Response of Greenhouse Gas Fluxes to Fertiliser Application Methods under an Ageing Sawdust Mulch Contrast in a Blueberry Field in Vancouver (Canada)

Abstract

In a context of global warming, recent studies are attempting to identify agricultural management practices that combine low greenhouse gas (GHG) emissions and optimal yields. In that purpose, an experimentation was established in 2017 in order to compare the yields, carbon dioxide (CO2), methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) emissions from 4 distinguished agricultural treatments adapted to blueberry productions. In the UBC farm in West Vancouver, British Columbia, GHG emissions were measured for almost 2 years using closed static chambers. The UBC farm is a certified organic farm and has coarse sandy soils and high organic carbon content well suited for the blueberry bushes. Organic blueberry farming is regularly using sawdust covers as a promising management tool for weed control and water retention despite its known increase in CO2 emissions. Decomposing sawdust creates different environments as it ages that have various and unclear impacts on the GHG fluxes. Under both renewed and old sawdust conditions, different blood meal application forms were compared, the solid application in granular form was spread above the mulch and the fertigated application dissolved in the irrigation water targeting the roots. Blood meal is a rapidly available nitrogen fertiliser used by organic blueberry growers for an easier synchronisation between nitrogen availability and plant needs. There is little research on how ageing surface mulches interact with organic fertiliser to impact GHG emissions. Our results showed increases in every GHG emissions by the renewed sawdust, supposedly caused by the priming effects due to the fresh input of organic carbon. Under old sawdust conditions, we did not find significant effects of the fertilisation form. However, in new sawdust conditions, it has been demonstrated that momentarily the fertigation would significantly increase CO2 emissions. On the contrary, during the first production season, fertigation has mitigated N2O emissions drastically under renewed sawdust environments. Yet, the application form of the blood meal never significantly affected CH4 fluxes. The yield analyses showed no significant difference induced by the treatments but surprisingly, smaller yield were suggested for fertigation under renewed sawdust conditions by a visual interpretation of the results. We conclude that blood meal fertigation does not lead neither to an overall reduction of the global warming potential nor to increased productions. In that regards, we do not recommend farmers investing in an extra fertigation equipment. However, the interaction between granular blood meal and renewed sawdust is alarming. If the sawdust was meant to be spread more frequently, blueberry growers would be recommended to consider fertigation practices in order to reduce N2O emissions.

Dans un contexte de réchauffement climatique, beaucoup de recherches en agronomie sont dédiées à trouver de nouvelles pratiques culturales qui combineraient de basses émissions de gaz à effet de serre (GES) ainsi que des rendements optimaux. Dans cet objectif, une expérimentation a été mise en place en 2017 pour comparer les rendements, le dioxyde de carbone le méthane et le protoxyde d’azote de 4 différentes pratiques relatives à la production de myrtilles. Au sein de la « UBC farm » se trouvant à Vancouver en Colombie Britannique, les émissions de GES ont été mesurées pendant presque 2 années. La UBC farm est certifiée biologique, possède des sols sableux et une haute teneur en carbone organique, idéale pour les myrtilliers. La production biologique de myrtille s’accompagne souvent de couvertures à base de sciure de bois comme un outils permettant d’éviter les adventices et de contrôler l’évaporation et ce, au détriment d’une augmentation des émissions de CO2. En se décomposant, la sciure de bois induit des différences environnementales qui ont des répercussions variées et peu connues sur les flux de GES. Deux différentes formes d’application de farine de sang ont été comparées sur deux environnements bien distincts, une couverture de sciure de bois fraichement renouvelée et une ancienne couverture. L’application de farine de sang solide, en granule a été dispersée en surface de sciure de bois alors que l’application dissoute du fertilisant à été ajoutée au système d’irrigation pour atteindre les racines plus rapidement (= fertigation). La farine de sang est un fertilisant organique qui à l’avantage de délivré de l’azote sous une forme rapidement disponible pour les racines. Cette caractéristique rend plus facile la synchronisation entre les besoins de la culture et la disponibilité de l’azote pour celle-ci. Peu de recherche a été dédiée à propos des interactions d’une couverture en sciure de bois vieillissante et l’ajout de fertilisants organiques et de leurs effets sur les GES. Nos résultats montrent des augmentations systématiques des GES par le renouvellement de la sciure qui sont supposé dues au « priming effect » causé par l’apport de carbone organique frais. Dans des conditions d’ancienne sciure, la forme du fertilisant n’a pas engendrée d’effets significatifs. Cependant, en condition de nouvelle sciure, il a été démontré que la « fertigation » pouvait augmenter significativement les émissions de CO2. A l’opposé, cette même fertigation, en combinaison avec sciure nouvelle, a momentanément réduit significativement les émissions de N2O. La forme de la farine de sang, n’a jamais impacté significativement les flux de CH4. Ensuite, l’analyse des rendements n’a montré aucune différentes significatives induite par les traitements, mais une tendance de diminution des rendements à été observée visuellement pour la fertigation interagissant avec une sciure de bois renouvelée. Nous concluons la recherche en déclarant que la fertigation de farine de sang n’a généré ni de réduction globale du potentiel de réchauffement climatique, ni d’augmentation des rendements. Dès lors, nous ne recommandons pas aux agriculteurs d’investir dans du matériel additionnel de fertigation. Cependant, l’interaction entre l’application de farine de sang en granule et la sciure de bois renouvelée est alarmante. Si cette sciure devait être renouvelée de manière plus fréquente, nous recommandons aux agriculteurs de tout de même considérer la fertigation afin de limiter les émissions de N2O.