Evaluation of the root growth response of sugarcane/legume association under contrasting nitrogen and water availability

Chevalier Léa. 2021. Evaluation of the root growth response of sugarcane/legume association under contrasting nitrogen and water availability. Montpellier : Institut Agro Montpellier, 35 p. Mémoire d'ingénieur : Agronomie. Eau, sol, environnement : Institut Agro Montpellier

Titre français : Evaluation de la réponse de la croissance racinaire des associations canne-à-sucre / légumineuse sous disponibilité en azote et en eau contrastées

Encadrement : Pistocchi, Chiara ; Christiana, Mathias

Résumé : Sugarcane is a semi-perennial crop cultivated on 22,700 ha in Reunion Island. It is still very dependent on phytosanitary products such as urea or herbicides. Within the framework of the ECOPHYTO plan and the reduction of herbicides, the reduction of chemicals inputs in sugarcane production is a major lever for reducing the herbicide treatment frequency index (HTFI). One solution is the introduction of leguminous as companion crop in sugarcane crops to control weeds and fix atmospheric nitrogen. However, few studies have been focused on the underlying processes of competition between species, in particular the root compartment, which will be a determining factor in the distribution of resources. We therefore proposed to study the root response of sugarcane in association with companion crops under contrasting nitrogen and water availability. We observed that the presence of companion crops impacts the root biomass density in the cane row rather than in the interrow. Root density decreased with depth and with increasing distance from the cane row, whether in pure or in association. In general, 80% of the roots were found in the first 30 cm and more than 50% of the roots were found as close as possible to the cane row, whether in association or pure. Finally, the root density of the cane is affected by the availability of nitrogen and water. It was possible to observe an increase in root density for the irrigated treatments: 47% for the irrigated, unfertilised treatment and 27% for the irrigated, fertilised treatment. The opposite trend was observed for the roots of the companion crop with +18% root density for the non-irrigated and +51% root density for the fertilized modalities. In view of the preliminary results, there did not seem to be any separation of root niches between the companion crop and the sugarcane but a competitive impact on cane growth.

Résumé (autre langue) : La canne-à-sucre est une plante semi pérenne cultivée sur 22 700 ha à la Réunion. Elle est encore très dépendante des produits phytosanitaires tels que l'urée ou les désherbants chimiques. Dans le cadre du plan ECOPHYTO et de la réduction des herbicides, la réduction des intrants chimique au sein de la culture de la canne, est un levier majeur pour réduire l'indice de fréquence de traitement herbicide (IFTH). L'introduction de légumineuse en intercalaire de la canne-à-sucre permettant de contrôler les adventices et pouvant fixer l'azote atmosphérique pourrait limiter cette dépendance aux intrants. Néanmoins, peu d'études se sont intéressées aux processus sous-jacents de compétition entre les espèces, en particulier, le compartiment racinaire qui va être déterminant dans la répartition des ressources. Nous nous sommes donc proposés d'étudier la réponse racinaire de la canne à sucre en association avec des légumineuses sous disponibilité en azote et en eau contrastées. Nous avons pu observer que la présence de légumineuses semble impacter la densité de biomasse racinaire essentiellement dans le rang de canne plutôt que dans l'interrang. La densité racinaire quant à elle décroit avec la profondeur et avec l'augmentation de la distance au rang de canne que ce soit en pure ou en association. De manière générale, 80% des racines se trouvent dans les 30 premiers centimètres et plus de 50% des racines se trouvent au plus proche du rang de canne que ce soit en association ou en pure. Enfin la densité racinaire de canne est influencée par la disponibilité en azote et en eau. Il est possible d'observer une augmentation de la densité racinaire pour les traitements irrigués : 47% pour le traitement irrigué, non fertilisé et 27% pour le traitement irrigué, fertilisé. La tendance inverse est observée pour les racines de la plante de service avec +18% de densité racinaire pour le non irrigué et +51% de densité racinaire pour les modalités fertilisées. Au vu des résultats préliminaires il ne semble pas y avoir de séparation de niche racinaire entre la plante de service et la canne-à-sucre mais un effet de compétition sur la croissance de la canne.

Mots-clés libres : SUGARCANE, Roots, Intercropping, Legume

Auteurs et affiliations

• Chevalier Léa, Institut Agro Montpellier (FRA) ORCID: 0009-0008-3559-5792

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/602011/)

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