Chercheurs de Penn State, dans une étude récente, ont été surpris d'apprendre qu'ils pouvaient prélever exactement le même nombre de graines sur les mêmes plantes, placez-les dans les champs agricoles de la région médio-atlantique et obtenez des peuplements de cultures de couverture profondément différents quelques mois plus tard.

L'étude est devenue connue sous le nom de « mélanges de cultures de couverture " a noté le chercheur Jason Kaye, professeur de biogéochimie des sols, qui a ajouté que les résultats sont importants car ils montrent la nécessité de personnaliser les mélanges de cultures de couverture pour obtenir les services écosystémiques souhaités, selon les conditions pédologiques et climatiques.

Les mélanges de cultures de couverture composés de plusieurs espèces plantées en rotation entre les cultures commerciales offrent une série d'avantages, tels que la réduction de l'érosion, contrôle de cannabis, et en ajoutant du carbone et de l'azote au sol. Mais il s'avère, l'expression des espèces dans un mélange peut varier considérablement d'un endroit à l'autre.

L'étude était nouvelle en raison de son ampleur et de sa complexité. Les chercheurs ont suivi un mélange de cultures de couverture de cinq espèces planté au cours de deux saisons de croissance dans huit fermes laitières biologiques en Pennsylvanie et à New York et sur des parcelles de recherche au Russell E. Larson Agricultural Research Center de Penn State. Dans les parcelles expérimentales de l'Université, les chercheurs ont manipulé l'expression des cultures de couverture avec des apports d'azote et des dates de plantation pour connaître la réponse des diverses espèces aux conditions du sol et aux jours de croissance.

"Il y a eu très peu d'études comme celle-ci - en particulier sur les mélanges de cultures de couverture qui sont composés de plus de deux espèces - qui analysent comment les espèces interagissent les unes avec les autres, donc je pense que c'est une recherche importante, ", a déclaré Kaye. "Il y a eu une hypothèse erronée selon laquelle vous plantez un mélange de culture de couverture et vous obtenez le même résultat où que vous le mettez."

Les entreprises semencières commerciales vendent de nombreux mélanges de semences pré-formulés, mais ils peuvent aussi faire des mélanges personnalisés, dit Kaye. "Nos résultats montrent qu'avec le fixe, mélanges préformulés, ce que vous cultivez n'est pas toujours ce que vous attendez."

Dans l'étude, les huit agriculteurs participants ont ensemencé le mélange standard et un mélange « adapté à la ferme » des cinq mêmes espèces—canola, Pois d'hiver autrichien, triticale, trèfle rouge et trèfle cramoisi—avec des taux de semis ajustés pour obtenir les services souhaités par les agriculteurs. A chaque endroit, les chercheurs ont analysé les effets de l'azote inorganique du sol et des jours de croissance sur l'expression du mélange de cultures de couverture.

Lorsque l'azote inorganique du sol et les jours de croissance étaient élevés, ils ont trouvé, le canola dominait le mélange, surtout à l'automne.

Du même mélange de graines, l'expression des mélanges de cultures de couverture variait considérablement d'une ferme à l'autre, et les chercheurs ont émis l'hypothèse que cette variation était corrélée aux concentrations d'azote inorganique du sol et aux jours de croissance, a expliqué la chercheuse principale Barbara Baraibar, qui était chercheur postdoctoral au Département des sciences végétales au moment de la réalisation de l'étude.

Le laboratoire de Kaye au Collège des sciences agricoles mène une expérience continue évaluant l'efficacité de divers mélanges de cultures de couverture depuis 2011.

Dans des conclusions récemment publiées dans PLOS UN , les chercheurs ont signalé qu'une faible teneur en azote inorganique du sol favorisait les espèces de légumineuses, tandis qu'une saison de croissance plus courte favorisait le triticale. Les changements dans les taux de semis ont influencé la composition du mélange à l'automne et au printemps, mais ont interagi avec les jours de croissance pour déterminer l'expression finale du mélange.

Les résultats montrent, Baraibar a souligné, que lorsque la disponibilité de l'azote inorganique du sol est élevée au moment de la plantation des cultures de couverture, des espèces hautement compétitives peuvent dominer les mélanges, ce qui pourrait potentiellement diminuer les services fournis par d'autres espèces, surtout les légumineuses. Et les dates de plantation précoces peuvent exacerber la dominance des espèces agressives.

Sur la base de cette étude, les chefs d'exploitation doivent choisir les espèces de cultures de couverture et les taux de semis en fonction de l'azote inorganique du sol et des dates de plantation pour assurer la fourniture des services souhaités, elle a conseillé, suggérant que la vraie valeur de cette recherche est qu'elle fournit des informations utilisables aux agriculteurs qui veulent en profiter.

"Nous voulions avoir une expérience suffisamment réelle pour que les agriculteurs puissent utiliser les données, " a déclaré Baraibar. "Nous voulions savoir ce qui se passe réellement lorsque nous plantons ces mélanges de cultures de couverture sur de nombreuses fermes différentes qui ont des sols différents et une gestion différente. Nos recherches ouvrent la voie aux agriculteurs et aux entreprises semencières pour utiliser leurs connaissances du sol et du climat pour concevoir des mélanges de semences personnalisés avec une croissance prévisible des différentes espèces. »