Distribution of soil organic matter among particle-size and density fractions in no tillage systems of a clayey soil of Madagascar Highlands | Distribution granulo-densimétrique de la matière organique dans un sol argileux sous semis direct avec couverture végétale des Hautes Terres malgaches

International audience

英语. No-till (NT) systems can increase soil organic carbon (SOC) content in tropical soils. The long term (11 years) effects of no-till systems on SOC content and SOC distribution among particle size and density fractions were studied on a clayey (60% clay) subtropical soil (16°C, 1300 mm/yr) at 0-5 and 5-10 cm depths in Antsirabe, Madagascar. Three no-till systems were studied: (i) NT m/s, annual rotation of maize (Zea mays) and soybean (Glycine max); (ii) NT m/m-d, maize/maize rotation with legume (Desmodium uncinatum) permanent cover crop and (iii) NT h/s-k, annual rotation of common bean (Phaseolus vulgaris) and soybean with kikuyu grass (Pennisetum clandestinum) permanent cover crop. These systems were compared with a conventional tillage (CT m/s, maize/soybean rotation). NT systems increased SOC content greatly at 0-5 cm and slightly at 5-10 cm depth (in average, +13.3 and +5.8 mgC g-1 soil more than under CT, respectively). In NT systems, permanent cover crop did not lead to a significant increase of SOC content. Carbon (C) distribution differed between NT and CT managements at 0-5 and 5-10 cm depth. At 0-5 cm, NT systems increased C amount (i) in particulate organic matter (> 50 μm) within aggregates through physical protection, and (ii) in fine fractions (< 50 μm) through adsorption and then physico-chemical protection on fine mineral particles (clay+silt). At 5-10 cm, NT systems mainly increased C amount in fine fractions (< 50 μm). At 0-10 cm, SOC storage under NT compared to CT was due for 17-27 % to particulate organic matter within aggregates, and for 46 to 60 % to SOC associated with fine fractions (< 50 μm).

法语. Le semis direct, en particulier sous couvert végétal (SCV), permet de stocker de la matière organique (MO), donc du carbone (C) dans les sols tropicaux, d’où son intérêt agronomique (fertilité) et environnemental (atténuation du changement climatique). L’objectif du travail présenté est d’étudier l’effet de trois systèmes SCV sur le contenu en C du sol total et de ses fractions granulo-densimétriques, sur un dispositif agronomique de longue durée (11 ans) installé sur sol argileux à Antsirabe, Madagascar (16°C , 1300 mm an-1).Les systèmes SCV testés comportent un traitement à couverture végétale morte [NT m/s, rotation maïs (Zea mays)/soja (Glycine max)] et deux traitements à couverture végétale vivante [NT m/m-d, rotation maïs/maïs avec une couverture végétale de Desmodium uncinatum ; et NT h/s-k, rotation haricot (Phaseolus vulgaris)/soja avec une couverture de Pennissetum clandestinum]. Ils sont comparés à un système avec travail conventionnel [CT m/s, rotation maïs/soja]. Par rapport au sol sous CT, les sols sous SCV présentent des teneurs en C significativement plus élevées à 0-5 cm (+13,3 mgC.g-1 sol en moyenne) et à 5-10 cm (+5,8 mgC.g-1 sol en moyenne) de profondeur. Dans les systèmes SCV, les plantes de couverture ne permettent pas d’augmenter significativement les teneurs en C du sol. La distribution de C dans les fractions granulo-densimétriques diffère selon les systèmes et selon la profondeur. A 0-5 cm, le C stocké sous NT est principalement localisé : (i) dans les MO particulaires internes aux agrégats (> 50 μm), où il est protégé physiquement , et (ii) dans la fraction fine du sol (< 50 μm), où il est protégé physico-chimiquement par adsorption sur les particules minérales. A 5-10 cm, le C stocké sous NT est localisé essentiellement dans la fraction fine du sol. Pour l’ensemble de l’horizon 0-10 cm, le stockage de C sous SCV est dû pour 17 à 27 % aux MO particulaires internes aux agrégats > 50 μm, et pour 46 à 60 % aux fractions fines < 50 μm.