS) dans les systèmes agricoles s’est surtout concentrée sur la quantité de résidus végétaux retournés au sol, mais la qualité de ces résidus peut aussi influer sur les réserves et la dynamique de la matière organique du sol. Cette étude visait à évaluer l’effet de la rotation des cultures sur le stockage de la matière organique du sol et sur la dynamique de cette matière à long terme au moyen de la granulométrie et de l’abondance naturelle de 13C.
Méthode. Des échantillons de sol ont été prélevés au cours d’une expérience au champ de 18 ans sur des cultures de maïs (Zea mays L.) et de soja (Glycine max (L) Merr.) imposant une variation naturelle dans la proportion d’isotope de C dans la matière organique du sol sans ajout d’engrais azoté (N). Nous avons fractionné les sols des temps 0 et 18 ans en trois fractions (>53 μm, 5–53 μm, <5 μm), les avons analysés en tant que fractions et sols entiers pour en déterminer la composition et les proportions d’isotopes de C, puis nous avons calculé le stockage et le renouvellement du C et du N dans le sol.
Résultats. Les quantités de C et de N dans le sol ont diminué avec le temps dans tous les sols examinés. La quantité et la qualité des résidus retournés au sol pendant l’expérience différaient selon les traitements de rotation, mais il n’y avait pas d’effet de rotation sur le stockage du C ou du N dans le sol entier ni dans les fractions. Nous avons constaté une corrélation positive entre la vitesse de la perte de C et de N du sol et la quantité de résidus retournée au sol, indiquant que dans ce système limité par le C et le N, l’ajout de résidus stimulait la décomposition du C récalcitrant.
Conclusions. Cette étude montre qu’à eux seuls, les ajouts de C peuvent ne pas suffire à augmenter les réserves de carbone organique du sol et que la disponibilité des éléments nutritifs dans le système sol-végétaux doit aussi être prise en compte, surtout si les ajouts de N sont limitants. Nos résultats donnent à penser que dans un système limité par le C et le N, l’ajout de résidus frais pourrait stimuler la communauté microbienne à exploiter les réserves de matière organique récalcitrante pour en extraie l’azote, entraînant ainsi des pertes de matière organique dans un sol aux réserves autrement stables par l’amorçage.