Variabilité spatiale du phosphore dans le sol à cause du relief, du travail du sol et de la gestion des apports : étude de cas sur de petits bassins hydrographiques dans le sud-ouest du Manitoba

Citation

Wilson, H.F., Satchithanantham, S., Moulin, A.P., Glenn, A.J. (2016). Soil phosphorus spatial variability due to landform, tillage, and input management: A case study of small watersheds in southwestern Manitoba, 280 14-21. http://dx.doi.org/10.1016/j.geoderma.2016.06.009

Résumé en langage clair

Comprendre où le phosphore (P) s’accumule dans les champs de culture annuelle des Prairies a de l’importance pour la mise au point de stratégies de fertilisation où on fait un usage plus efficient d’engrais ou de fumier phosphoré et réduit l’accumulation causant des pertes par ruissellement. La présente étude indique que, au Manitoba, le phosphore tend à s’accumuler à la surface du sol dans les parties des champs probablement plus humides ou où l’eau circule davantage. Cette tendance est des plus faciles à prévoir dans les systèmes sans travail du sol ou à faibles apports phosphorés comme en production biologique. De tels systèmes de gestion ont aussi présenté des concentrations de phosphore du sol inférieures à celles des autres champs étudiés. Pour tous les types de systèmes de gestion considérés, on a observé une accumulation de phosphore dans le sol des régions basses. Cette étude fait voir les possibilités de recours à des débits variables d’application phosphorée pour réduire l’accumulation dans les régions basses, mais aussi la nécessité évidente d’en venir à des recommandations plus spécifiques aux divers systèmes de gestion.

Résumé

La connaissance des schémas spatiaux du phosphore du sol est essentielle à la gestion efficace des éléments nutritifs et à la conception de plans d’échantillonnage du sol dans les bassins hydrologiques des régions agricoles. Cette étude décrit les caractéristiques de la concentration et de la variabilité du phosphore de l’analyse du sol (Olsen-P) établies pour des régions agricoles vallonnées ou découpées du sud-ouest du Manitoba en fonction d’une diversité de systèmes de gestion (biologique sans apports, biologique avec application de fumier, sans travail du sol ou avec fertilisation et travail du sol). On a échantillonné à 504 endroits dans 16 petits bassins versants drainant huit champs. À l’échelle régionale, le gros de la variance de l’Olsen-P à une profondeur de 0 à 15 cm se trouvait lié aux différences entre les champs (0,344 [log (mg kg− 1)]2, 47 %), mais une variance significative (0,263 [log (mg kg− 1)]2, 36 %) était à rattacher à des différences entre les parcelles échantillonnées dans chaque champ. Dans la couche 15–60 cm, le paramètre Olsen-P était plus bas et la variance était plus étroitement liée à des différences dans les champs. Les différences entre champs dans la couche 0–15 cm avaient fortement à voir avec la gestion culturale. On a observé des valeurs élevées du paramètre dans les champs qui recevaient depuis toujours de l’engrais ou du fumier et où la fertilisation se combinait à un travail du sol. On a relevé des valeurs inférieures dans le cas des champs en culture biologique à faibles apports et sans travail du sol. Dans le cas de six des huit champs échantillonnés, une grande proportion de la variance du paramètre Olsen-P à une profondeur de 0 à 15 cm a été prédite au moyen de l’indice d’humidité topographique (TWI) (r2 = 0,46–0,96, p < 0,01) et une meilleure capacité de prédiction a été observée dans les champs à faibles apports et sans travail du sol. En dépit de différences dans cette relation associées à la gestion effectuée auparavant, une corrélation positive significative avec l’indice TWI a été observée entre toutes les parcelles échantillonnées (r2 = 0,25, p < 0,0001, n = 56). La tendance à l’accumulation de P dans les basses terres fait ressortir la possibilité de réduire les apports dans ces sites pour divers modes de gestion agricole adoptés dans les paysages des Prairies canadiennes formés par les glaciers; la nécessité de mettre au point des recommandations propres aux systèmes de gestion pour une application ciblée est aussi illustrée dans cette étude de cas.