The use of isotopic techniques to improve nitrogen balance in upland tropical sandy soils
Application de la méthode isotopique à l'étude des bilans azotés en zone tropicale sèche
Résumé
In upland tropical sandy soils of West Africa, the real nitrogen recovery for cereals is much less than we expected because the crops such as pearl millet and maize use respectively 25 and 30 % of applied fertilizer nitrogen according to the farmers' methods recommendation. Nitrogen fertilizer application to the soil increases the soil nitrogen uptake by the crop (this term is named by the author "available nitrogen pool") probably due to the root system extension and the prime effect. A large part of the apptied fertilizer to the soil (about 30 to 50 %) is immobilized by microflora. Ammonia volatilization from urea is studied in greenhouse experiment (simulation of field conditions). It could reach 40 % of the broadcasted N-urea in sandy soil (this technics is the one recommanded for the farmers of Senegal). The nitrogen fixed by groundnut or soybeans represents 20 to 80 % of the N2 uptake by the crops.Changes in the magnitude of this process are important. Certains major factors contributing to the fixation such as the presence of effective specific rhizobium strains, the mineraI soil N, the varieties, the fertilizers N, the manure and liming, were studied. From those results, the author have recommended methods which can improve the nitrogen crop nutrition by controlling the nitrogen balance at the level of the agricultural system. The principles of these methods were tested in situ. The results also show that the nitrogen balance in the upland tropical soil is negative in most cases which often explain the reduction of the total soil nitrogen pool during years of cultivation. Ali these aspects have shown that the use of grain legume is becoming the key of maintaining the nitrogen balance of the upland tropical soil of West Africa.
La présente étude a pour objectif l'étude quantitative du cycle de l'azote dans les systèmes de cultures actuels, arachide-mil et soja-maïs de la zone tropicale sèche ouest africaine. L'auteur fait l'hypothèse que la maîtrise du bilan azoté permettra de dégager des solutions économiquement acceptables. Cette étude est fondée sur des expérimentations au champ et le recours systématique à la méthodologie isotopique, permettant ainsi de quantifier avec certitude des processus connus presque exclusivement sur le plan des mécanismes. Il s'agit en tout premier lieu de la fixation de N2 sur laquelle les informations quantitatives étaient jusqu'à présent absentes en Afrique de l'Ouest. Il s'agit aussi des processus d'immobilisation dans les sols (par voie microbienne et par voie végétale, c'est-à-dire par incorporation dans les résidus de récolte). Les pertes d'azote ont pu être évaluées dans tous les cas mais de façon globale sans qu'il ait été possible de déterminer la part de la volatilisation ou de la dénitrification. Le processus de volatilisation a cependant été étudié en milieu contrôlé. Dans les sols sableux tropicaux de la zone soudanienne et dans les systèmes de culture actuels, le coefficient réel de d'utilisation de l'engrais azoté par la céréale est beaucoup plus faible qu'on ne pouvait l'imaginer puisque la plante utilise seulement 25 % (mil) et 35 % (maïs) de l'azote engrais qu'on lui a apporté. L'apport d'engrais azoté au sol accroît l'absorption par la plante des réserves en azote du sol (désignées par l'auteur sous le terme de "pool d'azote mobilisable"), probablement grâce à l'extension du système racinaire et à un "prime effect". Une fraction importante (de l'ordre de 30 à 50 %) de l'engrais apporté au sol (beaucoup plus importante qu'on ne pouvait le supposer a priori dans les sols sableux étudiés), est immobilisée par voie biologique dans les sols. La volatilisation de l'azote - étudiée en conditions simulant celles du champ - peut représenter jusqu'à 40 % de l'urée apportée en surface (en sols sableux) selon la technique actuellement vulgarisée. La fixation de N2 par l'arachide ou le soja représente de 20 à 80 % de l'azote absorbé par les cultures, les variations dans l'intensité du processus pouvant être considérables. L'incidence des facteurs qui contrôlent cette fixation a été étudiée. Il s'agit des facteurs environnementaux (rhizobium spécifique, endomycorhizes, sécheresse, azote minéral du sol et fertilité du sol) et des facteurs "pratiques culturales" (variétés, engrais-N, engraisP, fumier et chaux). Ces résultats ont conduit l'auteur à proposer des méthodes permettant d'améliorer la nutrition azotée des cultures par une maîtrise du bilan azoté au niveau du système de culture : la validité de ces différentes méthodes, dont les principes sont décrits en détail, a été vérifiée in situ. En particulier, il se confirme que la légumineuse est la clé du maintien du bilan azoté des sols sableux tropicaux en culture pluviale semi-intensive.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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