Un approvisionnement stable en fourrage est important pour la pérennité des fermes laitières dans l'Est du Canada. En plus de l'azote, la croissance optimale des cultures fourragères nécessite un apport adéquat en potassium (K) et en phosphore (P), dont la disponibilité pourrait être influencée par les pratiques culturales. L'objectif principal de cette thèse était d'évaluer la stabilité des rendements fourragers sous des pratiques culturales contrastées, mais également de comprendre comment ces pratiques influent sur la dynamique du K et du P dans un sol argileux de l'Est canadien. Un dispositif de longue durée a été initié en 1989 dans la région du Saguenay Lac St-Jean. Il s'agissait d'une rotation fixe orge-fourrage-fourrage établie sur un Gleysol humique sous labour conventionnel (MP) ou chisel (CP) et recevant une fertilisation minérale (MIN) ou organique (fumier liquide de bovins laitiers, LDM). Nous avons identifié que les rendements étaient plus stables cycliquement (par cycle de trois ans) qu'annuellement. L'indice de stabilité du rendement a été réduit d'un facteur de 1.86 ± 0.57 pour les grains, de 1.87 ± 0.24 pour les pailles et de 2.00 ± 0.25 pour les fourrages en utilisant l'évaluation cyclique. Le LDM a permis d'obtenir des rendements en fourrage et en paille plus élevés que MIN. Cependant, le travail du sol n'a pas influencé les rendements. Le bilan cumulé de K était en moyenne de −579 kg K ha⁻¹ cycle⁻¹ avec MIN et +69 kg K ha⁻¹cycle⁻¹ avec LDM. L'accumulation de K échangeable dans les couches supérieures du sol était plus élevée avec LDM qu'avec MIN. Toutefois aucune relation significative entre le bilan cumulé de K et le K échangeable n'a été observée à travers les cycles. Les fractions de K échangeable et non échangeable entre 2001 et 2016 ont augmenté avec MIN malgré un bilan K déficitaire, mettant en évidence l'équilibre dynamique entre les formes de K du sol. Pour le P, le bilan cyclique cumulé variait de –20 à +150 kg P ha⁻¹ avec LDM, et de –33 à +3 kg P ha⁻¹ avec MIN, alors que des réserves plus élevées de P Mehlich-3 ont été mesurées dans la couche arable (0–15 cm) avec MIN qu'avec LDM. Une relation négative entre le bilan cumulé de P et le P Mehlich-3 a été observée soulignant la complexité des mécanismes contrôlant la disponibilité du P dans le sol. L'analyse de la couche 0–15 cm avait montré un P total plus faible sous LDM par rapport à MIN pour deux dates (2001 et 2016), et une diminution de P organique entre 12 et 27 ans sous LDM probablement due à une minéralisation ou à une perte de P organique. Les résultats obtenus avaient également montré que le travail du sol a eu un effet significatif sur la répartition de K et de P dans le sol. En raison de la différence de profondeur de labour entre CP (15 cm) et MP (20 cm), le CP avait conduit à une plus grande accumulation de K et de P dans la couche 0−15 cm, tandis que l'inverse a été constatée dans la couche 15−30 cm. Les résultats semblaient également indiquer qu'un prélèvement de K et de P par les plantes a eu lieu dans la profondeur 15−30 cm. Dans l'ensemble, cette étude a permis de démontrer que la stabilité cyclique des rendements ouvrait une nouvelle perspective de gestion des terres et de stockage des foins et de souligner la forte capacité tampon en K et en P des sols à texture fine. Avec un suivi régulier des cultures, et du statut potassique et phosphaté du sol, le CP et le LDM pourraient assurer la durabilité des systèmes fourragers dans l'Est du Canada. Toutefois, l'approche reliant les bilans de K et de P à leurs formes disponibles pour soutenir le concept d'accumulation et de maintien de la fertilité du sol s'est révélée peu fiable dans ce sol argileux. Enfin, nous recommandons de revisiter localement la stratégie de fertilisation des systèmes fourragers composés de légumineuses et de graminées établis sur un Gleysol humique afin d'inclure la teneur en K non échangeable dans la recommandation en K et la teneur en argile du sol dans la recommandation en P. / A stable supply of forages is important to ensure sustainability of the dairy farms in Eastern Canada. In addition to nitrogen, optimal forage growth requires an adequate supply of potassium (K) and phosphorus (P), whose availability could be influenced by agricultural practices. The main objective of this thesis was to assess forage yields stability under contrasting management practices, but also to understand how these practices influence K and P dynamics in clayey soils of Eastern Canada. We used along-term experiment established in 1989 in the region of Saguenay Lac St-Jean. This was a fixed barley-forage-forage rotation established on a humic Gleysol under moldboard plow (MP) or chisel (CP) plowing and supplied by mineral (MIN) or organic (liquid dairy manure, LDM) fertilizers. We found that crop yields were more stable cyclically (per three-year cycle) than annually. Yield stability index was reduced by factor of 1.86 ± 0.57 for grains, 1.87 ± 0.24 for straw and 2.00 ± 0.25 for forage using cyclic assessment. The LDM returned higher forage and straw yields than MIN. However, yields were not influenced by the tillage practice. Cumulative K budget averaged −579 kg K ha⁻¹ cycle⁻¹ with MIN and +69 kg K ha⁻¹ cycle⁻¹ with LDM. Exchangeable K accumulation in upper soil layers was higher with LDM than MIN. Nevertheless, no significant relationship between cumulative K budget and exchangeable K was observed across cycles. Exchangeable and non-exchangeable K fractions between 2001 and 2016 increased under MIN (deficit K budget), underlying the dynamic equilibrium between soil K forms. For P, cumulative cyclic budget varied from –20 to +150 kg P ha⁻¹ with LDM, and –33 to +3 kg P ha⁻¹ with MIN, while higher reserves of Mehlich-3 P were measured in topsoil (0–15 cm) with MIN than LDM. The negative relationship between cumulative P budget and Mehlich-3 P highlighted the complex mechanisms controlling soil P availability. Soil analysis in 0–15 cm layer showed lower total P with LDM than MIN for two dates (2001 and 2016), and a decline of organic P between 12 and 27 years under LDM probably due to organic P mineralization or loss. Tillage practices had significant effect on soil K and P distribution. Due to the difference in plowing depth between CP (15 cm) and MP (20 cm), the CP led to greater K and P accumulation than MP in the 0−15 cm layer, while the reverse was observed in 15−30 cm layer. The results also indicated that K and P uptakes by plants occurred in the 15−30 cm depth. Overall, this study showed that cyclic yield stability opened up a new perspective for land allocation and forage storage, and underlined the high buffer capacity in K and P of fine-textured soils. With regular monitoring of crops, and soil K and P status, CP and LDM could ensure the sustainability off orage production systems in Eastern Canada. However, the approach relating K and P budget to their available forms to support soil fertility buildup and maintenance appeared to be wrong in this clayey soil. Finally, we suggest to revisit local fertilization strategy of forage legume and grass mixtures in rotation with cereal established on a humic Gleysol in order to include non-exchangeable K content in K fertilizer recommendation and soil clay content in P fertilizer recommendation.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/69370 |
| Date | 27 January 2024 |
| Creators | Damar, Hada |
| Contributors | Parent, Léon-Étienne, Ziadi, Noura |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | thèse de doctorat, COAR1_1::Texte::Thèse::Thèse de doctorat |
| Format | 1 ressource en ligne (xxi, 167 pages), application/pdf |
| Coverage | Canada (Est) |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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