Negative and positive contribution of arbuscular mycorrhizal fungal taxa to wheat production and nutrient uptake efficiency in organic and conventional systems in the Canadian prairie.

Dai, M., Hamel, C., Bainard, L.D., St. Arnaud, M., Grant, C.A., Lupwayi, N.Z., Malhi, S.S., et Lemke, R.L. (2014). « Negative and positive contribution of arbuscular mycorrhizal fungal taxa to wheat production and nutrient uptake efficiency in organic and conventional systems in the Canadian prairie. », Soil Biology & Biochemistry, 74, p. 156-166. doi : 10.1016/j.soilbio.2014.03.016  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

L’amélioration des technologies et la difficulté de produire davantage de bioproduits tout en réduisant l’empreinte environnementale des activités humaines marquent des changements de paradigme en recherche agricole. L’exploitation des ressources microbiennes des sols arables offre une nouvelle voie pour l’amélioration de l’efficacité d’utilisation des nutriments en agriculture. Dans le cadre de la présente étude, notre objectif était de déterminer les effets des pratiques culturales sur la contribution des champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA) résidents à l’efficacité d’utilisation des nutriments et à la productivité des cultures. Les communautés de CMA de 72 champs de blé cultivés en régime biologique et de 78 champs de blé cultivés en régime classique dans les Prairies canadiennes ont été décrites par pyroséquençage 454, et des liens ont été établis avec la productivité des cultures et l’efficacité d’utilisation du N et du P. Les pratiques culturales classiques abaissent le pH du sol et font augmenter les flux de tous les nutriments du sol, sauf les flux de S, de B et de K. Les pratiques culturales biologiques ont fait augmenter l’abondance des Claroideoglomus détectés. L’efficacité du prélèvement de N et de P du sol a été 2,3 et 1,8 fois aussi élevée, respectivement, pour le blé biologique que pour le blé cultivé en régime classique. Le taux élevé d’efficacité du prélèvement de N et de P observé chez le blé biologique était principalement attribuable à la faible fertilité du sol dans les champs cultivés en régime biologique, la biomasse de blé produite ayant été 1,44 fois aussi élevée en régime classique qu’en régime biologique. Dans l’ensemble, les quantités de N et de P prélevées par les cultures de blé classique et de blé biologique ont été similaires. Le bilan nutritif des plantes et l’abondance des Paraglomus ont été déterminants pour la production de blé classique, tandis que la production de blé biologique a été principalement tributaire de l’humidité du sol, du bilan nutritif des plantes et de l’abondance des Glomus, qui était associée à une réduction de la production de blé et à une inefficacité du prélèvement des nutriments. Dans le cas du blé biologique, les concentrations élevées de nutriments mesurées à maturité et la faible productivité concordent avec un modèle où l’assimilation de CO2 serait un facteur limitant. Afin d’atténuer le compromis entre l’efficacité d’utilisation des nutriments et la productivité dans les cultures de blé à faible niveau d’intrants, on pourrait réduire l’abondance des Glomus et augmenter l’humidité du sol et la disponibilité du N en début de saison, ou encore améliorer la capacité inhérente d’assimilation de CO2 du blé.

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