A long-term field bioassay of soil quality indicators in a semiarid environment

Les méthodes traditionnellement employées pour quantifier les relations entre qualité du sol et productivité sont fortement limitées par les facteurs de confusion liés à la qualité du paysage et notamment par divers paramètres topographiques, hydrologiques et climatiques. Pendant 14 années, nous avons soumis à des épreuves biologiques divers sols transplantés dans un champ ayant des conditions uniformes de paysage, afin de trouver des paramètres de qualité du sol pouvant être reliés à la production de biomasse de blé de printemps (Triticum aestivum L.) dans le sud de l’Alberta, au Canada. Comme parcelles principales, nous avons prélevé 36 sols dans des champs à antécédents différents de culture et d’exploitation puis les avons transplantés dans un même champ ayant été débarrassé de sa couche arable. Nous avons évalué le rendement en biomasse totale, avec ou sans fertilisation azotée (sous parcelles), à titre d’intégrateur de 24 paramètres de qualité du sol. La variation de la production de biomasse selon les sols présentait des différences significatives d’une année à l’autre, mais rien n’indiquait que la productivité des 36 sols transplantés ait convergé au bout des 14 années. Une analyse partielle par la méthode des moindres carrés nous a permis d’établir que les concentrations de carbone (C) organique total (COT), de C inorganique total, d’azote (N) total, de C et de N de la fraction légère (CFL et NFL), de C et de N minéralisables (Cmin et Nmin) et de N extractible au KCl et de P extractible par la méthode Olsen étaient parmi les principaux indicateurs de qualité du sol associés aux variations de la production de biomasse. Une analyse de régression appliquée à un modèle segmenté nous a permis d’estimer les concentrations critiques au delà desquelles aucune augmentation significative du rendement n’est attendue. La fertilisation azotée a augmenté les concentrations critiques de CFL et de NFL et réduit celles de Nmin et de P extractible, mais elle n’a eu aucun effet significatif sur celles de COT et de N total. De plus, la fertilisation azotée a éliminé l’augmentation de rendement attendue en réaction aux concentrations de Cmin et de N extractible. Nos résultats montrent que certains indicateurs permettent une évaluation quantitative sûre de la qualité du sol. Ils semblent en outre confirmer la validité de notre démarche, dans une région donnée, pour la quantification au champ des relations entre fonction du sol et indicateurs de qualité du sol.