Residual effects of preceding crops and nitrogen fertilizer on yield and crop and soil N dynamics of spring wheat and canola in varying environments on the Canadian prairies

Les pratiques agronomiques utilisées pour des cultures antérieures, notamment en ce qui concerne le cycle de rotation et l’équilibre entre les applications d’azote (N) et le prélèvement de N par les plantes, ont une incidence sur les réserves de N du sol et le potentiel de rendement des cultures. Les applications d’engrais azoté nécessaires pour optimiser le rendement et la qualité des cultures sont déterminées en fonction de la différence entre les besoins en N des plantes et la quantité de N fournie par le sol. En conséquence, il est important d’évaluer les effets des pratiques culturales passées sur le rendement potentiel des cultures et la dynamique du N dans le sol pour pouvoir prédire avec précision les besoins en engrais azoté. Nous avons mené des études au champ dans sept sites représentatifs des différents types de sol et des écozones des Prairies canadiennes afin d’évaluer la persistance des effets des cultures de légumineuses et d’autres plantes et des applications répétées d’engrais azoté sur les réserves de N du sol et sur le rendement et le prélèvement de N dans les cultures de blé de printemps (Triticum aestivum L.) et de canola (Brassica napus L.) pendant deux saisons suivant l’interruption de la fertilisation, soit durant les quatrième et cinquième saisons suivant la production de légumineuses. En 2009, nous avons procédé à l’ensemencement direct de pois des champs (Pisum sativum L.), de lentille (Lens culinaris Medik.), de féverole (Vicia faba L.), de canola et de blé récoltés pour le grain ainsi que de féverole cultivée comme engrais vert. Nous avons par la suite ensemencé du canola en 2010, de l’orge (Hordeum vulgare L.) en 2011, et de nouveau du canola en 2012, avec application d’engrais azoté à raison de 0, 30, 60, 90 et 120 kg ha−1 dans chaque culture. Nous avons ensuite cessé les applications d’engrais azoté, puis cultivé du blé de printemps en 2013 et du canola en 2014, sans appliquer d’engrais azoté. Les plantes cultivées en 2009 ont eu très peu d’effets apparents sur les réserves de N-NO3 du sol, le rendement des cultures ou l’accumulation de N dans les plantes en 2013, soit la quatrième année suivant la production des cultures, et aucun effet n’a été observé en 2014. En revanche, l’application d’engrais azoté de 2010 à 2012 a eu des effets persistants, faisant augmenter la concentration de N­NO3 dans le sol, le rendement des cultures et l’accumulation de N dans les plantes pendant les deux saisons de culture suivant l’interruption de la fertilisation, bien que l’ampleur des effets ait varié de façon considérable d’un site à l’autre. À l’automne 2014, les effets des applications antérieures d’engrais sur la concentration de N-NO3 dans le sol n’étaient plus significatifs. L’accumulation de N dans le grain et la paille de blé était étroitement liée (R2 = 0,86) à la concentration de N-NO3 dans le sol dans tous les sites; la relation entre la concentration de N-NO3 du sol et l’accumulation de N dans les graines de canola n’était pas aussi forte (R2 = 0,60). Par conséquent, la quantification du nitrate dans le sol est utile pour les producteurs de la région lorsque vient le temps de déterminer le taux d’application d’engrais azoté, mais la minéralisation du N au cours de la saison de culture contribue également au prélèvement de N par les plantes. Les effets résiduels de la fertilisation azotée peuvent être considérables dans les conditions des Prairies, notamment en ce qui concerne l’augmentation de l’apport de N aux cultures pendant jusqu’à deux ans après la dernière application d’engrais, et devraient être pris en compte dans l’évaluation de l’efficacité d’utilisation des engrais et des besoins en N des cultures.