Chemical Properties of Soil in Four-Field Crop Rotations under Organic and Conventional Farming Systems
Type de document
journalArticle
Langue source
Anglais
Titre français
Propriétés chimiques du sol dans les rotations à quatre champs dans des systèmes d'agriculture biologique et conventionnelle
Titre anglais
Chemical Properties of Soil in Four-Field Crop Rotations under Organic and Conventional Farming Systems
Auteur(s)
- KWIATKOWSKI Cezary A.
- HARASIM Elżbieta
Editeur(s)
Autre(s)
Id
LALBHY68
Version
2714
Date ajout
28 octobre 2020 12:22
Date modification
30 octobre 2020 17:37
Résumé français
En agriculture, le système agricole affecte considérablement les propriétés chimiques du sol. Le système organique, qui repose entre autres sur l'utilisation d'engrais naturels (organiques), favorise une augmentation de la teneur du sol en humus, en C organique et en micronutriments. Le système conventionnel, à son tour, peut provoquer une acidification du sol si des taux élevés de fertilisation minérale (en particulier azotée) sont utilisés. Les espèces végétales cultivées modifient également la chimie du sol en fournissant différents résidus de culture (quantitativement et qualitativement). L'étude a été menée sur la période 2013-2016 à Czesławice (région de Lublin, Pologne). Le but de cette étude était de déterminer la teneur en certains composants chimiques déterminant la qualité du sol de lœss sur lequel quatre espèces végétales étaient cultivées dans des systèmes d'agriculture biologique et conventionnelle. Ces recherches ont impliqué la détermination de certains paramètres de la composition chimique du sol: pH du sol, capacité de sorption totale, teneur en humus, teneur en macronutriments (P, K, Mg) et en micronutriments (B, Cu, Mn, Zn), carbone organique, et la teneur totale en azote. La teneur en différentes formes d'azote, N-NO3 et N-NH4, a également été déterminée. La conception expérimentale comprenait deux rotations de cultures (biologiques et conventionnelles) dans lesquelles des espèces végétales identiques étaient cultivées: pomme de terre — blé d'hiver — haricot des champs — orge de printemps. L'expérience a été réalisée sur un sol de loess avec la distribution granulométrique du limon limoneux et classée comme bon complexe de sol de blé (sol de classe II). Il a été réalisé sous la forme d'un plan de parcelle fractionnée en trois répétitions, et la superficie d'une seule parcelle était de 80 m2. Des échantillons de sol ont été prélevés à l'aide d'un tube d'échantillonnage du sol d'une superficie de 0,20 m2 (de la couche de 0 à 25 cm) dans chaque parcelle à la fin de la saison de croissance des cultures spécifiques cultivées. Au cours de la période d'étude de quatre ans, il a été constaté que le système organique a contribué à une augmentation de la teneur du sol en magnésium, bore, cuivre, manganèse, zinc, carbone organique et azote total. De plus, la culture biologique a favorisé un pH du sol plus favorable et une teneur plus élevée en humus du sol. La culture biologique a considérablement amélioré la capacité de sorption totale du sol par rapport à la culture conventionnelle. De plus, le système organique a contribué à une teneur plus élevée du sol en azote sous forme de N-NH4 et à sa teneur plus faible sous forme de N-NO3. Dans le système conventionnel, à son tour, une teneur plus élevée en phosphore et en potassium du sol a été observée. En résumé, l'étude a confirmé l'hypothèse présumée que le système d'agriculture biologique contribuerait à une amélioration des indicateurs de qualité chimique des sols de loess. Quel que soit le système de culture, la pomme de terre et le haricot ont eu l'effet le plus bénéfique sur la chimie du sol, tandis que les cultures céréalières ont montré l'effet le plus faible. Le blé d'hiver et l'orge de printemps ont eu un effet sur la capacité de sorption totale du sol considérablement plus faible et sur une teneur du sol en N-NO3 et N-NH4 significativement plus faible.
Résumé anglais
In agriculture, the farming system significantly affects chemical soil properties. The organic system, which is based among others on the use of natural (organic) fertilizers, promotes increased soil contents of humus, organic C, and micronutrients. The conventional system, in turn, may cause soil acidification if high rates of mineral (particularly nitrogen) fertilization are used. The crop plant species also modifies soil chemistry by providing different (quantitatively and qualitatively) crop residues. The study was conducted over the period 2013–2016 in Czesławice (Lublin Region, Poland). The aim of this study was to determine the content of some chemical components determining the quality of loess soil on which four plant species were grown under organic and conventional farming systems. This research involved the determination of some parameters of the chemical composition of the soil: soil pH, total sorption capacity, humus content, macronutrient (P, K, Mg) and micronutrient (B, Cu, Mn, Zn) content, organic carbon, and total nitrogen content. The content of different forms of nitrogen, N-NO3 and N-NH4, was also determined. The experimental design included two crop rotations (organic and conventional) in which identical plant species were grown: potato—winter wheat—field bean—spring barley. The experiment was established on loess soil with the grain size distribution of silt loam and classified as good wheat soil complex (soil class II). It was carried out as a split-plot design in three replicates, and the area of a single plot was 80 m2. Soil samples were taken using a soil sampling tube from an area of 0.20 m2 (from the 0–25 cm layer) in each plot at the end of the growing season of the specific crops grown. Over the four year study period, it was found that the organic system contributed to an increased soil content of magnesium, boron, copper, manganese, zinc, organic carbon, and total nitrogen. Moreover, organic cropping promoted more favorable soil pH and higher soil humus content. Organic cropping significantly improved the total sorption capacity of the soil compared to conventional cultivation. Moreover, the organic system contributed to a higher soil content of nitrogen in the form of N-NH4 and its lower content in the form of N-NO3. Under the conventional system, in turn, a higher soil phosphorus and potassium content was observed. To sum up, the study confirmed the assumed hypothesis that the organic farming system would contribute to an improvement in the chemical quality indicators of loess soil. Regardless of the cropping system, potato and field bean had the most beneficial effect on soil chemistry, whereas cereal crops showed the weakest effect. Winter wheat and spring barley had an effect on significantly lower total sorption capacity of the soil and a significantly lower soil content of N-NO3 and N-NH4.
Note
None
CRAW tags
- AB - Modalité bio
- FREDO biologie et travail du sol
- FREDO rotation culturale
WEB tags
- conventional system
- crop rotation
- organic system
- soil chemical composition
Titre de la publication
Agronomy
Volume
10
Pages
1045
Date caractères
2020/7
Date publication
24 juillet 2020
Doi
10.3390/agronomy10071045
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