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Nitrogen accumulation in plant tissues and roots and N mineralization under oilseeds, pulses, and spring wheat

Gan, Y.T., Campbell, C.A., Janzen, H.H., Lemke, R.L., Basnyat, P., et McDonald, C.L. (2010). « Nitrogen accumulation in plant tissues and roots and N mineralization under oilseeds, pulses, and spring wheat. », Plant and Soil, 332(1-2), p. 451-461. doi : 10.1007/s11104-010-0312-7  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Nous avons réalisé une étude sur deux ans afin d’examiner l’effet des quantités d’eau et d’azote disponibles dans le sol sur l’efficacité d’utilisation de l’azote chez des cultures de légumineuses et d’oléagineux. Nous avons mesuré les concentrations de N dans les parties aériennes (AG-N) et dans les racines des plantes à cinq stades de croissance chez des cultures de canola (Brassica napus L.), de moutarde (Brassica juncea L.), de pois chiche (Cicer arietinum L.), de pois sec (Pisum sativum L.), de lentille (Lens culinaris Medicum) et de blé de printemps (Triticum aestivum L.). Les plantes ont été cultivées dans des lysimètres (15 cm de diamètre × 100 cm de profondeur) installés au champ, dans le sud de la Saskatchewan, au Canada. Chez toutes les cultures, la concentration de N dans les parties aériennes des plantes augmentait avec la disponibilité d’eau dans le sol. Chez les oléagineux et le blé, elle augmentait jusqu’à la floraison puis se stabilisait, tandis que chez les légumineuses elle augmentait jusqu’à la maturité. À maturité, les cultures de pois sec et de blé avaient les concentrations de AG-N les plus élevées, tandis que celles de moutarde avaient les concentrations les plus faibles. L’augmentation de la quantité d’eau disponible se traduisait par une augmentation de la concentration de N dans les grains mais n’avait aucun effet sur la concentration de N dans la paille; par conséquent, l’indice de récolte de l’azote augmentait avec l’augmentation de la quantité d’eau disponible. La concentration de N dans les racines augmentait jusque vers la fin de la floraison ou de la maturation des gousses (stade pâteux chez le blé) puis diminuait jusqu’à la maturité. La moutarde avait la plus faible concentration de N dans les racines, puis le pois chiche. Le canola, le blé, le pois sec et la lentille avaient les concentrations les plus élevées. L’augmentation de la quantité d’eau disponible dans le sol entraînait une augmentation de l’accumulation de N dans les racines chez les oléagineux et le blé, mais non chez les légumineuses. À maturité, la concentration moyenne de N dans les racines était de 14 kg/ha pour les oléagineux, de 17 kg/ha pour les légumineuses et de 20 kg/ha pour le blé. Au stade plantule, la proportion du N total de la plante qui était concentrée dans les racines était beaucoup plus élevée chez les légumineuses (environ 27 p. 100) que chez les autres cultures. Cependant, à maturité, la proportion de N concentrée dans les racines était d’environ 14 p. 100 chez toutes les cultures. Chez les cultures d’oléagineux et de blé, la concentration de NO3-N dans le sol augmentait progressivement depuis le stade plantule jusqu’au stade maturité, tandis que chez les légumineuses elle augmentait brusquement au début de la floraison. Selon nos estimations, la quantité nette apparente de N minéralisé était comparable pour le blé et les légumineuses et plus élevée pour ces cultures que pour celles de canola et de moutarde. Les quantités de N dans le sol et la variation de ces quantités au cours de la saison variaient considérablement d’une culture à l’autre. Ces différences doivent être prises en compte dans la planification des rotations de céréales, de légumineuses et d’oléagineux.

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