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Nitrous oxide emissions from Chernozemic soils amended with anaerobically digested beef cattle feedlot manure: A laboratory study

Chiyoka, W.L., Hao, X., Zvomuya, F., et Li, X. (2011). « Nitrous oxide emissions from Chernozemic soils amended with anaerobically digested beef cattle feedlot manure: A laboratory study. », Animal Feed Science and Technology, 166-167, p. 492-502. doi : 10.1016/j.anifeedsci.2011.04.035  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

La production de biogaz à partir du fumier des parcs d’engraissement de bovins de boucherie (Bos taurus) entraîne la cogénération de fumier digéré en anaérobiose, une matière riche en nutriments comportant une fraction solide (FS) souvent appliquée aux terres en culture. L’application de FS aux terres en culture pourrait permettre de réduire les émissions de N2O comparativement à l’application de fumier brut, en raison des changements biochimiques se produisant pendant la digestion anaérobie. Nous avons testé cette hypothèse dans le cadre d’une expérience d’incubation en laboratoire, au cours de laquelle les flux de N2O émanant de deux types de sols albertains, soit un loam argileux chernozémique brun foncé (haploboroll typique) et un loam limono-argileux chernozémique noir (haplocryoll typique), amendés au moyen de fumier brut provenant de parcs d’engraissement de bovins de boucherie, de FS, de FS granulé, et d’un mélange urée + phosphate de monoammonium (PMA), ont été mesurés pendant dix semaines. Les différents apports de fumier ont été appliqués à des taux correspondant à 100 et à 200 kg N/ha; un échantillon témoin n’ayant reçu aucun apport d’azote a été inclus aux fins de comparaison. Nous avons maintenu la teneur en humidité des sols amendés à près de 70 % de la capacité au champ, les sols amendés étant incubés pendant dix semaines à 22 °C. Des échantillons de gaz ont été prélevés après 0, 3 et 7 jours suivant le début de l’incubation et toutes les semaines par la suite, aux fins d’analyse du N2O et du CO2 par chromatographie en phase gazeuse. Les flux de N2O étaient différents selon l’apport de fumier appliqué, et aussi selon le type de sol, le taux d’application et le moment du prélèvement. Pour tous les apports, les émissions cumulatives moyennes émanant des sols amendés au moyen de FS (2,38 mg N/kg) et des sols amendés au moyen de PMA (0,59 mg N/kg) n’étaient pas différentes, les deux étant inférieures aux émissions émanant des sols amendés au moyen de FS granulé (10,7 mg N/kg) et des sols où le taux d’application de fumier était plus élevé (15,6 mg N/kg). Les émissions élevées de N2O émanant des sols amendés au moyen de FS granulé étaient probablement dues aux microsites concentrés de N dans les granules. Les émissions de N2O cumulatives du sol amendé avec du FS granulé et du sol amendé au moyen de FS présentaient une différence seulement dans le cas du sol chernozémique noir. L’activité microbienne révélée par les flux cumulatifs de CO2 était la plus élevée dans les sols amendés au moyen de FS (6,7 g CO2-C/kg), et la moins élevée dans les sols amendés au moyen de PMA (0,14 g CO2‑C/kg). La teneur nette en N minéral après l’incubation était la plus élevée dans les sols amendés avec du fumier (144 mg N/kg), elle était marginale dans les sols amendés au moyen de FS (23 mg N/kg), et elle était la moins élevée dans les sols amendés au moyen de FS granulé, qui présentaient une immobilisation nette d’azote (−67 mg N/kg) à cause de la faible teneur en N disponible dans les granules. Les résultats portent à croire que l’application de FS dans les champs pourrait réduire les émissions de N2O par rapport à l’application de fumier brut.

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