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Soil microbial community response to controlled-release urea fertilizer under zero tillage and conventional tillage

Lupwayi, N.Z., Grant, C.A., Soon, Y.K., Clayton, G.W., Bittman, S., Malhi, S.S., et Zebarth, B.J. (2010). « Soil microbial community response to controlled-release urea fertilizer under zero tillage and conventional tillage. », Applied Soil Ecology, 45(3), p. 254-261. doi : 10.1016/j.apsoil.2010.04.013  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Les micro organismes présents dans le sol interviennent dans de nombreux processus biologiques importants pour l’agriculture durable. Nous avons étudié l’effet de l’urée à libération contrôlée, enrobée d’un polymère (CRU, ESN®) sur les communautés microbiennes du sol à six endroits dans l’ouest du Canada, de 2004 à 2006. Les traitements ont consisté en ce qui suit : traitements fertilisants à libération contrôlée (CRU), traitements à l’urée et culture témoin non fertilisée. Nous avons examiné la date d’application de l’engrais (automne et printemps) dans neuf des 18 sites-années (combinaisons de site et d’année). On a cultivé, en rotation sur cinq sites, du blé (Triticum aestivum L.), du canola (Brassica napus L.) et de l’orge (Hordeum vulgare L.) ainsi que du maïs d’ensilage (Zea mays L.) au cours des trois années à un des emplacements, sous régime cultural classique avec travail du sol (CT) ou sans travail du sol (ZT). Les engrais ont été épandus en bandes à raison de 50-60 kg de N ha-1pour les cultures de blé, d’orge et de canola et à la volée à raison de 150 kg de N ha-1pour le maïs. La teneur en carbone de la biomasse microbienne (CBM), la diversité fonctionnelle des bactéries et les profils physiologiques de la communauté microbienne (CLPP) ont été déterminés à peu près au moment de la floraison de chaque type de culture. Nous avons mesuré l’évolution du CO2 in situ (respiration du sol) et calculé le quotient métabolique (qCO2 ) microbien à un emplacement sur deux ans. Nous avons observé les effets de l’engrais sur le CBM et la diversité fonctionnelle dans, respectivement, un et cinq des 18 sites-années, dans la rhizosphère, et dans quatre sites-années dans le sol brut. Ces effets ont été habituellement positifs par rapport à la culture témoin. L’urée à libération contrôlée (CRU) a davantage augmenté la teneur en carbone de la biomasse microbienne et la diversité fonctionnelle que ne l’a fait l’urée dans trois sites-années; on a cependant observé le contraire dans un site-année. Le moment où l’engrais a été appliqué a eu une incidence sur le CBM dans un site-année et sur la diversité fonctionnelle dans deux des neuf des sites-années, dans la rhizosphère; nous n’avons observé aucun effet dans le sol brut. L’application d’engrais à l’automne a augmenté le CBM plus que l’application au printemps, mais nous avons observé le contraire pour ce qui est de la diversité fonctionnelle. Le travail du sol a eu des répercussions sur le CBM et sur la diversité fonctionnelle dans, respectivement, quatre et cinq des 18 sites-années, dans la rhizosphère, et dans trois et quatre sites-années dans le sol brut. Habituellement, les répercussions du travail du sol faisaient que les systèmes ZT étaient favorisés. Les traitements n’ont eu aucun effet sur l’évolution du CO2 , mais nous avons observé un effet combiné de l’engrais et du travail du sol sur le qCO2 en un an, lorsque le qCO2 dans le traitement témoin était supérieur à celui dans l’un ou l’autre des traitements dans un système CT; cependant, l’urée a augmenté le qCO2 par rapport à la culture témoin dans un système ZT. Nous avons parfois observé des changements dans les CLPP aux endroits où les effets des traitements ci dessus n’étaient pas significatifs. En dépit des limites des CLPP reposant sur des cultures, la plupart des effets des engrais sur les propriétés microbiologiques du sol n’étaient pas statistiquement significatifs. Par conséquent, ces engrais n’ont probablement pas eu de répercussions négatives sur la plupart des processus biologiques dans le sol.

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