Les engrais azotés font-ils augmenter la matière organique dans le sol?

La matière organique du sol est la plus importante composante de la santé du sol à laquelle on peut contribuer par une bonne gestion. La matière organique du sol est composée de matières vivantes, mortes ou décomposées. Une plus haute teneur en matière organique se traduit par une plus grande capacité de rétention d'eau, ce qui est crucial au cours de saison comme celle que nous avons connue en 2016. La matière organique aide à améliorer la structure du sol et influe sur le cycle des éléments nutritifs. Une plus grande proportion de matière organique dans le sol peut également se traduire par des rendements plus uniformes d'année en année. En fait, la matière organique est primordiale pour la santé du sol.

Figure 1. La couleur foncée de la couche de sol arable indique que le sol contient beaucoup de matière organique.

Figure 1. La couleur foncée de la couche de sol arable indique que le sol contient beaucoup de matière organique.

On dit souvent que l'application d'engrais azotés contribue à augmenter la matière organique dans le sol en accroissant le rendement total. On estime qu'une culture qui produit davantage retourne une plus grande quantité de résidus, qui, une fois décomposés, contribuent à augmenter la matière organique du sol.

Différentes études scientifiques l'ont confirmé. Toutefois, l'apport d'azote peut aussi stimuler la minéralisation de la matière organique, laquelle peut entraîner des pertes de matière organique et d'azote du sol. D'autres recherches ont aussi montré que la fertilisation azotée n'avait pas d'effet sur l'enrichissement de matière organique dans le sol avec le temps.

Dans l'ensemble, on peut conclure que les conclusions des recherches concernant les effets de la fertilisation azotée sur la matière organique ont été variables dans le cadre des systèmes de production annuelle. Étant donné que les fluctuations dans la teneur en matière organique ne peuvent être décelées qu'à long terme, il est difficile d'évaluer l'effet de la fertilisation azotée dans différents systèmes de production sous des climats similaires à ceux de l'Ontario. Quel est l'effet, par exemple, des rotations culturales? Quel rôle joue le travail du sol? Comment les couches de sol plus profondes sont-elles modifiées par la fertilisation azotée? Dans le cadre d'une étude récente menée au campus de Ridgetown de l'Université de Guelph par Katelyn Congreves, Laura Van Eerd et Dave Hooker, on a réalisé des essais de rotations à long terme et de travail du sol pour tenter de répondre à ces questions.

L'étude

La recherche a permis de comparer l'effet de différentes doses d'azote appliquées à du maïs sur maïs, du maïs en rotation avec du soya, et du maïs en rotation avec du soya et du blé d'automne en semis direct et en travail conventionnel du sol. Le travail conventionnel était effectué avec une charrue à versoirs à l'automne suivi de deux ou trois passages avec un cultivateur au printemps dans les cultures de maïs et de soya. Avant de semer le blé, deux passages ont été effectués avec soit une herse à disque ou un cultivateur. Dans le cas de l'essai en semis direct, il n'y a eu aucun travail du sol et un déplacement minimum du sol au semis. En ce qui a trait aux doses d'azote, des doses uniques de démarrage ont été appliquées ainsi que des doses de démarrage avec un apport azoté moyen dans le maïs (89 lb/acre de N) et le blé (71 lb/acre de N) pour les différentes rotations et les différents modes de travail du sol. Des échantillons ont été prélevés en 2006, 11 ans après le début des essais.

Figure 2. Essai à long terme sur les rotations culturales et les systèmes de travail du sol au campus de Ridgetown de l'Université de Guelph

Figure 2. Essai à long terme sur les rotations culturales et les systèmes de travail du sol au campus de Ridgetown de l'Université de Guelph

Étapes subséquentes

En 2008, Dave Hooker a apporté des améliorations aux essais afin de mieux tenir compte des systèmes actuels de production. Le traitement « semis direct » a été remplacé par le labour en bandes pour le maïs et les doses d'azote ont été augmentées pour le maïs et pour le blé. Les parcelles de blé d'automne ont été divisées de manière à y inclure un traitement avec trèfle rouge et un traitement sans trèfle rouge. Ces modifications ont fourni une excellente occasion d'étudier les effets de ces systèmes de production sur la santé future du sol.

Les conclusions

Alors, après 11 ans, est-ce que la fertilisation azotée a contribué à augmenter la matière organique dans le sol au site de Ridgetown?

Et bien, ça dépend. La plus grosse augmentation de matière organique due à la fertilisation azotée a été observée dans la rotation maïs-soya-blé d'automne dans les deux types de travail du sol. La teneur en matière organique a augmenté de 18 à 28 % dans les huit pouces supérieurs du sol des parcelles ayant reçu un apport d'azote. Dans le cas du maïs sur maïs, toutefois, la fertilisation azotée n'a pas modifié les teneurs en matière organique du sol sous aucun des deux systèmes de travail du sol. Dans la rotation maïs-soya, la fertilisation azotée a augmenté la teneur en matière organique de 22 % dans le semis direct seulement; aucun changement n'a été observé dans les champs labourés. Même à une profondeur de trois pieds, c'est le système de rotation maïs-soya-blé d'automne qui a présenté les plus fortes augmentations de matière organique en réponse à la fertilisation azotée. Une biomasse souterraine associée à une culture de blé aux racines fibreuses et profondes et à une croissance durant une période de jachère a pu contribuer à retenir plus facilement la matière organique dans le sol comparativement aux autres rotations.

Les rendements en maïs, obtenus entre la cinquième et la onzième année de l'étude, ont démontré les avantages associés à l'augmentation de la matière organique. Les fluctuations de rendement d'une année à l'autre se sont atténuées à mesure que la proportion de matière organique augmentait. Les rendements en maïs ont donc été plus stables, quelle que soit la température. Il est probable que cela soit attribuable aux avantages procurés par la matière organique en matière d'augmentation de l'infiltration de l'eau et d'amélioration de la capacité de rétention d'eau du sol.

Rentabilité

La fertilisation azotée n'augmente pas nécessairement la matière organique du sol dans tous les systèmes culturaux. Ses effets dépendent des rotations et du type de travail du sol. Dans les loams argileux sur le site de cette étude, il est manifeste que l'ajout de blé d'automne dans la rotation maïs-soya a contribué à augmenter la matière organique du sol probablement à cause de la fertilisation azotée, quel que soit le type de travail du sol utilisé.

Nous savons que la présence de blé d'automne dans la rotation fait augmenter de 5 à 8 % les rendements en maïs et en soya, réduit les fluctuations de rendements d'une année à l'autre dans le maïs, améliore la santé du sol et procure une excellente culture de couverture. Ses avantages dépassent largement le revenu net obtenu à la récolte. Cette recherche laisse donc croire que le blé peut aider à tirer profit de la fertilisation azotée en ce qui a trait à l'augmentation de la matière organique. Voilà donc une autre bonne raison d'inclure le blé d'automne dans les choix de rotations.

Figure 3. Champ de blé d'automne, comté de Kent, 2016

Figure 3. Champ de blé d'automne, comté de Kent, 2016


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