Impacts of organic cropping systems on greenhouse gas emissions, soil mineral nitrogen, and crop yields in field crop production in Québec = : Impacts de systèmes culturaux biologiques sur les émissions de gaz à effet de serre, l'azote minéral du sol et les rendements en grandes cultures au Québec

Autor: D'Amours, Joannie
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2022
Předmět:
Druh dokumentu: Texte::Thèse::Mémoire de maîtrise
Popis: L'agriculture biologique vise à améliorer la durabilité des systèmes culturaux, cependant, certaines pratiques de conservation des sols utilisées peuvent augmenter les émissions de gaz à effet de serre (GES), sous certaines conditions environnementales. L'objectif de ce projet était de déterminer l'effet de différents systèmes culturaux en grandes cultures biologiques sur les émissions de GES et sur le rendement des cultures. Un essai au champ a été réalisé à l'Institut national d'agriculture biologique, au cours de deux saisons de croissance (26 avril au 31 octobre 2019 et 29 avril au 12 novembre 2020), sur un loam sableux. Le dispositif expérimental en blocs complets aléatoire incluait deux témoins comparatifs (prairie permanente et jachère en sol nu [JSN]) et cinq systèmes culturaux combinant différentes (i) séquences culturales (orge [Hordeum vulgare L.]-maïs [Zea mays L.], soya [Glycine max (L.) Merr.]-blé de printemps [Triticum aestivum L.], maïs-soya); (ii) sources fertilisantes (fumier de poulet [FP] et/ou engrais vert en dérobée [EV] ou aucun apport); et (iii) intensités de travail primaire du sol (labour avec charrue à versoirs [LB] ou chisel [CH]). La température, la teneur en eau et les concentrations en azote minéral du sol ont été mesurées périodiquement, de même que les émissions de protoxyde d'azote (N₂O) et méthane (CH₄) à l'aide de chambres statiques à régime variable. Le système CH-EV a généré les plus faibles émissions de N₂O cumulatives en 2019 et 2020 et les systèmes LB-FP en 2019 et JSN en 2020 ont généré les émissions les plus élevées. Les émissions de CH₄ ont été équivalentes entre les différents systèmes. Le système CH-EV a minimisé les émissions de N₂O à l'échelle de la superficie sans augmenter les émissions de N₂O à l'échelle du rendement. Cependant, l'évaluation à long terme de ces systèmes culturaux est nécessaire pour déterminer les bénéfices agronomiques, économiques et environnementaux.
Organic farming aims to enhance the sustainability of cropping systems, but some soil conservation practices implemented may increase greenhouse gas (GHG) emissions. The main objective of this study was to determine the effects of various organic cropping systems on GHG emissions and crop yields, in Québec, Canada. A field experiment was conducted at the Institut national d'agriculture biologique, over two growing seasons (26 April to 31 October 2019 and 29 April to 12 November 2020), on a sandy loam soil. The randomized complete block design included two controls (perennial forage and bare fallow [BF]) and five organic cropping systems combining different: (i) crop sequences (barley [Hordeum vulgare L.]- grain corn [Zea mays L.], soybean [Glycine max (L.) Merr.]- spring wheat [Triticum aestivum L.], grain corn-soybean); (ii) sources of fertilizers (poultry manure [PM] and/or a fall-seeded green manure [GM] or no source); and (iii) primary tillage intensities (moldboard plough [MP] or chisel plough [CP]). Soil temperature, water content, and mineral N concentrations were evaluated periodically, as well as direct nitrous oxide (N₂O) and methane (CH₄) emissions, which were quantified using non-flow-through non-steady-state chambers and gas chromatography. The lowest cumulative N₂O emissions were found in CP-GM (0.52 ± 0.11 and 3.55 ± 0.72 kg N ha⁻¹ in 2019 and 0.47 ± 0.06 kg N ha⁻¹ in 2020), whereas the highest emissions were found in MP-PM in 2019 (3.55 ± 0.72 kg N ha⁻¹) and BF in 2020 (1.44 ± 0.20 kg N ha⁻¹). During both years, CH₄ emissions varied from -0.65 to +0.18 kg C ha⁻¹ and were similar between cropping systems. Organic cropping system CP-GM minimized the area-scaled N₂O emissions without increasing the yield-scaled N₂O emissions. However, long-term assessment is necessary to determine the agronomic, economic, and environmental benefits of these cropping systems.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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