Couplage des cycles du carbone et de l'azote dans les sols cultivés : étude, au champ, des processus de décomposition après apport de matière organique fraîche
Year: 1996
Type: dissertation
Abstract: La prédiction de l'évolution des transformations de l'azote et des transferts de nitrate dans le sol à court terme est nécessaire pour gérer la fertilisation azotée des cultures et limiter la pollution nitrique. Un certain nombre de processus intervenant sur les cycles étroitement liés du carbone (C) et de l'azote (N) pendant la décomposition des résidus de culture dans le sol, déjà relativement connus en conditions contrôlées, nécessitent d'être étudiés en conditions de plein champ. L'objectif de ce travail a été de quantifier les transformations couplées de C et N dans un sol, après incorporation de paille de blé, en absence de plante, à l'échelle d'une année. Les deux traitements comparés ont consisté en l'apport ou non d'une paille de blé doublement marquée 13C-15N. Les variables suivies ont été: la minéralisation de C et de N de la paille et leur évolution dans le sol, la dynamique d'incorporation de C et de N dans la biomasse microbienne et dans les différentes fractions granulométriques du sol, et les flux bruts d'azote (minéralisation et organisation) et leur évolution au cours du temps. La décomposition de la paille a été très rapide juste après incorporation. L'évolution des quantités de 13C-paille dans le sol a été décrite par un modèle à deux compartiments, chacun se décomposant selon une cinétique du premier ordre. Le traçage isotopique associé au fractionnement granulométrique a permis de suivre la dynamique des transferts du 13C et du 15N de la paille aux différentes fractions granulométriques du sol. Après une année, 23% du 13C apporté a été retrouvé dans le sol, dont 14% dans la fraction < à 50µm. Une méthode permettant d'analyser dans le même échantillon les teneurs de C et N dans la biomasse microbienne et leurs excès isotopiques 13C et 15N a été développée. La quantité de C et N-biomasse a augmenté significativement avec l'apport de paille. Cependant, la quantité de C et N dérivé de la paille dans cette biomasse n'a représenté que 4.5 et 18.1 % de C et N apporté, respectivement. Nous démontrons l'intérêt d'une méthode d'analyse compartimentale numérique pour l'estimation simultanée des flux bruts d'azote. Cette mesure de minéralisation et d'organisation brutes par traçage isotopique 15N, indique que des quantités importantes d'azote sont mises en jeu lors de la décomposition du carbone de la paille par les micro-organismes hétérotrophes du sol. Cet effet de la paille sur les flux d'azote n'est plus perceptible un an après son incorporation au sol et ceci est en accord avec les observations faites sur l'évolution de la biomasse microbienne et du C résiduel dans le sol. Ce travail constitue une base de données permettant de tester les modèles de biotransformations du C et N. Une première comparaison entre valeurs mesurées et simulées pour le C minéralisé et les flux bruts d'azote a été réalisée avec le modèle CANTIS développé par Néel (1996)
Source: HAL
Author: C. Aita
Language: French
Subfield: Soil Science
Domain: Life Sciences
SDGs: Zero hunger, Climate action
Open Access status: green
OpenAlex ID: W114238159