Renouvellement du carbone profond des sols cultivés : une estimation par compilation de données isotopiques

Autor: Jérôme Balesdent, Isabelle Basile-Doelsch, Joel Chadoeuf, Sophie Cornu, Zuzana Fekiacova, Sébastien Fontaine, Bertrand Guenet, Christine Hatté
Přispěvatelé: Centre européen de recherche et d'enseignement des géosciences de l'environnement (CEREGE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Collège de France (CdF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Collège de France (CdF), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Ouest]), Biostatistique et Processus Spatiaux (BIOSP), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Unité Mixte de Recherche sur l'Ecosystème Prairial - UMR (UREP), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Géochrononologie Traceurs Archéométrie (GEOTRAC), Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Collège de France (CdF (institution))-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Aix Marseille Université (AMU)-Collège de France (CdF (institution))-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Biostatistique et Processus Spatiaux (BioSP), Collège de France (CdF (institution)), Unité de recherche sur l'Ecosystème Prairial (UREP), Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Collège de France (CdF (institution))-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), UR 0874 Unité de recherche sur l'Ecosystème Prairial, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Unité de recherche sur l'Ecosystème Prairial (UREP)-Ecologie des Forêts, Prairies et milieux Aquatiques (EFPA), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Předmět:
Matière organique du sol
expérimentation au champ
sous-sol
isotope naturel
plante en C4
Soil organic matter
field experimentation
subsoil
natural isotopes
C4 plants
[SDV]Life Sciences [q-bio]
Biodiversité et Ecologie
Geography
Planning and Development
Plant Science
010501 environmental sciences
01 natural sciences
lcsh:Environmental sciences
ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
2. Zero hunger
Total organic carbon
chemistry.chemical_classification
lcsh:GE1-350
dynamique du carbone
Forestry
04 agricultural and veterinary sciences
Biotechnology
matière organique du sol
lcsh:Biotechnology
chemistry.chemical_element
Mineralogy
Soil science
donnée pédologique
Biodiversity and Ecology
lcsh:TP248.13-248.65
Temperate climate
Organic matter
[SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces
environment
isotope
Subsoil
0105 earth and related environmental sciences
Topsoil
Soil carbon
15. Life on land
chemistry
[SDU]Sciences of the Universe [physics]
Soil water
040103 agronomy & agriculture
0401 agriculture
forestry
and fisheries
Agronomy and Crop Science
Carbon
Zdroj: HAL
Biotechnologie, Agronomie, Société et Environnement 3 (21), 181-190. (2017)
Biotechnologie, Agronomie, Société et Environnement / Biotechnology, Agronomy, Society and Environment
Biotechnologie, Agronomie, Société et Environnement / Biotechnology, Agronomy, Society and Environment, Presses Agronomiques de Gembloux, 2016, 21
Biotechnologie, Agronomie, Société et Environnement / Biotechnology, Agronomy, Society and Environment, Presses Agronomiques de Gembloux, 2017, 21, pp.181-190
Biotechnologie, Agronomie, Société et Environnement / Biotechnology, Agronomy, Society and Environment, 2016, 21 (3)
Biotechnologie, Agronomie, Société et Environnement / Biotechnology, Agronomy, Society and Environment, Presses Agronomiques de Gembloux, 2016, 21 (3)
Biotechnologie, Agronomie, Société et Environnement, Vol 21, Iss 3, Pp 181-190 (2017)
ISSN: 1370-6233
1780-4507
Popis: Description du sujet. L\'article présente une estimation du renouvellement à moyen terme (dizaines d\'années) du carbone profond des sols cultivés.Objectifs. Le stockage de carbone sous forme organique dans les sols est un moyen de limiter l\'augmentation du CO2 global et le réchauffement climatique. L\'objectif est de proposer une première quantification du renouvellement des horizons profonds (> 30 cm) qui contiennent environ la moitié du carbone organique des sols. Méthode. Nous avons effectué une synthèse d\'études de la dynamique du carbone de 41 profils où le renouvellement du carbone est quantifié grâce au traçage isotopique par les abondances naturelles en carbone-13.Résultats. Le renouvellement du carbone profond est en moyenne quatre fois plus lent qu\'en surface, mais le flux de renouvellement n\'est pas négligeable. La distribution moyenne du flux annuel d\'apport de carbone aux matières organiques est de 81 % dans l\'horizon 0 - 30 cm et 19 % dans la couche 30 - 100 cm, avec une erreur standard de ± 4 %. À plus long terme (20 ans), le sous-sol (30 - 100 cm) contient en moyenne 23 % du carbone récent du sol.Conclusions. Les matières organiques profondes ne doivent pas être négligées dans les bilans de C et N en réponse à différentes pratiques agricoles, et nous proposons une approximation simple pour ces bilans. Dans le futur, les estimations des évolutions temporelles du stock de carbone profond des sols et de leurs facteurs de variation devront s\'appuyer sur les essais agronomiques de longue durée ou la modélisation calée sur des sites fortement instrumentés, et être accompagnées de descriptions pédologiques détaillées.
Turnover of deep organic carbon in cultivated soils: an estimate from a review of isotope dataDescription of the subject. This study is an estimate of medium-term renewal (decades) of deep carbon in cultivated soils. Objectives. Sequestration of organic carbon in soils is a way to mitigate the global rise in CO2 and warming. Deep horizons (> 30 cm) contain about half of the soil organic carbon but, in agriculture, deep organic carbon and nitrogen are often neglected when the balance of these elements is calculated. Our goal in this study was to propose a quantification of deep C turnover.Method. We collected data from 41 profiles, where C turnover was studied using the natural 13C labeling technique. The studied cropping systems were basically tropical and temperate C4 plant monocultures.Results. Deep carbon (30 – 100 cm) turnover was on average four times slower than in topsoil (0 – 30 cm), but renewal was significant. The average depth-distribution of the carbon flux to organic matter build-up was 81% in the layer at the 0 – 30 cm level and 19% in the layer at 30 – 100 cm, with a standard error of ± 4%. Over the longer term (20 years), subsoil at 30 – 100 cm contained on average 23% of the recent soil carbon accumulated in the first meter.Conclusions. Deep organic matter should not be overlooked when considering the balance of C and N and we therefore propose a simple method for an initial first assessment. In the future, further estimates of the temporal evolution of the deep carbon stock and its factors of variation should be based on long-term agronomic experiments or modeling parameterized on heavily instrumented sites, and should be accompanied by detailed pedological descriptions.
Databáze: OpenAIRE
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