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Root-derived respiration and nitrous oxide production as affected by crop phenology and nitrogen fertilization

Sey, B.K., Manceur, M., Whalen, J.K., Gregorich, E.G., et Rochette, P. (2009). « Root-derived respiration and nitrous oxide production as affected by crop phenology and nitrogen fertilization. », Plant and Soil, 326(1), p. 369-379. doi : 10.1007/s11104-009-0018-x  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Chez les plantes annuelles, le partitionnement des photosynthétats entre la croissance racinaire, la respiration racinaire et la rhizodéposition doit être plus prononcé durant les premiers stades du développement que durant les derniers stades de la reproduction, en raison des relations source-puits existant dans la plante. Par conséquent, il se peut que les fluctuations saisonnières de la production de dioxyde de carbone (CO2) et d’oxyde nitreux (N2O) par les racines et la rhizosphère soient reliées au partitionnement des ressources par la plante. Dans le cadre d’essais en serre, nous avons utilisé les isotopes stables 13C et 15N pour étudier le partitionnement du carbone (C) et le prélèvement d’azote (N) par le maïs et le soja. Nous avons également mesuré l’effet du stade phénologique et de la fertilisation azotée sur la production de CO2 et de N2O par des plantes en pots. Le taux de respiration racinaire était relié à la quantité de 13C allouée aux racines et atteignait un maximum durant les premiers stades de la croissance végétative. Les taux de respiration racinaire et de rhizodéposition étaient plus élevés chez le maïs que chez le soja. Le prélèvement de 15N par le maïs augmentait depuis le stade de la croissance végétative jusqu’au stade de la panicule et au stade laiteux, tandis que la teneur en 15N du soja demeurait indépendante du stade phénologique. Chez le maïs, nous avons observé un pic de production de N2O au stade laiteux, ce qui laisse croire que la rhizosphère de cette espèce héberge des communautés microbiennes produisant du N2O. La plus grande partie du 15N appliqué au soja sous forme de NO3 n’a pas été prélevée par la plante, et la production négative de N2O observée pendant les stades de la croissance végétative et du début de floraison semble indiquer que les racines du soja favorisaient la réduction du N2O en diazote (N2). Nous en concluons que les stades phénologiques et la teneur du sol en N assimilable régissent de manière importante les processus de la rhizosphère, ce qui entraîne une variation temporelle de la production de CO2 et de N2O.

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