Impacts environnentaux des TCSL : des effets positifs sur la qualité de l'air et l'effet de serre

International audience

A method for the preparation of repacked soil cores with homogeneous aggregates for studying microbial nitrogen transformations under highly controlled physical conditions

International audience; he feasibility of studies on nitrate transformations during incubation in controlled conditions of air-filled porosity using a method of soil core preparation was investigated. Repacked cores were obtained by uniaxial confined compression in a cylindrical mould of a mass of calibrated and conveniently wet aggregates with a water content selected to saturate the textural porosity of the soil aggregates, imposing structural porosity and thereby producing controlled conditions of aeration. The principle and the descrip- tion of the incubation method are explained and some denitrification and respiration data obtained with low and increasing OZ partial pressures are pres…

Collecte et valorisation « open science » des données de décomposition des litières végétales dans les sols

National audience; La décomposition des litières végétales dans les sols a été largement étudiée notamment en raison de l’importance des processus environnementaux mis en jeu. En effet, le recyclage des biomasses végétales permet tout d’abord d’alimenter la biodiversité microbienne des sols. Ces microorganismes sont essentiels pour la qualité des sols puisque les mécanismes de dégradation dont ils sont à l’origine permettent le bouclage des cycles biogéochimiques en assurant la nutrition minérale des cultures en place. De plus, le recyclage des litières végétales alimente le puits de carbone du sol, ce qui contribue à limiter la teneur en dioxyde de carbone de l’atmosphère impliqué dans le …

Participation Expertise projets européens : call H2020-RUR-2020-1 Rural renaissance

Les bénéfices agronomiques des légumineuses

National audience

Des données ouvertes sur la décomposition des litières végétales dans les sols selon divers contextes agronomiques et pédoclimatiques

International audience

Quantification des flux d’azote induits par les cultures de légumineuses et étude des traits explicatifs

National audience; Dans le contexte de la transition agroécologique en faveur de systèmes de culture plus économes en intrants azotés, la réintroduction des légumineuses a un rôle majeur à jouer pour atteindre la durabilité de ces systèmes. Peu de références sont actuellement disponibles sur les intérêts agronomiques et écologiques des différentes espèces, notamment à l’échelle de la rotation. Dans ce cadre, notre objectif général consiste à mieux quantifier les flux d’azote impliqués au cours et après culture de légumineuses, et ce pour une gamme élargie d’espèces. Notre travail expérimental portera donc sur la caractérisation des flux d’azote induits dans le sol et dans les cultures de lé…

Dans quels systèmes de culture les adventices résiduelles peuvent-elles réduire la lixiviation du nitrate et l’érosion des sols ?

National audience; Si les adventices sont un bioagresseur majeur des cultures, elles peuvent également fournir des services bénéfiques pour les agroécosystèmes. Cette étude, basée sur l’utilisation d’un modèle de simulation, vise à identifier les déterminants de deux bénéfices environnementaux dus aux adventives. Les résultats montrent que la contribution de la flore adventice résiduelle pour réduire la lixiviation du nitrate et l’érosion des sols sont davantage influencés par les techniques culturales, que par les caractéristiques biologiques des espèces adventices. Le travail du sol et la rotation des cultures sont les techniques culturales les plus influentes. Cette étude identifie quelq…

Effets précédents des légumineuses : fournitures et pertes d'azote liées à leurs résidus de culture : Impacts sur les rendements du blé suivant

National audience

Quantification of nitrogen fluxes and explanatory plant traits during a two year legume-cereal rotation

National audience; A better understanding of how plant growth, N nutrition and symbiotic nitrogen fixation (SNF) are influenced by soil inorganic N availability, for a wide range of legume species, is crucial to optimise legume productivity, N2 fixation, while limiting environmental risks such as N leaching. A comparative analysis was performed for ten legume crops, grown in a field experiment and supplied with four levels of N fertiliser. Dry matter, N concentration and SNF were measured. Parallely, root traits were studied in a greenhouse experiment. For most species, inorganic N inputs had little effect on plant growth and N nutrition. SNF was negatively affected by soil inorganic N avai…

Impacts of Integrated Weed management in cropping systems on N2O emissions from soils

International audience

Epandage de matières organiques exogènes : indicateur de potentialité de stockage de carbone dans les sols et définition de classes de disponibilité d'azote

National audience

Traitement informatique du signal electrique provenant de colorimetre a flux continu

National audience

Infestation de Rhamphicarpa fistulosa (Hoschst.) Benth. en riziculture de bas-fonds au nord du Togo

International audience; Le riz constitue de nos jours la base alimentaire de plus de 2,5 milliards de personnes en Afrique subsaharienne où sa demande ne cesse de croître. Pour faire face à cette demande qui dépasse souvent doublement les productions nationales, et pour diminuer ses importations sans cesse croissantes, le Togo à l’instar des pays ouest-Africains a élaboré un document stratégique qui mise sur l’extension et la productivité des rizières de bas-fond. Malheureusement, les bas-fonds rizicoles en Afrique tropicale sont souvent confrontés à la pression des adventices et plus particulièrement des adventices parasites de la famille des Orobanchaceae. Rhamphicarpa fistulosa, plante h…

ECoPESt - Evaluation et comparaison des performances environnementales de systèmes de culture innovants conçus pour réduire l’usage des pesticides : lien entre pratiques, pressions et impacts. Rapport final, 130 pp.

Dispositifs permettant l’évaluation de l’impact sur les propriétés de transferts de sols soumis à différents systèmes de culture innovants

National audience

Multifunctional analysis of ecosystem services relative to the nitrogen fluxes provided by ten legume crops

International audience; Legumes deliver unique and/or complementary functions to those of other groups of species (cereals and and rich-oil crops), which support many ecosystem services related to nitrogen. However, the choice of grain legumes according to their ability to provide those ecosystem services remains difficult due to a lack of references for a diversity of species. During a two year succession (legume – wheat), five nitrogen fluxes and several explanatory plant traits of these fluxes were measured in order to establish the functional profile of ten grain legumes. The objective was to better understand the synergy and trade-off between the different nitrogen fluxes and hence the…

Effect of integrated weed management in cropping system on soils, microbial activity and N2O fluxes

National audience

N2O emissions during and after legume crops cultivation

International audience

Des légumineuses multi-services : le point sur l’effet précédent : toutes les légumineues ne se valent pas !

Effect of timing of grassland destruction on nitrogen mineralization kinetics.

International audience

Biochemical Quality of Crop Residues and Carbon and Nitrogen Mineralization Kinetics under Nonlimiting Nitrogen Conditions

International audience; Statistical relationships were established between the fate of C and N from 47 types of crop residues and their biochemical characteristics during a soil incubation at 15°C. The incubations were carried out under nonlimiting N in order to differentiate the effects of biochemical characteristics of residues from those of soil N availability. Depending on the residue, the apparent mineralization of residue C after 168 d varied from 330 to 670 g kg−1 of added C. Mineralization kinetics were described using a two-compartment decomposition model that decomposes according to first-order kinetics. Amounts of C mineralized after 7 d and the decomposition rate coefficient of …

Apport de matières organiques exogènes en agriculture: indicateur de potentialité de stockage de carbone dans les sols et définition de classes de disponibilité d’azote

CT3; absent

Étude de l'infection de la plante parasite Rhamphicarpa fistulosa en riziculture au Togo

Rhamphicarpa fistulosa (Hochst.) Benth. is an annual facultative root-parasitic weed found in lowlands and floodplains in tropical Africa. It has been reported as the major constraint to rice cultivation in the savannah region of Togo. A survey was conducted in 2012 to access its distribution and to collect information on farmers’ knowledge of its control. Rhamphicarpa fistulosa was found in 80% of the 33 visited lowlands. The period of abundance is in August-September when the highest infection (90%) was found on sandy and clay soils. When the parasite was present, 94 other weeds belonging to 24 botanical families were recorded. As management method, farmers use weeding and chemical fertil…

Typology of exogenous organic matters based on chemical and biochemical composition to predict potential nitrogen mineralization

Our aim was to develop a typology predicting potential N availability of exogenous organic matters (EOMs) in soil based on their chemical characteristics. A database of 273 EOMs was constructed including analytical data of biochemical fractionation, organic C and N, and results of N mineralization during incubation of soil–EOM mixtures in controlled conditions. Multiple factor analysis and hierarchical classification were performed to gather EOMs with similar composition and N mineralization behavior. A typology was then defined using composition criteria to predict potential N mineralization. Six classes of EOM potential N mineralization in soil were defined, from high potential N minerali…

Comparaison des services écosystémiques relatifs à l’azote fournis par dix espèces de légumineuses à graines (ProSys)

International audience

Impacts environnementaux des TCSL : des effets positifs sur la qualité de l’air et l’effet de serre

National audience; Amélioration de la qualité des sols, de la biodiversité, lutte contre l’érosion, les techniques culturales sans labour ont aussi des effets sur la qualité de l’air. Par l’augmentation du stockage du carbone dans le sol et la diminution de la consommation de carburants, elles présentent un bilan « effet de serre » plus favorable que le labour.

Caractérisation du transfert d’eau et des pertes en herbicides dans des sols soumis à différents systèmes de culture économes en herbicides

International audience

Emissions de méthane (CH4) et d’oxydes d’azote (N2O et NOx) par les sols cultivés. Aspects généraux et effet du non travail du sol

National audience; L'objectif de ce travail bibliographique est de faire le point sur l'effet du non travail du sol sur les émissions de méthane (CH4) et d'oxydes d'azote (N2O et NOx) à partir des sols cultivés. Après avoir mentionné les contributions respectives au réchauffement climatique planétaire des principaux gaz à effet de serre (GES) nous rappelons les mécanismes de production et de régulation des émissions de méthane et d'oxydes d'azote à partir du sol. Concernant le méthane, les sols de systèmes cultivés des pays tempérés présentent généralement des flux négatifs, correspondant à une oxydation du méthane par le sol. Il y a peu ou pas de différence d'oxydation entre système labour…

A microcosm experiment to evaluate the influence of location and quality of plant residues on residue decomposition and genetic structure of soil microbial communities

The effects of location (soil surface vs. incorporated in soil) and nature of plant residues on degradation processes and indigenous microbial communities were studied by means of soil microcosms incubation in which the different soil zones influenced by decomposition i.e. residues, soil adjacent to residues (detritusphere) and distant soil unaffected by decomposition (bulk soil) were considered. Plant material decomposition, organic carbon assimilation by the soil microbial biomass and soil inorganic N dynamics were studied with 13 C labelled wheat straw and young rye. The genetic structure of the community in each soil zone were compared between residue locations and type by applying B- a…

Principes de fonctionnement de la symbiose fixatrice de l’azote : impacts agronomiques et environnementaux.

National audience; Par leur capacité à s’associer avec des bactéries du sol fixant l’azote atmosphérique, les légumineuses ont la particularité de pouvoir être cultivées sans utiliser d’engrais azotés, et d’être une source d’azote pour d’autres cultures. Elles ont ainsi un rôle particulier dans la gestion des flux d’azote au sein des systèmes de culture, et dans les bilans environnementaux qui en découlent. Dans ce texte, nous décrivons le processus de fixation symbiotique de N2 au cours de la culture, en considérant sa réponse à la disponibilité en nitrate, et aux autres facteurs environnementaux et facteurs génétiques. Puis, nous explicitons la façon dont la minéralisation des résidus de …

Restitution de l’atelier 1 : Services écosystémiques recherchés relatifs aux cycles C,N ,P

Reply to Castellano and David: Long-term fate of nitrate fertilizer and nitrate from agricultural catchments

We thank Castellano and David for their insightful comments (1) on our paper (2), in which they point out that short-term changes in land use and agricultural management can lead to rapid reductions in nitrate leaching from agricultural systems. We fully agree with Castellano and David that in diversified cropping systems, this N distribution may be different, potentially resulting in reduced nitrate leaching.

Impacts des TCSL sur les gaz à effet de serre

Etude de l’infection la plante parasite Rhamphicarpa fistulosa en riziculture au Togo

Rhamphicarpa fistulosa (Hochst.) Benth. is an annual facultative root-parasitic weed found in lowlands and floodplains in tropical Africa. It has been reported as the major constraint to rice cultivation in the savannah region of Togo. A survey was conducted in 2012 to access its distribution and to collect information on farmers' knowledge of its control. Rhamphicarpa fistulosa was found in 80% of the 33 visited lowlands. The period of abundance is in August-September when the highest infection (90%) was found on sandy and clay soils. When the parasite was present, 94 other weeds belonging to 24 botanical families were recorded. As management method, farmers use weeding and chemical fertil…

Adapting trait-based approach to the study of weed communities: the case of the SLA-LDMC trade-off

International audience

Experimental designs to evaluate the impacts of innovating cropping systems on soil transfer properties

International audience

N2O emissions from cropping systems with integrated weed management

International audience; Integrated weed management (IWM) in cropping systems aims to lower the reliance on herbicides of the crops, by introducing new combinations of agricultural practices in the system development (Munier-Jolain et al, 2009). These combinations may greatly change from a system to another and include a large variety of practices, such as false seed beds, late sowing, mechanical weeding, reduced tillage, specific crop rotations that alternate spring and winter crops, the choice of crop varieties and the use of pesticides with low ecotoxic impacts. Several implemented agricultural practices are likely to alter soil biogeochemical cycles and different components of the greenh…

Fixation symbiotique et effet précédent : toutes les légumineuses ne se valent pas

National audience; [pas de résumé]

Comparaison de la multifonctionnalité relative aux flux azotés induits par dix cultures de légumineuses

National audience; Les légumineuses sont à l’origine de fonctions uniques et/ou complémentaires à celles d’autres groupes d’espèces (céréales, oléagineux) sur les-quelles reposent des services écosystémiques rela-tifs à l’azote. Pourtant, le choix des légumineuses à graines selon leur aptitude à fournir ces services écosystémiques reste difficile compte tenu du manque de références sur une diversité d’espèces. Au cours d’une succession culturale de deux ans (lé-gumineuse –blé), cinq flux azotés et plusieurs traits de plantes considérés comme explicatifs de ces flux azotés ont été mesurés, afin de dresser le profil fonctionnel de dix espèces de légumineuses à graines. Il s’agissait de compre…

Reduction of nitrate leaching: what is the contribution of the residual weed flora?

International audience; Integrated crop protection tolerates residual weeds if they are not harmful for crop production. Weeds are often solely considered as a pest, causing crop yield loss, harvest pollution, diseases … However, they may also provide beneficial services for agroecosystems, promoting plant biodiversity and feeding other organisms potentially beneficial to crop production (pollinators, carabids…). The role of residual weed flora as nitrate catchers, during summer fallow, has however rarely been assessed. Yet, some weed species are known for their high potential to take up soil nitrogen. The present study aimed to (1) develop an indicator to account for the potential benefici…

Emissions de N2O pendant et après la culture de légumineuses

National audience

L’effet du mode de travail du sol sur les émissions de méthane et d’oxydes d’azote

Emissions de gaz à effet de serre et systèmes de travail du sol

National audience

NatAdGES : a project dedicated to the mitigation of greenhouse gas emissions (N2O) by soils

International audience

Comparaison de l’effet de la fertilisation azotée sur la croissance et la fixation symbiotique de dix espèces de légumineuses

National audience; voir pdf

Fixation symbiotique et effet précédent : Existe-t-il des différences entre les espèces de légumineuses à graines ?

National audience

What is the contribution of the residual weed floras to reduce nitrate leaching?

International audience; Integrated crop protection tolerates residual weed floras if they are not harmful for crop production. Weeds are often solely considered with a negative viewpoint, but they may also provide beneficial services for agroecosystems, such as plant biodiversity promotion and trophic resources for other organisms such as pollinators. The role of residual weed flora as nitrate catchers, during the summer fallow, has seldomly been assessed, in spite of the high potential of some weed species to take up nitrogen. The present study aimed to (1) develop an indicator to account for the potential role of weed floras as nitrate catchers at the field scale, and (2) calculate this i…

Symbiose fixatrice de l'azote des légumineuses : principes de fonctionnement, impacts agronomiques et environnementaux

National audience

Effets simultanés de niveaux croissants de glucose et de pressions partielles en oxygène sur la dénitrification et la réduction dissimilative du nitrate en ammonium dans des échantillons reconstitués de sol

International audience; Dissimilatory nitrate reduction to ammonium (DNRA) and its importance in comparison to denitrification were studied in soil samples artificially repacked to control water potential and porosity, and incubated for 72 h. Labelled nitrate (100 mg N.kg-’ dry soil, 21.8 % 15N in excess) and increasing levels of glucose-C (250, 500 and 1 000 mg glucose-Ckg-’ dry soil) were initially added to the soil samples to obtain increasing glucose-C/nitrate-N ratios of 2.5,5 and 10, which were then subjected to different 0, partial pressures (0,0.5, 1.0 and 2.0 % (v/v)). The results confirmed the good reproducibility of the experimental condi- tions using this method. Denitrification…

Modélisation du bilan environnemlental d'une culture de colza

International audience

Diversité et dynamique des communautés microbiennes impliquées dans la dégradation des résidus de culture : influence du type de résidu et des pratiques agricoles

National audience

Comparative effect of inorganic N on plant growth and N2 fixation of ten legume crops

International audience; [pas de résumé]

Impact of wheat straw decomposition on successional patterns of soil microbial community structure

International audience; The dynamics of indigenous bacterial and fungal soil communities were followed throughout the decomposition of wheat straw residue. More precisely, such dynamics were investigated in the different soil zones under the influence of decomposing wheat straw residue (i.e. residues, soil adjacent to residue = detritusphere, and bulk soil). The genetic structures of bacterial and fungal communities were compared throughout the decomposition process long by applying B- and F-ARISA (for bacterial and fungal-automated ribosomal intergenic spacer analysis) to DNA extracts from these different zones. Residue decomposition induced significant changes in bacterial and fungal comm…

Les légumineuses et l'azote : dix espèces de légumineuses à graines bien différentes en matière de fixation symbiotique et d'effet précédent

Les bénéfices associés à l'introduction des légumineuses dans les systèmes de culture sont reconnus dans le but de tendre vers des systèmes agroécologiques plus économes en intrants azotés. Plusieurs essais menés par l'INRAE de Dijon ont pour but de comparer l'effet des légumineuses associées sur le rendement d'une culture de blé.

Effects of integrated weed management in cropping systems on soils, microbial activity and N2O fluxes

International audience; Cultivated soils have been widely highlighted as a major source of nitrous oxide (N2O) emissions. This suggests that greenhouse gas emissions should be taken in account when evaluating the impact of new cropping systems. The development of integrated weed management in cropping systems introduces new agricultural practices (combinations of crop rotation, soil management, fertilization, and mechanical and chemical weed control, etc.), which may affect the microbial processes responsible for N2O production in soils. However, the effect of those practices remains to be assessed. Thus, the main objectives of our study is to provide (i) an accurate estimation of the inten…