La décomposition de la paille de maïs varie en fonction du type de maïs et de la stratégie de gestion de la paille : étude en microcosme en zone à sol noir (Mollisol) dans le nord-est de la Chine

© 2019. La décomposition des résidus de culture a un impact important sur la séquestration du carbone organique du sol (COS) et sur les émissions de CO2. La qualité des résidus et les stratégies de gestion sont deux facteurs importants régulant le processus de décomposition, la minéralisation du COS et les émissions de gaz à effet de serre. Nous avons mené une étude en microcosme dans un champ au sol composé d’un loam limoneux (sol noir) dans le nord-est de la Chine, pour étudier les effets du cultivar et de la méthode d’incorporation de la paille au champ sur les caractéristiques de la décomposition de la paille et les émissions de CO2 du sol. La paille de deux cultivars de maïs populaires, Xianyu335 (XY) et Liangyu99 (LY), a été appliquée selon deux modes (application en surface et incorporation au sol) selon une dose de 11 t ha−1, et nous avons mesuré le flux sortant de CO2 au cours de la période de décomposition de 144 jours. Nous avons évalué la transformation structurelle des groupes fonctionnels du carbone dans la paille de maïs au moyen de la résonance magnétique nucléaire en phase solide du 13C et de techniques d’analyse élémentaire. Selon nos résultats, jusqu’à 71,7 %∼86,9 % (en poids) du C et du N de la paille incorporée au sol ont été décomposés au cours de la période d’étude, tandis que les pertes de C et de N n’étaient que de 32,8 %∼55,3 % dans le cas de la paille appliquée en surface, pour les deux cultivars de maïs; les taux de décomposition des principaux groupes fonctionnels du C étaient considérablement plus élevés dans le cas du système avec incorporation au sol (71,1 %∼88,8 %) que dans celui du système avec application en surface (20,9 %∼60,2 %). Les concentrations de CSO, de N total, de N disponible et de C et de N microbiens dans le sol étaient plus élevées dans le cas de la paille incorporée que de celle appliquée en surface. L’incorporation de la paille a entraîné un taux d’émission de CO2 et un flux sortant cumulatif de CO2 considérablement moins élevés (53,9–55,4 mol m−2) au cours de la décomposition par rapport à l’application en surface (57,4–67,0 mol m−2). Au niveau des cultivars, la paille du maïs LY a présenté un taux de décomposition et une capacité de séquestration du COS plus élevés lorsqu’elle était incorporée au sol. La paille du maïs LY a produit des émissions de CO2 (16,8 %) plus élevées que celle du maïs XY lorsqu’appliquée à la surface du sol, mais aucune différence significative n’a été observée entre les deux cultivars dans le cas de l’incorporation au sol. Nos résultats donnent à penser que le choix du cultivar et la stratégie de gestion de la paille pourraient permettre de réduire considérablement les émissions de CO2 du sol tout en améliorant les propriétés biochimiques du sol. La paille du maïs LY, lorsqu’incorporée au sol plutôt que laissée comme paillis en surface, pourrait améliorer la séquestration du COS et réduire les émissions de CO2.