Reliance on Biological Nitrogen Fixation Depletes Soil Phosphorus and Potassium Reserves

Type de document
journalArticle
Langue source
Anglais
Titre français
Le recours à la fixation biologique de l'azote épuise les réserves de phosphore et de potassium du sol
Titre anglais
Reliance on Biological Nitrogen Fixation Depletes Soil Phosphorus and Potassium Reserves
Auteur(s)
  • REIMER Marie
  • HARTMANN Tobias Edward
  • OELOFSE Myles
  • MAGID Jakob
  • BÜNEMANN Else K.
  • MÖLLER Kurt
Editeur(s)
Autre(s)
Id
4HGU2UZ6
Version
1032
Date ajout
19 novembre 2020 12:02
Date modification
19 novembre 2020 12:02
Résumé français
La disponibilité limitée des nutriments est l'un des défis majeurs de l'agriculture biologique. On en sait peu sur les bilans nutritionnels des fermes biologiques, les facteurs sous-jacents ou les effets sur la fertilité des sols. Nous avons donc évalué les bilans nutritionnels à la ferme pour l'azote (N), le phosphore (P), le potassium (K), le magnésium (Mg) et le soufre (S) de 20 fermes biologiques en Allemagne et analysé leur état nutritionnel du sol. En moyenne, les budgets ont montré un excédent de N (19 kg ha − 1), K (5 kg ha − 1), S (12 kg ha − 1) et Mg (7 kg ha − 1), et un déficit de P (−3 kg ha − 1). Il y avait, cependant, une forte variabilité entre les exploitations (par exemple un écart-type jusqu'à ± 36 kg N ha − 1), qui s'expliquait principalement par différents degrés de dépendance à la fixation biologique de l'azote (BNF) comme source d'azote. Lorsque les exploitations obtenaient plus de 60% de leur apport en N par le biais du BNF, elles avaient des déficits de P (moyenne -8 kg P ha-1) et de K (moyenne -18 kg K ha-1). L'état nutritionnel de la plupart des sols se situait dans le corridor recommandé, mais pour le P, le K et le Mg, 10 à 15% des champs étaient inférieurs et 45 à 63% plus élevés que ce qui était conseillé. Les teneurs en éléments nutritifs extractibles du sol n'étaient pas en corrélation avec les bilans nutritionnels, les intrants ou les extrants. Seul le sol extractible P a augmenté avec l'augmentation des entrées et sorties de P. De plus, une diminution du P du sol extractible a été détectée avec une longue histoire d'agriculture biologique, indiquant un risque d'extraction du P du sol dans les systèmes d'agriculture biologique. En conclusion, l'étude a révélé des déséquilibres nutritionnels dans l'agriculture biologique et a souligné la pénurie de P et de K comme un défi majeur pour les exploitations biologiques fortement dépendantes du BNF à long terme.
Résumé anglais
Limited nutrient availability is one of the major challenges in organic farming. Little is known about nutrient budgets of organic farms, the underlying factors or effects on soil fertility. We therefore assessed farm gate nutrient budgets for nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), magnesium (Mg) and sulfur (S) of 20 organic farms in Germany and analyzed their soil nutri-ent status. In average, the budgets showed a surplus of N (19 kg ha−1), K (5 kg ha−1), S (12 kg ha−1), and Mg (7 kg ha−1), and a deficit of P (−3 kg ha−1). There was, however, high variability between farms (e.g. standard deviation up to ± 36 kg N ha−1), which was mainly explained by different degrees of reliance on biological N fixation (BNF) as N source. When farms obtained more than 60% of their N input through BNF, they had deficits of P (mean −8 kg P ha−1) and K (mean −18 kg K ha−1). Nutrient status of most soils was within the ad-vised corridor, but for P, K and Mg, 10–15% of fields were lower and 45–63% were higher than advised. Extractable soil nutrient contents did not correlate with the nutrient budgets, inputs or outputs. Only extractable soil P increased with increasing P inputs and outputs. Fur-thermore, a decrease in extractable soil P was detected with a prolonged history of organic farming, indicating a risk of soil P mining in organic farming systems. In conclusion, the study revealed nutrient imbalances in organic farming and pointed to P and K scarcity as a major challenge for organic farms with high reliance on BNF in the long term.
Note
None
CRAW tags
  • AB - Spécifique
  • FREDO fertilisation
  • azote
  • nutrient management
WEB tags
Titre de la publication
Nutrient Cycling in Agroecosystems
Date caractères
2020-10-29
Date publication
29 octobre 2020
Doi
10.1007/s10705-020-10101-w Le DOI est une URL unique de référencement d'une publication. Il est donc plus fiable et permanent qu'une URL classique
Issn
1573-0867 L’ISSN est un code de 8 chiffres servant à identifier les journaux, revues, magazines, périodiques de toute nature et sur tous supports, papier comme électronique.