Formation of millimetric-scale aggregates and associated retention of 13C-15N-labelled residues are greater in subsoil than topsoil.

Poirier, V., Angers, D.A., et Whalen, J.K. (2014). « Formation of millimetric-scale aggregates and associated retention of 13C-15N-labelled residues are greater in subsoil than topsoil. », Soil Biology & Biochemistry, 75, p. 45-53. doi : 10.1016/j.soilbio.2014.03.020  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

La décomposition de résidus frais de cultures mène rapidement à la formation de macroagrégats de sol hydrostables. L’effet de la concentration initiale de carbone organique du sol (COS) sur la macroagrégation demeure mal connu, et les conséquences pour la rétention à court terme de C et N des résidus de culture sont inconnues. Dans le cadre d’une expérience d’incubation de 51 jours en laboratoire, nous avons étudié l’incorporation de C et de N dans les macroagrégats hydrostables d’échantillons de couche superficielle riche en COS et de couche profonde pauvre en COS lorsqu’ils sont amendés avec des résidus de maïs marqués au 13C–15 à raison de 40 g de C des résidus kg1 sol. La formation de macroagrégats hydrostables par unité de C des résidus ajoutés était supérieure dans la couche profonde pauvre en COS que dans la couche superficielle riche en COS. De gros macroagrégats (>1 000 μm) dans la couche profonde pauvre en COS ont été enrichis en 13C et 15N dans les fractions du sol constituées de matière organique particulaire (MOP, >50 μm) et de particules fines (<50 μm) comparativement à la couche superficielle riche en COS. Nous supposons que la rétention de C et de N des résidus dans les fractions du sol constituées de MOP et de particules fines dans les macroagrégats hydrostables est causée par l’occlusion à grande échelle de matériau grossier et par l’adsorption à petite échelle de substances organiques présents en même temps dans le sol. Même si la masse de macroagrégats hydrostables se stabilisait avec un apport élevé de résidus, l’accumulation de 13C et 15N dans les fractions du sol constituées de MOP et de particules fines s’est poursuivie pendant toute l’incubation, et les macroagrégats hydrostables ne sont pas devenus saturés en C et en N dans le court terme. Les mécanismes possiblement en cause lorsque les apports augmentent comprennent 1) enrobage des macroagrégats avec les produits de décomposition des résidus, 2) renouvellement continu des macroagrégats et 3) plus grande stabilité et formation de gros macroagrégats. Dans ce sol argileux lourd, les macroagrégats représentent une fraction du sol dynamique qui accumule des MOP et des composés organiques de matières végétales en décomposition. Nous concluons que la présence de surfaces minérales non saturées dans la couche profonde pauvre en COS a favorisé la formation de macroagrégats hydrostables millimétriques et la rétention à court terme de C et de N des résidus.

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