Le calendrier de travail du sol influe sur la disponibilité de l'azote, la perte sur les fermes biologiques

Dans la lutte contre les mauvaises herbes, le travail du sol est l'une des armes les plus puissantes à la disposition des agriculteurs biologiques ou fondées sur l'écologie. Mais, selon le moment où il est utilisé, le travail du sol peut aussi être un puissant moteur de pertes d'azote qui contribuent à la pollution des eaux souterraines, selon des chercheurs de Penn State College of Agricultural Sciences.
"Nous savons que l'agriculture biologique repose une bonne affaire sur le travail du sol pour gérer les mauvaises herbes et d'incorporer le fumier et les cultures de couverture dans les sols, et nos recherches montrent que cette pratique peut poser des compromis environnementaux», a déclaré Denise Finney, chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Jason Kaye , professeur agrégé de biogéochimie des sols. "Bien qu'il contribue à réduire l'utilisation de produits chimiques, travail du sol - en particulier automnal du sol - est un moteur important de la dynamique de l'azote et a des implications potentielles sur l'environnement."
Dans une étude qui a duré cinq ans, Finney et ses collègues ont mené une surveillance intensive de l'azote dans quatre différents systèmes de culture conçus pour permettre des comparaisons de niveaux d'azote dans le sol au fil du temps et sous différentes pratiques de gestion biologique. Leurs résultats sont publiés dans une prépublication en ligne et seront publiés dans le numéro de Décembre 2015 Ecological Applications, et peuvent aider les producteurs à prendre des décisions qui permettront de réduire leurs pertes d'azote.
"L'azote est compliquée", a déclaré Finney. "Il est affecté par des variables que nous ne pouvons pas contrôler, comme la température et de l'humidité, et par les décisions de gestion que nous faisons. Bien que nous savons beaucoup de choses sur les effets de ces différentes variables sur la disponibilité de l'azote et les pertes potentielles singulièrement, nous voulions comprendre comment ils interagissent dans le domaine, en particulier en regardant les systèmes gérés de façon organique. "
Les chercheurs ont réalisé leur expérience sur le terrain en mettant en place quatre systèmes de culture conçu pour reproduire les systèmes typiques Pennsylvanie organiques d'alimentation et la production de fourrage. Ils diffèrent les uns des autres en termes de cultures de rente et les cultures de couverture - cultures non récoltées plantés pour offrir des avantages comme l'amélioration de la qualité des sols et le contrôle des mauvaises herbes - qui ont été cultivées, la séquence dans laquelle ils ont été cultivés, le moment et l'intensité du travail du sol les opérations et les apports de fumier.
Les chercheurs ont planté le premier système avec une séquence de cultures de couverture au cours de la première saison de croissance et ce système a été travail du sol classique entre chaque plantation. Pour les deux prochaines années, ils ont gardé ce système dans une culture de rente de la luzerne peu labouré.
Le deuxième système de culture a reçu une demande de fumier et puis une plantation d'été de l'herbe du Soudan - une culture de couverture - qui a été labouré et suivie d'une période de jachère de chute. Comme le premier système, celui-ci était aussi dans la luzerne cultivée minimale pour les deux prochaines années.
Dans le troisième système de culture, un seigle de céréales / poilue culture de couverture de la vesce semé l'automne précédent a grandi pendant l'été avant d'être labouré. Ce système utilise une fin d'été labouré en jachère pour contrôler les mauvaises herbes vivaces, le chardon des champs. À l'automne, les chercheurs ont semé du seigle, dont plus de l'hiver et les chercheurs récoltées il l'été suivant. Ce système a ensuite reçu une application de fumier avant d'être plantées en semis de maïs.
Le quatrième système de culture utilisé une séquence de cultures de couverture peu labourés - y compris le sarrasin, le seigle et la vesce velue - avant que les chercheurs ont planté du maïs qui a été géré avec travail du sol classique. Ce système a également reçu le fumier avant que la production de maïs.
Les variations entre les quatre systèmes de culture a permis aux chercheurs d'observer comment les différentes pratiques de gestion interagissent avec les variables climatiques pour influencer deux éléments clés du cycle de l'azote: la quantité de plantes disponibles, ou inorganique, de l'azote présent dans le sol tout au long de la saison de croissance, et la quantité de nitrates dans l'eau présente dans le sol au-dessous de la zone racine de la plante.Azote inorganique est sous forme d'azote que les plantes peuvent absorber par leurs racines, et comprend à la fois ammonium et de nitrate. Alors que d'ammonium ne se déplace pas facilement à travers les sols, le nitrate fait.Sous certaines conditions, le nitrate peut être lessivé sous la zone des racines et dans la nappe phréatique, où il agit comme un polluant.
Les chercheurs ont prélevé des échantillons de sol des champs d'essai toutes les deux semaines de Mars à Novembre au cours de chaque année de l'étude et les ont analysés pour les niveaux d'azote inorganique. Ils ont également utilisé des dispositifs de collecte de l'eau au cours de la première année de l'étude de goûter l'eau en dessous de la zone des racines, mesurant sa teneur en nitrate d'évaluer les pertes potentielles de nitrates provenant des systèmes de culture.
Pour analyser la grande quantité de données recueillies au cours de l'étude - y compris 2.300 échantillons de sol, ainsi que la température de l'air quotidienne, les précipitations et les mesures de température du sol - les chercheurs tournés vers une méthode statistique généralement pas utilisé dans la recherche agricole - - l'apprentissage de la machine - afin de déterminer comment ces variables nombreuses et complexes interagissaient d'affecter azote du sol.
Leurs résultats indiquent que le travail du sol a été le pilote le plus important de la perte d'azote potentiel à travers les quatre systèmes de culture, surtout en fin d'été et début d'automne. Lorsque l'automne travail du sol a été suivie par une période de jachère, ce qui est souvent le cas en Pennsylvanie, ces éclats de fin de saison de l'azote ne sont pas capturés par absorption par les plantes et étaient vulnérables au lessivage, a déclaré Finney, un point qui a des implications importantes pour les producteurs.
"Nous devons nous assurer que nous prenons des décisions sur le calendrier des opérations de travail du sol en tenant compte non seulement à nos objectifs en matière de gestion des mauvaises herbes, mais aussi nos objectifs de gestion de l'azote. Nous savons le travail du sol va libérer l'azote, nous allons donc nous assurer que nous suivons avec des moyens de reprendre ce que l'azote, "at-elle dit, ajoutant que le travail du sol au printemps peut être bénéfique pour libérer l'azote nécessaire à la croissance des cultures de rente. La plantation de cultures de couverture d'hiver est une bonne stratégie pour capter l'azote qui peut être libéré avec la chute labour.
Alors que les responsabilités de gestion des éléments nutritifs reposent en fin de compte avec les agriculteurs, Finney se sent il ya aussi de la place pour la politique à jouer un rôle.
"Je pense qu'il est intéressant de noter que, à ma connaissance, nos politiques organiques fédérales ne discutent pas de travail du sol, mais ce que nous voyons clairement ici est que le travail du sol a des répercussions potentielles sur l'environnement», dit-elle.

Source:
The above post is reprinted from materials provided by Penn StateNote: Materials may be edited for content and length.
Penn State. "Tillage timing influences nitrogen availability, loss on organic farms." ScienceDaily. ScienceDaily. <www.sciencedaily.com