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Cycles couplés azote/carbone, fixation symbiotique et transferts
(ACR)
- Mot(s) clé(s) :
Objet d'étude : ammonium, bananier, maïs
Echelle d'étude : microsite
Dispositif technique et méthode d'étude : modèle de fonctionnement de culture
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Objet d'étude : ammonium, bananier, maïs
Echelle d'étude : microsite
Dispositif technique et méthode d'étude : modèle de fonctionnement de culture
Composé chimique, Facteur du milieu : azote, nitrate, phosphore, sol ferrallitique
Phénomène, processus et fonction : efficience de conversion, nutrition minérale, toxicité aluminique
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- Description détaillée :
Méthodologie : * incubations de sols en conditions aérobie sous contrôle des fluctuations Afficher la suite
Méthodologie : * incubations de sols en conditions aérobie sous contrôle des fluctuations journalières de la température ; * détermination de la biomasse microbienne et des groupes fonctionnels (ammonifiants, nitrifiants) ; * détermination des fractions labiles de la matière organique ; * essais au champ avec suivi biométrique de la plante (racines, partie aérienne) et des variables climatiques (rayonnement, pluie, etc.).
Modélisation : * modèle de microsite (échelle sous-locale) ; * modèle à compartiments azotés-carbonés (échelle locale) ; * modèle de fonctionnement de culture (échelle de la parcelle).
Les recherches portent sur le fonctionnement de l'azote et du carbone en relation avec les contraintes abiotiques et biotiques imposées par les sols ferrallitiques. L'objectif est d'analyser et de modéliser quelques fonctions écologiques associées à la biodisponibilité de l'azote et la durabilité de la ressource sol. L'originalité de notre approche réside dans la prise en compte des différentes échelles spatiales pour décrire les processus (sous-locale ou hot-spot à la parcelle) et de l'interaction entre l'offre d'azote du sol et l'absorption de la plante en fonction de ses caractéristiques architecturales. Les objectifs scientifiques ont été atteints concernant le déterminisme global des processus étudiés (étape 1 : 2 ans) et la relation offre d'azote / plante (étape 2 : 2 ans). La prochaine étape de 3 ans consistera à introduire le comportement des microsites vis-à-vis de la nitrification dans un modèle de fonctionnement biophysique du sol. Cela sera fait dans le cadre d'un réseau du Département Environnement et Agronomie.

Les sols acides représentent 55% des terres agricoles des régions tropicales, et ils sont localisés principalement dans les PVD. Les principales contraintes de ces sols sont liées à la présence de toxicité aluminique, et à la faible disponibilité de phosphore et d'azote pour les plantes. Compte tenu que la réduction de la contrainte aluminique par le chaulage est chère ou impossible (non disponibilité du produit), la tolérance à l'aluminium est l'objectif fondamental des programmes d'amélioration génétique dans ces régions. D'ailleurs, l'efficacité des apports de nutriments est parfois très faible dans ces sols (fixation de phosphore, lessivage des nitrates) et l'engrais est aussi une ressource chère. Notre programme vise à définir une gestion durable des sols acides qui tient compte à la fois des contraintes pedo-biologiques et socio-économiques. Une partie des travaux s'est déroulée au sein d'un programme UE INCO-DC et en collaboration avec l'Unité de Recherche en Productions Végétales de l'INRA Antilles-Guyane, le CORPOICA (Colombie) et l'Institut des Sols (Cuba). En ce qui concerne l'interaction sol-plante, des collaborations ont été établies avec l'Unité CSE de l'INRA Avignon et le PRAM-CIRAD Martinique.L'objectif vise, d'une part, à analyser et à modéliser les processus de minéralisation de la matière organique et la nitrification et, d'autre part, à définir les systèmes de culture ou les itinéraires techniques les plus adaptés à l'offre hétérogène en azote. L'approche théorique est focalisée sur le déterminisme de l'activité biologique du sol et sur l'interaction racines/sol.

* Identification des facteurs affectant le blocage partial de la nitrification et le rôle du carbone labile sur l'activité biologique du sol.
* Modélisation de la nitrification à l'échelle du microsite du sol ("hot-spot").
* Adaptation du module "Azote du sol" d'un modèle de fonctionnement de cultures (STICS) aux conditions de sols tropicaux acides. Validation au champ.
* Identification du rôle de l'architecture racinaire du maïs dans l'exploitation de l'azote biodisponible.
* Rôle du recyclage des résidus de récolte dans le fonctionnement du système bananeraie-sol acide.
Plus de la moitié de la superficie agricole des régions tropicales est occupée par des sols avec des problèmes de acidité. Ces sols sont caractérisés par une forte limitation en azote biodisponible, ce qui est lié notamment à la protection physico-chimique de la matière organique. Dans ces sols la ressource azotée est doublement hétérogène : deux formes ioniques sont toujours présentes (nitrates, ammonium), et chacune possède une distribution verticale particulière. Ainsi, l'azote nitrique transféré en profondeur n'est pas disponible pour la plante, même pour une succession des cultures, car la toxicité aluminique des horizons sous-superficiels affecte la croissance racinaire. Pour cette raison, l'azote apporté doit être géré essentiellement lors de la saison où il a été appliqué.

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- Champs de rattachement :
 

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