| Issue |
Agronomie
Volume 20, Number 4, May-June 2000
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|---|---|---|
| Page(s) | 349 - 361 | |
| DOI | https://doi.org/10.1051/agro:2000132 | |
DOI: 10.1051/agro:2000132
Agronomie 20 (2000) 349-361
Estimation of nitrogen mineralization in the field from an incubation test and from soil analysis
Jean-Emmanuel Delphin
Unité de Recherches Vigne et Vin, INRA, 28 rue de Herrlisheim, 68021 Colmar Cedex, France
(
Abstract:
An incubation test without leaching and a statistical model based on soil properties were used to predict
the amount of N mineralized under maize. The results were compared with net N mineralization estimated by
calculating the N balance sheet in the field. The field experiments were conducted over three years on ten
sites covering various soil types in the North-East of France. Each year, one part of each of the soil
samples collected on the different sites was incubated at constant water content (90% of the water
content at 0.1 MPa matrix suction) and at 20 
C. The other part was incubated under outdoor
conditions during maize growth. According to the soil type, the amount of N mineralized at 20 C
over 275 days ranged between 33 and 93 mg
kg-1, with a mean coefficient of variation of 10%.
These amounts, adjusted for soil temperature, were in good agreement with the values measured by outdoor
incubation. The net N mineralization predicted from soil characteristics was less than that measured by
laboratory incubation, particularly in organic soils. Methods used to measure net N mineralization in the
field were sometimes unreliable. These results were ascribed to the poor precision of the measurements
(mean CV = 29%) and to the occurrence of uncontrolled N losses in the field, particularly nitrate
leaching and diffusion. In these situations (5 out of 15), the amounts of N mineralized in the field were
found to be distinctly lower than the predictions from incubation. In the other situations, taking into
account the imprecision of in situ measurements (mean CV = 19%), the incubation tests appeared to predict
N mineralization in the field correctly. The statistical model was not satisfactory for predicting net N
mineralization in the field. More reliable field methods will be needed to improve the agreement between
these two approaches to estimating N mineralization.
C. The other part was incubated under outdoor
conditions during maize growth. According to the soil type, the amount of N mineralized at 20 C
over 275 days ranged between 33 and 93 mgkg-1, with a mean coefficient of variation of 10%.
These amounts, adjusted for soil temperature, were in good agreement with the values measured by outdoor
incubation. The net N mineralization predicted from soil characteristics was less than that measured by
laboratory incubation, particularly in organic soils. Methods used to measure net N mineralization in the
field were sometimes unreliable. These results were ascribed to the poor precision of the measurements
(mean CV = 29%) and to the occurrence of uncontrolled N losses in the field, particularly nitrate
leaching and diffusion. In these situations (5 out of 15), the amounts of N mineralized in the field were
found to be distinctly lower than the predictions from incubation. In the other situations, taking into
account the imprecision of in situ measurements (mean CV = 19%), the incubation tests appeared to predict
N mineralization in the field correctly. The statistical model was not satisfactory for predicting net N
mineralization in the field. More reliable field methods will be needed to improve the agreement between
these two approaches to estimating N mineralization.
Keywords:
N-mineralization / incubation test / field experiment/ soil analysis / maize
Résumé:
Estimation de la minéralisation de l'azote au champ à partir d'un test d'incubation et de données de
l'analyse de terre. La fourniture d'azote minéral par le sol est estimée à partir d'un test d'incubation
sans lessivage et sur la base d'un calcul portant sur certaines caractéristiques du sol. Ces résultats
sont comparés à la minéralisation nette estimée au champ par le calcul du bilan de l'azote au cours d'une
culture de maïs. Les essais sont conduits sur 3 années et concernent 10 sites représentatifs de la
diversité des sols de la Plaine d'Alsace. Pour chaque site, chaque année, le test d'incubation est conduit
en conditions contrôlées (20 C et humidité constante) sur 275 jours et en conditions de
températures extérieures durant la culture du maïs. La minéralisation à 20 C varie, selon le type
de sol, de 33 à 93 mgNkg-1 avec un coefficient de variation de l'ordre de 10 %. Ces
résultats corrigés de l'effet température sont comparables à ceux obtenus en conditions extérieures. Les
prévisions de minéralisation nette à partir des caractéristiques des sols sont inférieures aux valeurs
obtenues par les tests d'incubation, surtout pour les sols organiques. Le bilan de l'azote au champ donne
dans certaines situations des résultats peu fiables, du fait d'une précision médiocre des estimations (CV
= 29 %) et de pertes d'azote par lessivage ou par diffusion. Dans 5 cas sur 15, vraisemblablement du fait
de pertes d'azote minéral au champ, les mesures sur le terrain sont nettement inférieures aux prévisions
obtenues à partir des résultats d'incubation. En dehors de ces cas, l'estimation de la minéralisation
nette au champ par la méthode du bilan de l'azote est en accord avec les prévisions établies à partir des
tests d'incubation, mais la précision des résultats reste faible (CV = 19 %). L'estimation à partir des
caractéristiques des sols n'est pas satisfaisante. Une comparaison plus poussée dans le futur des deux
approches de l'évaluation de la minéralisation nette au champ présentées ici passe par une meilleure
maîtrise des mesures in situ.
C et humidité constante) sur 275 jours et en conditions de
températures extérieures durant la culture du maïs. La minéralisation à 20 C varie, selon le type
de sol, de 33 à 93 mgNkg-1 avec un coefficient de variation de l'ordre de 10 %. Ces
résultats corrigés de l'effet température sont comparables à ceux obtenus en conditions extérieures. Les
prévisions de minéralisation nette à partir des caractéristiques des sols sont inférieures aux valeurs
obtenues par les tests d'incubation, surtout pour les sols organiques. Le bilan de l'azote au champ donne
dans certaines situations des résultats peu fiables, du fait d'une précision médiocre des estimations (CV
= 29 %) et de pertes d'azote par lessivage ou par diffusion. Dans 5 cas sur 15, vraisemblablement du fait
de pertes d'azote minéral au champ, les mesures sur le terrain sont nettement inférieures aux prévisions
obtenues à partir des résultats d'incubation. En dehors de ces cas, l'estimation de la minéralisation
nette au champ par la méthode du bilan de l'azote est en accord avec les prévisions établies à partir des
tests d'incubation, mais la précision des résultats reste faible (CV = 19 %). L'estimation à partir des
caractéristiques des sols n'est pas satisfaisante. Une comparaison plus poussée dans le futur des deux
approches de l'évaluation de la minéralisation nette au champ présentées ici passe par une meilleure
maîtrise des mesures in situ.
Mots clé :
Minéralisation N / test d'incubation / expérimentation au champ / analyse de terre / maïs
Correspondence and reprints: Jean-Emmanuel Delphin
e-mail: delphin@colmar.inra.fr
Communicated by Emmanuel Frossard (Lindau, Switzerland)
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