Les scientifiques savent depuis longtemps que l'agriculture sans labour réduit l'érosion et diminue le ruissellement de l'eau et des nutriments des champs cultivés, mais maintenant une nouvelle étude menée par une équipe de chercheurs de Penn State suggère que limiter la perturbation du sol peut également diminuer les rejets d'oxyde nitreux.

Gaz à effet de serre qui contribue au changement climatique, l'oxyde nitreux est 300 fois plus puissant que le dioxyde de carbone. Pour savoir comment le semis direct affecte les microbes du sol qui produisent et décomposent l'oxyde nitreux, les chercheurs ont concentré leur étude sur une expérience de travail du sol de 40 ans qui a été maintenue au centre de recherche agricole Russell E. Larson de Penn State.

"Nous voulions voir si le niveau de travail du sol dans l'expérience à long terme affectait les microbes du sol responsables des émissions nettes d'oxyde nitreux", a déclaré Mary Ann Bruns, chef d'équipe et co-auteur de l'étude, professeur de microbiologie et de biogéochimie des sols au Collège de Sciences agricoles. "Il s'agit d'un objectif particulièrement difficile car de nombreuses bactéries produisent de l'oxyde nitreux, mais de nombreuses autres peuvent le convertir en un gaz azoté inerte qui ne contribue pas à l'effet de serre."

L'étude, dirigée par Mara Cloutier, étudiante au doctorat en sciences du sol et en biogéochimie au moment de la recherche, a recueilli et évalué des échantillons de sol prélevés sur des parcelles gérées en semis direct, en disque à burin ou en versoir - trois labours pratiques qui représentent des niveaux de perturbation physique de faible, moyenne et haute intensité, respectivement, pendant quatre décennies.

Les chercheurs ont évalué les communautés bactériennes du sol et les marqueurs des gènes de dénitrification (séquences d'ADN qui peuvent être utilisées pour identifier les espèces de microbes) dans les sols prélevés sur les cultures de maïs et de soja. Ils ont également collecté des échantillons de sol à trois stades de croissance de plants de maïs et de soja pour évaluer les microbiomes dans les sols influencés par le travail du sol, le type de culture et le stade de la culture.

Dans les résultats récemment publiés dans Soil &Tillage Research , les chercheurs ont rapporté que le travail du sol avait plus d'influence sur la composition de la communauté microbienne et les marqueurs génétiques que le type de culture ou le stade de la culture. Comparativement aux autres pratiques de travail du sol, les sols sans labour contenaient moins de gènes marqueurs pour certains types de bactéries productrices d'oxyde nitreux, mais aucune différence dans les bactéries dégradant l'oxyde nitreux, ce qui suggère que les sols sans labour peuvent générer et émettre moins de gaz d'oxyde nitreux.

Bruns, qui est membre d'un groupe de travail national sur les microbes et le changement climatique pour l'American Academy of Microbiology, a expliqué que la recherche pourrait aider à réduire les émissions d'oxyde nitreux.

"Si nous pouvons trouver des pratiques de gestion qui augmentent l'activité des bactéries qui dégradent le protoxyde d'azote en azote gazeux inerte", a déclaré Bruns, "l'azote des engrais serait toujours perdu, mais sous forme d'azote gazeux plus bénin."

Les sols sans labour de cette expérience contenaient plus de carbone organique du sol, selon Cloutier, qui est maintenant chef de projet au Soil Health Institute, basé à Raleigh, en Caroline du Nord.

"Nos principales conclusions étaient que le travail du sol entraîne des microbiomes de sol distinctifs, avec des sols sans labour contenant différents pools de bactéries cyclant l'azote. L'utilisation du semis direct comme stratégie de séquestration du carbone peut entraîner des avantages pour la rétention d'azote, mais des recherches supplémentaires sont comprendre comment les microbes affectent ces relations carbone-azote." + Explorer plus loin

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