Le travail du sol et la fertilisation synthétique à long terme affectent le fonctionnement du sol et les rendements des cultures dans une rotation maïs–soya dans l'est canadien

International audienceAdoption of conservation practices can induce beneficial changes to soil properties and related crop yields in which magnitude varies according to soil and climatic conditions but usually increases with time. A long-term field experiment was initiated in 1992 at L'Acadie in southern Quebec on a clay loam soil to evaluate the effect of tillage [mouldboard plow (MP) vs. conservation (CT)], synthetic N fertilization (0, 80, and 160 kg N ha(-1)) and synthetic P fertilization (0, 17.5 and 35 kg P ha(-1)) on soil functioning and grain yields of a corn-soybean rotation. Soil tillage was performed every year while synthetic fertilizers were applied only to the corn. Results obtained 12 to 20 yr after initiation of the study indicated that CT enhanced organic C accumulation, NO3-N, P and K availability, microbial biomass and activity, and microbial community structure in the upper soil layer, likely due to leaving crop residues at the soil surface. The MP practice resulted in greater organic C content deeper, near the bottom of the plow layer, which promoted soil microbial activity at that depth. However, soil N2O emissions were not affected by tillage. The N and P fertilization increased the availability of these nutrients, but had no significant effect on the soil microbial biomass, activity, and structure. Linear relationships were established between soil available P and cumulative P budgets obtained under MP or 0 kg P ha(-1) under CT. Crop yields varied by year in this study but on average, MP yielded 10% more corn and 13% more soybeans than CT. Corn yield increased linearly with added synthetic N each year, whereas soybean yield was little affected by residual N, and both crops did not respond to fertilizer P. Response to N fertilization did not differ due to tillage or P. Despite higher costs associated with plowing, the profitability of MP was greater than CT on this clay loam soil due to greater yields. Specialized management practices (e.g., delayed planting, better herbicide selection, fall cover crop, in-row tillage) might help to improve CT performance on these cool, humid fine-textured soils.L'adoption de pratiques de conservation peut induire des changements bénéfiques aux propriétés du sol et aux rendements des cultures dans laquelle l'ampleur varie en fonction des conditions du sol et du climat mais habituellement s'accroît avec le temps. Une expérience en champ de longue durée a été initiée en 1992 à L'Acadie au sud du Québec sur un loam argileux pour évaluer l'effet du travail du sol [labour conventionnel avec une charrue à versoir (LC) vs. pratique de conservation (PC)], de la fertilisation N synthétique (0, 80, et 160 kg N ha−1) et de la fertilisation P synthétique (0, 17,5 et 35 kg P ha−1) sur le fonctionnement du sol et le rendement en grains d'une rotation maïs–soya. Le travail du sol a été effectué à chaque année alors que l'application de fertilisants a été faite seulement à l'année de maïs. Les résultats obtenus après 12 à 20 années d'implantation ont indiqué que la PC a favorisé l'accumulation de C organique, la disponibilité du NO3-N, P et K, la biomasse et l'activité microbiennes, et la structure des communautés microbiennes dans la couche supérieure du sol, probablement en raison des résidus de culture laissés à la surface du sol. La pratique de LC a donné lieu à une plus grande teneur en C organique du sol en profondeur, près de la couche de labour ce qui a favorisé l'activité microbienne à cette profondeur. Par contre, les émissions de N2O du sol n'ont pas été affectées par le travail du sol. La fertilisation en N et P a augmenté la disponibilité de ces nutriments mais a eu un effet non significatif sur la biomasse, l'activité et la structure microbienne du sol. Des relations linéaires ont été établies entre le P disponible dans le sol et les bilans de P cumulatifs obtenus sous LC ou avec 0 kg P ha−1 dans la PC. Les rendements des cultures ont varié annuellement dans cette étude mais en moyenne le LC a procuré 10% plus de maïs et 13% plus de soja que la PC. Le rendement du maïs a augmenté linéairement avec l'ajout de N synthétique à chaque année alors que le rendement du soya a été affecté par le N résiduel, et que les deux cultures n'ont pas répondu à la fertilisation phosphatée. La réponse au fertilisant azoté n'a pas été peu affectée différemment par le travail du sol ou la présence de P. Malgré les coûts plus élevés associés au labour, la rentabilité du LC était plus grande que sous PC dans ce loam argileux principalement en raison des rendements plus élevés. Des pratiques de gestion spécialisées (ex. semis différé, meilleure sélection d'herbicides, culture de couverture à l'automne, travail du sol sur le rang) pourraient aider à améliorer les performances en PC dans ces sols frais, humides et de texture fines