Résumé

Les sols agricoles contiennent un faible pourcentage de matière organique, généralement entre 1 et 5 %, mais cette petite quantité joue plusieurs rôles fondamentaux dans le fonctionnement et la résilience des agroécosystèmes. La matière organique contient une grande réserve d’azote organique qui peut être minéralisé et rendu disponible pour les plantes. Récemment, un intérêt a aussi été porté sur le rôle des sols agricoles dans l'atténuation des changements climatiques grâce à la séquestration du carbone atmosphérique sous forme organique. Des résultats de recherche récents suggèrent que les deux fonctions pourraient coexister dans les sols des fermes mixtes selon la localisation de l’azote dans divers types de complexes organo-minéraux. L’objectif général de ce projet est d'améliorer la compréhension du cycle du carbone et de l'azote en lien avec la matière organique dans les sols des fermes mixtes sous diverses conditions pédologiques et climatiques via un réseau international d'essais à long terme au champ. Notre hypothèse sur le modèle conceptuel de départ suggère que la fraction légère de la matière organique est constituée essentiellement des résidus végétaux qui servent de substrat aux microorganismes du sol. En colonisant ces résidus, les microorganismes se multiplient, immobilisent de l’azote et produisent des sucres impliqués dans la formation des complexes organo-minéraux grossiers. Au cours de leur maturation (progression de la décomposition des résidus végétaux et conversion partielle en composés microbiens), ces complexes grossiers évolueront vers des complexes plus fins et plus stables (fonction de stabilisation du carbone) tout en libérant l’excès de carbone et d’azote immobilisé au cours de la formation initiale des complexes grossiers (fonction de restitution de l’azote aux plantes).

Des échantillons de sol provenant d’essais à long terme incluant des cultures fertilisées avec des effluents d’élevage ont subi un fractionnement densimétrique et granulométrique pour isoler la fraction légère de la matière organique des complexes organo-minéraux fins et grossiers. Les concentrations de carbone et d’azote dans chaque fraction ont été mesurées. Des méthodes d’analyse des polysaccharides ont été exécutées pour identifier l’origine (végétale, bactérienne ou fongique) du carbone et de l’azote de chaque fraction. Des incubations ont été réalisées afin de déterminer le potentiel de chaque fraction granulométrique à libérer son azote (accumulation d’azote minéral) et son carbone (production de CO2) et de déterminer le niveau de stabilité biologique. Une méta-analyse est également effectuée afin de tirer des conclusions globales à partir des données publiées. Ce projet permettra une prédiction plus juste du potentiel de séquestration du carbone et de l’arrière-effet azoté dans les sols.