La plantation et la culture d'un mélange stratégique de cultures de couverture réduisent non seulement la perte d'azote des champs agricoles, protéger la qualité de l'eau dans la baie de Chesapeake, mais la pratique apporte également de l'azote aux cultures de rente ultérieures, l'amélioration des rendements, selon les chercheurs.

Les avantages économiques de la culture de couverture au niveau supérieur sont importants car les avantages convaincront plus de maïs, les producteurs de blé et de soja des régions du nord-est et du centre de l'Atlantique à adopter cette pratique, les chercheurs ont dit. Ces cultures de rente sont cultivées sur de grandes superficies principalement pour nourrir le bétail comme les vaches laitières et de boucherie, porcs, et volailles.

« Les cultures de couverture sont l'un des principaux outils dont nous disposons pour réduire les nutriments dans les eaux de la baie de Chesapeake. " a déclaré Jason Kaye, professeur de biogéochimie des sols. Son groupe de recherche au College of Agricultural Sciences de Penn State étudie les espèces de cultures de couverture depuis près d'une décennie.

Pourtant, la régulation de l'azote de cette manière s'est avérée difficile, parce que les espèces de cultures de couverture excellent soit dans la réduction du lessivage de l'azote, soit dans l'augmentation de l'apport d'azote aux cultures commerciales, mais ils ne parviennent pas à exceller dans les deux simultanément. Les chercheurs ont testé des peuplements de cultures de couverture d'espèces mixtes pour voir s'ils pouvaient équilibrer les capacités de fixation et de piégeage de l'azote des espèces individuelles.

Ils ont testé six monocultures de cultures de couverture et quatre mélanges pour leurs effets sur le cycle de l'azote dans une rotation de céréales fourragères maïs-soja-blé à gestion biologique au Russell E. Larson Agricultural Research Center de Penn State. Pour trois ans, les chercheurs ont utilisé une série d'approches intégrées pour quantifier la dynamique de l'azote du sol et mesurer l'absorption d'azote par les plantes.

Dans l'étude, toutes les espèces de cultures de couverture, y compris les monocultures de légumineuses, ont réduit le lessivage de l'azote par rapport aux parcelles en jachère. Les monocultures de céréales de seigle ont réduit le lessivage d'azote de 90 pour cent, par rapport aux jachères. Notamment, les mélanges avec un faible taux de semis de seigle ont fait presque aussi bien. Les monocultures autrichiennes de pois d'hiver ont le plus augmenté l'absorption d'azote dans les cultures commerciales, par rapport à la jachère. Inversement, les monocultures de seigle ont réduit l'absorption d'azote, par rapport à la jachère.

Les résultats de la recherche, publié ce mois-ci dans PLOS Un , montrent clairement que la sélection d'espèces de cultures de couverture et la conception de mélanges peuvent considérablement atténuer les compromis entre la rétention d'azote et l'apport d'azote aux cultures commerciales, fournir un outil puissant de gestion de l'azote dans les systèmes de culture, fit remarquer Kaye.

"Les mélanges étaient tous très bons pour réduire la pollution, mais leur impact sur les rendements était limité, " a-t-il dit. " Les mélanges les plus performants sont ceux qui ont une proportion plus élevée de légumineuses et mélangés dans un peu d'herbes comme le seigle. Les mélanges contenant du seigle de céréales ont considérablement réduit la pollution, car les herbes établissent une biomasse racinaire qui retient l'azote et fournit une activité microbienne dans le sol. »

Le processus par lequel les cultures de couverture gardent les nutriments hors des cours d'eau, protéger la baie, et transmettre l'azote aux cultures de rente est simple. Kaye a noté qu'à l'automne, après la récolte d'une culture commerciale, il y a de l'azote dans le sol qui pourrait aller au Chesapeake. Une culture de couverture peut absorber cet azote et ensuite, lorsque la culture de couverture est tuée au printemps, l'azote dans les tissus de la culture de couverture est décomposé par les micro-organismes du sol et transmis à la culture de rente suivante, augmentation des rendements.

Les résultats de la recherche peuvent avoir une importance opportune pour les producteurs de céréales fourragères biologiques de Pennsylvanie, Kaye croit. Les cultures de couverture sont particulièrement importantes dans les systèmes biologiques dans lesquels le travail du sol est utilisé pour gérer et tuer les mauvaises herbes et les cultures de couverture. Dans ces situations, il est essentiel de réduire l'érosion dans les sols perturbés.

« L'agriculture biologique se développe très rapidement en Pennsylvanie, " at-il dit. " Un exemple est que Bell &Evans a récemment étendu ses opérations de volaille biologique dans l'état. Donc, les agriculteurs ont potentiellement un nouveau marché en expansion pour les céréales fourragères qui sont cultivées biologiquement. L'incorporation de mélanges de cultures de couverture dans leurs rotations les aidera à être plus productifs sans augmenter la pollution par les nutriments. »