Article de recherche / Research Article

Dynamiques de décomposition des résidus de cultures sur des exploitations pratiquant l'agriculture de conservation en région Grand Est, France

Crop residues decomposition dynamics in farms practising conservation agriculture in the Grand Est region, France

INRA, UMR 614 Fractionnement des Agro-Ressources et Environnement (FARE), 2, Esplanade R. Garros, 51100 Reims, France

^* Auteur de correspondance : pascal.thiebeau@inra.fr

Résumé

La réduction du travail du sol, dans les exploitations agricoles pratiquant l'agriculture de conservation, conduit à laisser les résidus de culture à la surface des sols après la récolte, mais peu de références sont disponibles sur leur décomposition. L'objectif du travail était de déterminer la dynamique de décomposition des résidus de cultures dans ces situations en systèmes de travail réduit du sol et en semis direct, pour, à terme, mieux les gérer et tenir compte de leur contribution à la fertilisation des cultures suivantes. L'étude a consisté à suivre, de 2009 à 2011, sur quatre exploitations agricoles de la région Grand Est (France), la décomposition de résidus de cultures de maïs grain, tournesol, colza, blé et escourgeon, et le carbone (C) et l'azote (N) de ces résidus. Le suivi a été fait par le prélèvement et l'analyse des biomasses de résidus pendant une à deux années après les récoltes. L'expression du temps, en utilisant la méthode des jours normalisés à 15 °C, a permis de comparer les cinétiques des différents sites et des trois années. La décomposition a été rapide dans toutes les situations, la quasi-totalité des résidus étant dégradée après 700 jours normalisés à 15 °C. Les cinétiques d'évolution des quantités de biomasse, C et N ont suivi une relation mathématique unique en fonction du temps normalisé, quelles que soient l'espèce, la localisation et l'année. Ces cinétiques peuvent donc être prédites par un seul et même ajustement non linéaire, statistiquement très hautement significatif. Ceci indique que, dans les conditions agricoles et climatiques explorées de la région Grand Est, la température est le principal facteur déterminant la cinétique de décomposition des résidus de culture, rendant relativement simple une prise en compte de la minéralisation de l'azote des résidus de culture dans le calcul des bilans d'azote pour les cultures suivantes.

Abstract

Reduced tillage of farms practicing conservation agriculture leads to leaving crop residues on the soil surface after harvesting, but few references are available on their in situ field decomposition. This study aimed to determine residues decomposition through their dry matter, carbon (C) and nitrogen (N) dynamics in reduced tillage and direct sowing cropping systems, to improve their management and N contribution over time to the following crops. Maize, sunflower, rapeseed, winter wheat and winter barley residues decomposition were recorded in four farms in the Grand Est region (France) from 2009 to 2011. Monitoring was done by sampling and analysis of residual biomass, during one to two years after harvest. The expression of time, based on normalized days at 15 °C, permitted to compare crop residue dynamics for the different sites and the three years. Decomposition was rapid in all situations, with almost all residues disappearing after 700 normalized days at 15 °C. The kinetics of biomass, C and N followed a common mathematical relationship as a function of normalized time, regardless of species, location and year. These kinetics can be predicted by a single nonlinear equation, statistically very highly significant. This indicates that, under the explored agricultural and climatic conditions of the Grand Est region, temperature was the main factor determining the kinetics of crop residue decomposition, making it relatively simple to estimate net N input from crop residues in N budgets for subsequent crops-soil sequences.