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20 novembre 2020 08:54

20 novembre 2020 08:54

Les mélanges de cultures de couverture peuvent fournir de multiples services écosystémiques, mais la fourniture de ces services dépend de l'expression des espèces qui composent le mélange. À partir du même mélange de graines, l'expression du mélange de cultures de couverture variait considérablement d'une ferme à l'autre et nous avons émis l'hypothèse que cette variation était corrélée aux concentrations d'azote inorganique (N) du sol et aux degrés-jours de croissance. Nous avons mesuré la biomasse automnale et printanière d'un mélange standard de cinq espèces de canola (Brassica napus L.), de pois d'hiver autrichien (Pisum sativum L), de triticale (x Triticosecale Wittm.), De trèfle rouge (Trifolium pratense L.) et de trèfle cramoisi. (Trifolium incarnatum L.) semé dans une station de recherche et dans 8 fermes à travers la Pennsylvanie et New York pendant deux années consécutives. À la station de recherche, la disponibilité du N inorganique du sol (sol iN) et les degrés-jours de croissance cumulatifs à l'automne (GDD) ont été expérimentalement manipulés par des ajouts d'engrais et la date de plantation. Les agriculteurs ont ensemencé le mélange standard et un mélange «adapté à la ferme» des cinq mêmes espèces avec des taux de semis des composants ajustés pour obtenir les services souhaités par les agriculteurs. Nous avons utilisé la modélisation d'équations structurelles pour analyser les effets de l'iN du sol et du GDD sur l'expression des mélanges de cultures de couverture. Lorsque la densité du sol et la GDD à l'automne étaient élevées, le canola dominait le mélange, surtout à l'automne. Les sols bas favorisaient les espèces de légumineuses tandis qu'une saison de croissance plus courte favorisait le triticale. Les changements dans les taux d'ensemencement ont influencé la composition du mélange à l'automne et au printemps, mais ont interagi avec le GDD pour déterminer l'expression finale du mélange. Nos résultats montrent que lorsque la disponibilité du sol en N est élevée au moment de la plantation de cultures de couverture, des espèces hautement compétitives peuvent dominer les mélanges qui pourraient potentiellement diminuer les services fournis par d'autres espèces, en particulier les légumineuses. Les dates de plantation précoces peuvent exacerber la dominance des espèces agressives. Les gestionnaires doivent choisir les espèces de cultures de couverture et les taux de semis en fonction de leur sol et de leur GDD pour assurer la fourniture des services souhaités.

Cover crop mixtures can provide multiple ecosystem services but provisioning of these services is contingent upon the expression of component species in the mixture. From the same seed mixture, cover crop mixture expression varied greatly across farms and we hypothesized that this variation was correlated with soil inorganic nitrogen (N) concentrations and growing degree days. We measured fall and spring biomass of a standard five-species mixture of canola (Brassica napus L.), Austrian winter pea (Pisum sativum L), triticale (x Triticosecale Wittm.), red clover (Trifolium pratense L.) and crimson clover (Trifolium incarnatum L.) seeded at a research station and on 8 farms across Pennsylvania and New York in two consecutive years. At the research station, soil inorganic N (soil iN) availablity and cumulative fall growing degree days (GDD) were experimentally manipulated through fertilizer additions and planting date. Farmers seeded the standard mixture and a “farm-tuned” mixture of the same five species with component seeding rates adjusted to achieve farmer-desired services. We used Structural Equation Modeling to parse out the effects of soil iN and GDD on cover crop mixture expression. When soil iN and fall GDD were high, canola dominated the mixture, especially in the fall. Low soil iN favored legume species while a shorter growing season favored triticale. Changes in seeding rates influenced mixture composition in fall and spring but interacted with GDD to determine the final expression of the mixture. Our results show that when soil iN availability is high at the time of cover crop planting, highly competitive species can dominate mixtures which could potentially decrease services provided by other species, especially legumes. Early planting dates can exacerbate the dominance of aggressive species. Managers should choose cover crop species and seeding rates according to their soil iN and GDD to ensure the provision of desired services.

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PLOS ONE

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e0235868

27 juil. 2020

27 juillet 2020

10.1371/journal.pone.0235868 Le DOI est une URL unique de référencement d'une publication. Il est donc plus fiable et permanent qu'une URL classique

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