Les pelouses de la vallée du lac Salé jusqu'à 100 ans ne sont pas encore saturées en azote nutritif, qui est ajouté par l'engrais, selon une nouvelle étude de chercheurs de l'Université de l'Utah. Le résultat est surprenant, puisque des études antérieures dans l'est des États-Unis suggéraient que le sol fertilisé deviendrait saturé d'azote en quelques décennies.

Quelque chose de différent se passe dans les sols de Salt Lake, selon la chercheuse postdoctorale Rose Smith, auteur principal de la nouvelle étude. Plusieurs processus naturels peuvent expliquer le schéma inhabituel d'accumulation d'azote, bien que Smith ne soit pas encore sûr de ceux qui sont responsables dans ce cas. L'ouvrage est publié dans Oecologia et a été financé par la National Science Foundation. L'article fait partie d'un numéro spécial honorant la carrière du professeur de biologie et co-auteur James Ehleringer.

Sources et puits d'azote

L'azote est l'un des nutriments clés pour les plantes, et le cycle de l'azote est la façon dont l'azote dans l'atmosphère (qui est abondant et, Malheureusement, biologiquement inutile) est converti en des formes utilisables par les plantes. Les bactéries transforment l'azote gazeux en nitrates, qui peuvent être absorbés par les plantes. Le cycle se poursuit alors que les bactéries en décomposition renvoient l'azote dans le sol ou le libèrent dans l'atmosphère où il peut agir comme un polluant. Dans certains cas, l'azote peut être perdu du sol lorsqu'il est lessivé par les eaux souterraines vers les lacs ou les cours d'eau, agissant également comme un polluant.

"Nous avons considérablement modifié le cycle de l'azote, " dit Smith. Maintenant, les processus industriels font le travail de fixation de l'azote, pomper un énorme afflux de nutriments dans les pelouses et les champs. « Quelles sont les conséquences imprévues de tout cet azote supplémentaire ? » elle dit. Dans le cadre de son programme de recherche plus vaste sur les effets de l'azote dans la rivière Jordan de l'Utah, Smith et ses collègues ont d'abord examiné une source d'azote possible :les pelouses de Salt Lake.

Pas de plateau

En 2007, L'étudiant diplômé Jebediah Williamson et le professeur de biologie à l'Université James Ehleringer ont prélevé des échantillons de sol sur 40 pelouses de la vallée de Salt Lake City adjacentes à des maisons construites entre 1900 et 2000 pour étudier le carbone du sol. Smith a ensuite utilisé ces échantillons pour mieux comprendre l'accumulation d'azote au fil du temps. L'idée était d'examiner une séquence de la quantité d'azote dans les pelouses d'âges différents, puis de calculer le taux d'accumulation d'azote au fil du temps, avec l'hypothèse générale que les pelouses ont toutes été traitées et fertilisées relativement de la même manière. « Donc, il y a une hypothèse, n'est-ce pas ? » dit Smith. "Une autre mise en garde à cette étude est que nous ne savons pas combien les gens fertilisent." L'étude n'a pas demandé aux propriétaires combien d'engrais ils utilisaient, mais au lieu de cela, ils ont comparé une gamme de comportements de fertilisation possibles au taux d'accumulation d'azote qu'ils voyaient.

Ils s'attendaient à voir les niveaux d'azote augmenter avec le temps, puis se stabiliser, indiquant que le sol était saturé. C'est ce que d'autres études avaient trouvé—que les niveaux d'azote augmentent au cours des 30 premières années environ, puis se stabiliser. Et comme le sol devient saturé, d'autres ont trouvé, l'excès d'azote peut être lessivé, comme l'eau qui s'écoule d'une baignoire trop pleine.

Mais plutôt, Smith et ses collègues ont trouvé une relation à peu près linéaire entre la teneur en azote et le temps, indiquant que même après 100 ans, Les sols de Salt Lake continuent d'accumuler de l'azote. La raison n'est pas claire. Et le seul stockage dans le sol ne peut pas expliquer l'azote qui a probablement été ajouté au sol au fil du temps. Dans tous les scénarios de fertilisation sauf les plus conservateurs, des quantités importantes d'azote sont simplement parties.

"Il pourrait y avoir de très grosses pertes en même temps que l'accumulation, " Smith dit, "ce qui est vraiment une idée simple, mais c'est une idée qui remet en question notre compréhension de la façon dont les sols traitent l'azote. le système d'azote du sol peut ressembler davantage à un tamis qui fuit, n'atteignant jamais la saturation.

Un indice d'où l'azote est allé peut être dans les sols eux-mêmes. Les chercheurs ont mesuré les ratios d'isotopes stables de l'azote dans le sol. Les bactéries dénitrifiantes préfèrent utiliser des isotopes d'azote 14 plus légers, laissant derrière eux les isotopes les plus lourds de l'azote-15. La lixiviation de l'azote par les eaux souterraines ne semble pas avoir de préférence, éliminant les deux isotopes sans discernement. Smith a constaté que le rapport de l'azote-15 augmentait avec l'âge du sol, suggérant que les pertes d'azote dans l'air sont plus probables que la lixiviation. De nombreux sols échantillonnés étaient riches en argile, qui inhibe le drainage et le lessivage des eaux, renforcer cette hypothèse.

Connexions aux voies navigables de l'Utah

Mais l'azote est peut-être encore en train de se diriger vers les lacs et les rivières du front Wasatch. Le Jourdain est contaminé par le nutriment. Smith espère explorer s'il existe un lien entre la rivière et l'azote de la pelouse. Elle participe également à un projet à venir visant à développer des techniques de gestion des éléments nutritifs dans les eaux pluviales sur une parcelle expérimentale près du U's Williams Building. Ensemble, ces études visent à répondre à la question soulevée par Smith selon les résultats surprenants de cette étude :« Les sols sont-ils une source majeure d'azote pour nos cours d'eau ? " elle dit, "ou pas?"