Agronomie 19 (1999) 457-466
DOI: 10.1051/agro:19990603

The response of soil nitrogen and ¹⁵N natural abundance to different amendments in a long-term experiment at Ultuna, Sweden

Martin H. Gerzabek^a, Holger Kirchmann^b, Georg Haberhauer^a and Friedrich Pichlmayer<sup>a

a</sup>  Austrian Research Centers, 2444 Seibersdorf, Austria
^b  Swedish University of Agricultural Sciences, Department of Soil Sciences, Box 7014, 750 07 Uppsala, Sweden

Abstract - In a long-term field experiment on a clay loam soil at Uppsala, Sweden, changes in nitrogen contents, natural abundance of ¹⁵N in the topsoils receiving various organic amendments at the rate of 2 000 kg C ha^-1year ^-1 and different rates of nitrogen mineralisation were studied. Cropping resulted in clearly lower N losses from the topsoil (0-20 cm) compared to the bare fallow plots. Green manure, animal manure and sewage sludge increased the N_t inventory significantly; for the latter two treatments an equilibrium of N input and N output was not reached within 35 years of application. The highest N efficiency with respect to plant uptake and the highest N losses were recorded for the mineral N-treated plots. ¹⁵N abundances were clearly affected by N input, differing in isotopic signature introduced through the amendments. This effect was used to derive the relative input of 'stable' N from green manure and peat in comparison with the difference method. (© Inra/Elsevier, Paris.)

Résumé - Réponse de l'azote du sol et de l'abondance naturelle de ¹⁵N à différents amendements organiques dans une expérience à long terme à Ultuna, Suède. Une expérience à long terme a été conduite sur un sol limonoargileux à Uppsala, Suède. Les modifications de la teneur en azote et de l'abondance naturelle de ¹⁵N dans la couche superficielle ont été étudiées en fonction des apports de différents amendements organiques correspondant à 2 000 kg C ha^-1·an ^-1 avec différents taux de minéralisation de l'azote. Sous culture il apparaît clairement une plus faible perte en azote de la couche superficielle comparativement à un sol nu non cultivé. Les apports d'engrais vert, de fumier et de boues de station d'épuration ont accru significativement la teneur totale en azote Nt et pour les deux premiers traitements l'équilibre entre les apports et les pertes d'azote n'a pas été atteint au cours de 35 ans d'application. La meilleure efficience de l'azote en ce qui concerne l'extraction par la plante et la perte la plus élevée furent enregistrées pour les parcelles qui recevaient un apport d'azote minéral. L'abondance de ¹⁵N a été clairement affectée par les types d'apport d'amendements dont les signatures isotopiques étaient différentes. Cette particularité a été utilisée pour déduire l'apport relatif d'azote «stable» à partir d'un engrais vert et de la tourbe comparativement à la méthode différentielle. (© Inra/Elsevier, Paris.)

Key words: fertiliser / isotopic abundance / long-term experiment / nitrogen / manure

Mots clés : amendement / abondance isotopique / expérience à long terme / azote / fumure organique