Sugarcane responds to nitrogen fertilization by reducing root biomass without modifying root N accumulation

Chevalier Léa, Christina Mathias, Fevrier Amélie, Jourdan Christophe, Ramos Marion, Poultney Daniel, Versini Antoine. 2023. Sugarcane responds to nitrogen fertilization by reducing root biomass without modifying root N accumulation. In : Proceedings of the XXXI International Society of Sugar Cane Technologists. ISSCT. Hyderabad : ISSCT, 212-220. ISSCT Congress. 31, Hyderabad, Inde, 20 Février 2023/23 Février 2023.

Titre français : La canne à sucre répond à la fertilisation azotée en réduisant la biomasse racinaire sans modifier l'accumulation d'azote racinaire / Titre espagnol : La caña de azúcar responde a la fertilización nitrogenada reduciendo la biomasa radical sin modificar la acumulación de N en la raíz

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Résumé : Improving the use of fertilizers is a major issue in sugarcane cropping system. Recent studies have highlighted the importance of considering the root component in assessing the crop nitrogen (N) requirements and the fertilizer-N use efficiency (NUE). A network of 11 trials was set up in Réunion to study the impact of fertilizer on root development in contrasting soil and climate conditions. Two fertilizer treatments (with optimal N fertilization (F) and without N fertiliser (NF) were investigated in each trial with at least three replicates. In each plot, root biomass and N concentration were assessed at harvest at three soil layers (0-10, 10-30 and 30-50 cm) and at three distances from the row. Nitrogen fertilization influenced the ratio of root to aboveground biomass significantly with an average increase in aboveground biomass of 17% and an average decrease in root biomass of 15% under fertilized conditions. N fertilization had no impact on the mass of N (Nmass) but increased the N concentration in the roots by 7%. The decrease in root biomass with N fertilization was mainly observed in the topsoil near the sugarcane row. The root biomass at harvest was strongly influenced by the soil type. With fertilization, the Nmass of the sugarcane roots represented 15 to 50% of the total Nmass accumulated in the entire sugarcane plant, depending on soil and climatic conditions. As a result, we suggest that this needs to be considered when determining the N requirements for sugarcane. The impact of soil and climate variability on root development and the influence of soil chemical characteristics on root development need further investigation.

Résumé (autre langue) : L'amélioration de l'utilisation des engrais est un enjeu majeur dans la culture de la canne-à-sucre. Des études récentes ont mis en évidence l'importance de considérer le compartiment racinaire pour évaluer les besoins en azote de la culture et l'efficacité de l'utilisation de l'azote des engrais. Un réseau de 11 essais a été mis en place à La Réunion pour étudier l'impact de la fertilisation sur le développement racinaire dans des conditions pédoclimatiques contrastées. Deux traitements de fertilisation (sans fertilisation azotée vs fertilisation azotée optimale) ont été étudiés dans chaque essai avec au moins 3 répétitions. Dans chaque parcelle, la biomasse racinaire et la concentration en azote ont été évaluées à la récolte dans trois couches de sol (0-10, 10-30 et 30-50 cm) et à trois distances du rang. La fertilisation azotée a influencé de manière significative le rapport entre la biomasse racinaire et la biomasse aérienne, avec une augmentation moyenne de la biomasse aérienne de 17% et une diminution moyenne de la biomasse racinaire de 15% en conditions fertilisées. Au contraire, la fertilisation azotée n'a eu aucun impact sur la masse azotée mais a augmenté de 7% la concentration d'azote dans les racines. La diminution de la biomasse racinaire sous fertilisation azotée a été principalement observée dans la couche superficielle du sol proche du rang de canne. De plus, la biomasse des racines à la récolte a été fortement influencée par le type de sol. Sous fertilisation, la Nmasse des racines de canne à sucre représentait 15 à 50% de la masse totale d'azote accumulée dans l'ensemble de la canne, selon le sol et les conditions climatiques, ce qui doit être pris en compte pour estimer les besoins en azote de la canne-à-sucre. Afin de démêler l'impact de la variabilité du sol et du climat sur le développement des racines, l'influence des caractéristiques chimiques du sol sur le développement des racines doit être étudiée plus en détail à l'avenir.

Mots-clés libres : Nitrogen, Sugarcane, Roots, Fertilization, Réunion

Auteurs et affiliations

• Chevalier Léa, CIRAD-PERSYST-UMR Eco&Sols (REU)
• Christina Mathias, CIRAD-PERSYST-UPR AIDA (REU) ORCID: 0000-0003-3618-756X
• Fevrier Amélie, eRcane (REU)
• Jourdan Christophe, CIRAD-PERSYST-UMR Eco&Sols (FRA) ORCID: 0000-0001-9857-3269
• Ramos Marion, CIRAD-PERSYST-UPR AIDA (REU)
• Poultney Daniel, CIRAD-PERSYST-UPR Recyclage et risque (REU)
• Versini Antoine, CIRAD-PERSYST-UPR Recyclage et risque (REU) ORCID: 0000-0002-5119-0567

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/603981/)

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