Long-term straw management and N fertilizer rate effects on quantity and quality of organic C and N and some chemical properties in two contrasting soils in Western Canada

Les pratiques de gestion des engrais et des résidus de culture modifient certaines propriétés du sol, mais l’ampleur des changements varie selon le type de sol et les conditions climatiques. De 1983 à 2009, des expériences au champ ont été réalisées sur des cultures d’orge principalement (mais aussi de canola, de blé, de triticale et ultérieurement de pois) dans des conditions de travail du sol classique, à Breton (sur un loam de type luvisol gris [haplocryalf typique]) et à Ellerslie (sur un loam argileux de type chernozem noir [argicryoll albique]), dans la province de l’Alberta, au Canada. Ces expériences visaient à déterminer les effets de la gestion de la paille (paille enlevée (S {Rem) et paille laissée au champ (SRet) et du taux de fertilisation azotée (0, 25, 50, et 75 kg N ha-1) sur la teneur en C organique total (TOC) et en N organique total (TON), la teneur en C organique de la fraction légère (LFOC) et en N organique de la fraction légère (LFON), à des profondeurs de 0 à 7,5 cm et de 7,5 à 15 cm, sur le pH de 0 à 7,5 cm, de 7,5 à 15 et de 15 à 20 cm et sur les teneurs en P extractible, en N ammoniacal et en N nitrique des couches de sol correspondant aux profondeurs de 0-15, 15-30, 30-60, et 60-90 cm. Dans le cas du régime de la paille laissée au champ S Ret et du traitement avec engrais azoté, les masses de TOC, TON, LFOC, LFON mesurées dans le sol à Breton étaient généralement plus élevées, contrairement à Ellerslie, où seules les masses des LFOC et LFON étaient élevées dans le sol comparativement aux traitements témoins correspondants de S {Rem et sans apport de N. Les effets des pratiques de gestion sur la teneur en C et en N du sol ont été plus marqués pour le traitement avec engrais azotés que pour celui de la gestion de la paille. Des corrélations significatives ont été établies entre la plupart des fractions de C ou de N organiques dans le sol, en particulier à Breton. Les régressions linéaires entre les apports de C ou de N liés aux résidus de culture, ou le taux de fertilisation azotée et le carbone ou l’azote organique dans le sol étaient significatifs dans la plupart des cas à Breton, mais pour seulement les LFOC et LFON à Ellerslie. À Breton, comparativement au taux de fertilisation sans apport de N, l’efficacité de la séquestration du C associée à un apport additionnel de C dans les résidus était de 5,8 %, de 20,1 %, et de 20,4 % dans le cas de paille laissée au champ S Ret et de 17,2 %, de 28,0 % et de 30,1 % dans celui de la paille enlevée S Rem à des taux de 25, 50 et 75 kg N ha-1, respectivement. Les effets de la gestion des résidus et de la fertilisation azotée sur les propriétés chimiques du sol étaient généralement semblables pour les deux types de sols différents. Aucun effet de la gestion des résidus des cultures n’a été observé sur le pH du sol, la teneur en P extractible et le N nitrique résiduel. La teneur en P extractible et le pH dans la couche superficielle de sol de 0 à 15 cm a diminué de façon significative avec l’apport de N dans les deux types de sol. La teneur en N nitrique associée aux résidus (qui était très basse dans le sol à Breton) a augmenté avec l’application de N et semblait présenter un mouvement descendant dans le profil du sol jusqu’à une profondeur de 90 cm à Ellerslie. De manière générale, aucun traitement n’a eu d’effet sur la teneur en N ammoniacal du sol. En conclusion, le maintien de la paille et l’application de N ont contribué à l’amélioration du C et du N organiques dans le sol; en général, les écarts étaient plus prononcés pour la fraction légère que pour les teneurs en C organique total et en N organique total, et entre les traitements les plus extrêmes (S Rem 0 vs. S Ret 75). L'apport de N a réduit la teneur en P extractible et le pH du sol superficiel et provoqué une accumulation et un lessivage descendant du N nitrique dans le profil du sol.