Measuring and modelling the long-term impact of crop management on soil C sequestration in the semiarid Canadian prairies.

Congreves, K.A., Grant, B.B., Campbell, C.A., Smith, W.N., VandenBygaart, A.J., Kröbel, R., Lemke, R.L., et Desjardins, R.L. (2015). « Measuring and modelling the long-term impact of crop management on soil C sequestration in the semiarid Canadian prairies. », Agronomy Journal, 107(3), p. 1141-1154. doi : 10.2134/agronj15.0009  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Les pratiques agricoles qui favorisent la séquestration du carbone organique du sol (COS) peuvent contribuer à la productivité à long terme des sols; on doit donc effectuer de la recherche pour quantifier et prédire la dynamique du COS en fonction des pratiques culturales. Nous nous sommes servis de données à long terme (1967-2009) sur dix systèmes culturaux appliqués sur un chernozem brun (haploboroll aridique) à Swift Current (Saskatchewan), dans les Prairies canadiennes, pour évaluer les effets de la fertilisation, de la fréquence de culture et du type de culture sur la dynamique du COS dans les premiers 15 cm du sol. Nous avons évalué trois modèles, soit le modèle de Campbell, le modèle ICBM (Introductory Carbon Balance Model) et le modèle DayCent, qui ont tous assez bien prédit la teneur en COS et le taux de séquestration du COS (R2 de 0,64 à 0,82). Toutefois, le modèle DayCent a présenté la plus forte corrélation et les plus faibles erreurs de prédiction et a donc été jugé supérieur aux autres. Globalement, des apports de résidus de 0,87 à 1,13 Mg C ha‑1 an‑1 ont maintenu la teneur en COS, et celle ci était directement reliée aux facteurs qui augmentaient les apports de C. La teneur en COS et le taux de séquestration du COS étaient les plus faibles pour les rotations axées sur le blé (Triticum aestivum L.) comprenant des jachères fréquentes et la culture du lin (Linum usitatissimum L.) et les plus élevés pour les rotations bien fertilisées, avec peu ou pas de jachère, de seigle (Secale cereal L.) ou de légumineuses. Pour les systèmes culturaux à grand apport de C, le modèle DayCent a prédit des gains de COS de 12 Mg C ha-1 de 2009 à 2100, indiquant que le sol n’avait pas atteint sa capacité maximale de C. Cette étude est la première à vérifier rigoureusement le modèle DayCent et à démontrer sa capacité à simuler le COS dans différents systèmes culturaux des Prairies canadiennes.

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