Bénéfices à long terme de l'appentement des prairies

Environ 40 % des terres agricoles dans le monde ont un sol acide, ce qui veut dire que son pH est inférieur à 5,5. Un sol acide peut causer des problèmes comme une disponibilité réduite des nutriments, une croissance des plantes limitée et moins de diversité microbienne. Dans les prairies, les agriculteurs ajoutent souvent de la chaux pour contrer l'acidité. La chaux aide à augmenter le pH du sol, ce qui améliore la qualité du sol, rend les nutriments plus accessibles et favorise une meilleure croissance des plantes. Ça peut aussi booster les populations et la variété de microbes.

De plus, un sol acide contribue à des Émissions plus élevées de protoxyde d'Azote (N2O), un gaz à effet de serre beaucoup plus puissant que le dioxyde de carbone. Ajouter de la chaux peut aider à réduire les émissions de N2O en promouvant l'activité de certains microbes qui convertissent le N2O en gaz azote (N2), qui est inoffensif.

Comme l'azote est crucial pour la croissance des plantes, étudier comment la chaux affecte les microbes impliqués dans le traitement de l'azote est essentiel. Ces microbes aident à convertir l'ammoniac en différentes formes, le rendant disponible pour les plantes. La disponibilité de ces microbes est influencée par les niveaux de pH du sol. En général, certaines bactéries prospèrent dans des Sols neutres, tandis que d'autres se développent bien dans des conditions acides.

Des recherches montrent qu'ajouter de la chaux au sol peut augmenter la présence de types spécifiques de bactéries qui aident au cycle des nutriments. Cependant, la plupart des études se sont concentrées sur les effets à court terme de la chaux, généralement sur des périodes de moins de 30 ans. Comprendre les effets à long terme de la chaux est vital pour des pratiques agricoles efficaces.

#Description du site

L'expérience à long terme sur les prairies a eu lieu à Wageningen, aux Pays-Bas, à partir de 1958. Ce site était autrefois utilisé pour le pâturage et la fauche. L'expérience a mis en place deux traitements principaux : un où de la chaux était ajoutée et un sans aucune chaux. Chaque traitement était divisé en parcelles pour éviter la contamination entre elles.

L'herbe de ces parcelles était fauchée deux fois par an, et les zones environnantes étaient maintenues claires pour éviter le transfert de graines.

#Échantillonnage du sol et mesure des gaz à effet de serre

Des échantillons de sol ont été prélevés dans la couche supérieure en 2022. Chaque parcelle a été divisée en deux parties, et des échantillons ont été prélevés plusieurs fois au printemps et en été. Immédiatement après la collecte des échantillons, certains ont été congelés pour une analyse ultérieure, tandis que d'autres ont été stockés pour des tests chimiques.

En même temps, des mesures des émissions de gaz, spécifiquement de CO2 et de N2O, ont été prises à l'aide d'analyseurs de gaz spécifiques. Les taux d'émission ont été déterminés en fonction des changements de concentration de gaz au fil du temps.

#Analyse des propriétés chimiques du sol

Diverses propriétés du sol ont été mesurées. Par exemple, différentes formes d'azote ont été analysées, ainsi que le pH du sol et les niveaux de nutriments essentiels. Cela a aidé à évaluer la santé du sol et sa capacité à soutenir la vie végétale.

#Extraction d'ADN et quantification des gènes

L'ADN microbien des échantillons de sol a été extrait pour étudier l'abondance de gènes spécifiques responsables du cycle de l'azote. Plusieurs types de gènes ont été quantifiés à l'aide de PCR en temps réel, une méthode qui permet de mesurer la présence de ces gènes dans le sol.

#Analyse statistique

Pour analyser les données, un logiciel statistique a été utilisé pour comparer les différences entre les parcelles traitées à la chaux et les parcelles témoins au fil des saisons. Cela incluait l'examen de la façon dont les traitements ont influencé les abondances des gènes Microbiens et les propriétés du sol.

#Abondance des gènes fonctionnels du cycle de l'azote

Les résultats ont montré que l'application de chaux augmentait significativement la présence de gènes liés à l'oxydation de l'ammoniaque et à la dénitrification. Cela signifie que la chaux a un impact positif sur les microbes essentiels au cycle de l'azote. Fait intéressant, bien que le traitement à la chaux ait augmenté certaines abondances de gènes, il a aussi conduit à une présence fongique réduite dans le sol.

Une représentation visuelle de ces changements de gènes a montré que l'application de chaux avait un effet positif notable sur des gènes spécifiques impliqués dans le cycle des nutriments.

#Relation entre les propriétés du sol et les gènes microbiens

L'analyse a révélé des différences significatives dans les abondances de gènes microbiens selon les traitements et les saisons. De plus, l'ajout de chaux a aidé à stabiliser les abondances de gènes, les rendant moins sensibles aux changements saisonniers.

Le pH du sol, les niveaux d'humidité et la disponibilité des nutriments ont joué des rôles importants dans la formation de la communauté microbienne. Des niveaux de pH plus élevés étaient liés à une augmentation des abondances de certains gènes microbiens, montrant comment la chimie du sol affecte directement la vie microbienne.

#Effets sur les émissions de gaz à effet de serre et la production végétale

L'étude a également montré que le pH et l'humidité du sol étaient plus élevés dans le traitement à la chaux, ce qui est bénéfique pour la santé globale du sol. Les niveaux d'azote dans le sol étaient comparables entre les traitements, mais le traitement à la chaux a donné lieu à des niveaux plus élevés d'autres nutriments, améliorant encore la qualité du sol.

Fait intéressant, malgré l'augmentation de l'activité microbienne liée au cycle de l'azote, les émissions de N2O n'ont pas significativement varié entre les traitements. Cela pourrait être dû à une augmentation des microbes qui consomment le N2O, ce qui aide à atténuer les émissions de gaz à effet de serre.

La production de biomasse de l'herbe était significativement plus élevée dans les traitements à la chaux, montrant que la chaux bénéficie non seulement aux processus microbiens mais aussi à la croissance des plantes.

#Impact à long terme de la chaux

L'application à long terme de chaux a montré des effets positifs clairs, notamment en augmentant l'abondance de gènes microbiens importants impliqués dans le cycle de l'azote. La chaux a aidé à stabiliser ces populations face aux fluctuations saisonnières, ce qui est crucial pour maintenir l'équilibre de l'écosystème.

L'étude a souligné que la chaux réduit les émissions de N2O malgré une activité microbienne plus élevée, pointant vers les interactions complexes entre les différents composants du sol.

En conclusion, l'application de chaux pendant 65 ans a abouti à une prairie plus productive, améliorant l'activité microbienne liée au traitement de l'azote tout en maintenant les émissions de gaz à effet de serre sous contrôle. Les résultats soulignent l'importance des pratiques de gestion des sols à long terme et leur rôle dans l'agriculture durable. D'autres recherches pourraient aider à déterminer comment de telles pratiques pourraient être appliquées plus largement à d'autres types de sols et climats, optimisant les résultats agricoles à l'échelle mondiale.