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Carbon, nitrogen, and greenhouse gas balances in an 18-year cropping system study on the northern Great Plains

Bremer, E., Janzen, H.H., Ellert, B.H., et McKenzie, R.H. (2011). « Carbon, nitrogen, and greenhouse gas balances in an 18-year cropping system study on the northern Great Plains. », Soil Science Society of America Journal, 75(4), p. 1493-1502. doi : 10.2136/sssaj2010.0326  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Les agroécosystèmes apportent une gamme de bénéfices fortement influencés par les pratiques de culture. Nous avons évalué la productivité de cultures et les bilans en C, N et gaz à effet de serre (GES) d’un système de culture de 18 ans sur un Haplustoll aridique des Grandes plaines du Nord. L’application d’engrais synthétiques a permis l’augmentation constante du rendement des cultures et de la teneur en carbone organique du sol (COS), le plus grand impact se faisant sur les graminées vivaces et les rotations continues de blé (Triticum aestivum L.) et l’impact le plus faible sur les rotations avec des jachères ou des légumineuses annuelles. En se basant sur le bilan en N, les apports de N autres que de l’engrais étaient de 16 à 30 kg de N ha-1 an-1 dans les rotations sans légumineuse et de 62 kg de N ha-1 an-1 dans une rotation légumineuse-blé (LB), alors que les pertes de N provenant d’engrais synthétiques étaient de 32 % pour les cultures en rotation annuelle et de 3 % pour les graminées vivaces. En raison des gains importants en COS, les graminées vivaces ont réduit les GES atmosphériques de 20 à 29 Mg d’équivalent CO2 (eq.) ha-1 au cours de la période de 18 ans de la présente étude. Pour les rotations annuelles de cultures, les rendements en grains allaient de 1,2 à 2,5 Mg ha-1 an-1, le rendement en protéine de 0,20 à 0,41 Mg ha-1 an-1 et l’intensité d’émission de GES de 0 à 0,5 Mg eq. CO2 Mg-1 de grain. Les cultures de blé engraissées en continu avaient la productivité la plus élevée et l’intensité d’émission de GES la plus faible, alors qu’une rotation annuelle LB avait le rendement en protéines le plus élevé et parmi les émissions de GES les plus faibles (0,2 Mg eq. CO2 Mg-1 grain). Une évaluation plus poussée sur des échelles temporelles et spatiales plus importantes est nécessaire pour rendre compte de futurs changements du COS et des différences dans l’utilisation de produits de culture

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