Carbon sequestration in an intensively cultivated sandy loam soil in the North China Plain as affected by compost and inorganic fertilizer application.

Fan, J., Ding, W., Xiang, J., Qin, S., Zhang, J.-B., et Ziadi, N. (2014). « Carbon sequestration in an intensively cultivated sandy loam soil in the North China Plain as affected by compost and inorganic fertilizer application. », Geoderma, 230-231, p. 22-28. doi : 10.1016/j.geoderma.2014.03.027  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

La compréhension de l’équilibre entre l’accumulation et la perte de carbone organique du sol (COS) en fonction de différents régimes de fertilisation est importante pour accroître la qualité du sol et la productivité des cultures, ainsi que pour atténuer les effets du changement climatique. Une expérience à long terme entreprise sur le terrain en 1989 a permis de surveiller l’influence des engrais organiques et inorganiques sur le stock de COS dans une couche de sol de 0 à 60 cm soumise à un système intensif de culture blé maïs dans la plaine du nord de la Chine. L’étude comprenait sept traitements et quatre répétitions : CM = compost; HCM = moitié compost azoté (N) et moitié engrais N; NPK = engrais N, phosphoré (P) et potassique (K); NP = engrais N et P; NK = engrais N et K; PK = engrais P et K; CK = témoin sans fertilisation. Des échantillons de sol ont été recueillis et analysés afin de déterminer les concentrations de COS dans la couche de 0 à 20 cm chaque année et dans les couches de 20 à 40 cm et de 40 à 60 cm tous les cinq ans. Le stock de COS dans la couche de 0 à 60 cm a affiché une nette réduction sur 20 ans lorsque les traitements ne comprenaient pas d’engrais P ou N; le stock a cependant augmenté dans des proportions de 3,7 % à 31,1 % lorsque les traitements comprenaient l’ajout de compost et d’engrais N et P. Le taux de stabilisation du carbone (C) organique exogène en COS n’était que de 1,5 % dans le sol traité à l’engrais NPK, mais pouvait atteindre de 8,7 % à 14,1 % dans les sols enrichis au compost (CM et HCM). Une relation linéaire (P < 0,01) a été établie entre les quantités totales de COS séquestré et les apports cumulatifs en C dans le sol, et il a été déterminé qu’un apport de 2,04 Mg C ha 1 yr 1 était nécessaire pour maintenir le stock de COS (aucun changement lié aux cultures). Toutefois, le taux de séquestration du C organique dans la couche de 0 à 60 cm de profondeur est passé de 0,41 à 0,29 Mg C ha 1 yr 1 dans le traitement HCM, et de 0,90 à 0,29 Mg C ha1 yr 1 dans le traitement CM entre la période de 1989 à 1994 et la période de 2004 à 2009, ce qui indique que le stock de COS arrivait à saturation après l’application à long terme de compost. Le taux de saturation estimé du COS dans la couche de 0 à 60 cm dans le traitement CM était de 61,31 Mg C ha 1, soit 1,52 et 1,14 fois plus élevé que les taux des traitements NPK et HCM, respectivement. Ces résultats montrent que la séquestration du COS dans la plaine du nord de la Chine pourrait surtout dépendre de l’application d’engrais organique. En outre, de 40,3 à 44,6 % de la quantité totale de COS dans la couche de 0 à 60 cm était attribuable au potentiel de séquestration du COS dans la couche de 0 à 20 cm pour les traitements NPK, HCM et CM, ce qui laisse croire que le potentiel de séquestration du COS serait sous estimé si l’on ne tient compte que de la terre végétale, et que l’amélioration de la répartition en profondeur constituerait une méthode pratique pour favoriser la séquestration du C.

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