Agronomie 22 (2002) 711-722
DOI: 10.1051/agro:2002042

Modelling the mineralisation of plant residues on the soil surface

Axel Berkenkamp, Eckart Priesack and Jean Charles Munch

GSF - National Research Center for Environment and Health, Institute of Soil Ecology, Ingolstädter Landstraße 1, 85764 Neuherberg, Germany
(Received 16 October 2001; accepted 11 June 2002)

Abstract
A general assumption in many agroecosystem C and N turnover models is that the decomposition of added organic matter starts at the moment of residue incorporation into the soil. In fact, decomposition is already initiated on the surface of the soil. This decomposition of surface crop residues has been modelled mainly to describe the decrease in soil cover which protects the soil surface from erosive forces, but not to simulate change in surface crop residue quality and mineralisation of C and N. Therefore, we included a surface decomposition submodel in an existing mineralisation model and tested the new C and N turnover model using data from a field site study. The results show that the new model is able to describe the C and N turnover of crop residues in more detail, including the decrease of soil cover observed in the field.

Résumé
Modélisation de la minéralisation de résidus de plantes à la surface du sol. Dans la modélisation des transformations du carbone (C) et de l'azote (N) dans les écosystèmes agraires, l'hypothèse générale est que la dégradation de la matière organique démarre au moment de l'incorporation des résidus végétaux dans le sol. En réalité, leur décomposition avait déjà été initiée sur la surface du sol. La décomposition des résidus a déjà été modélisée, principalement pour décrire la diminution de la couverture du sol qui protége la surface contre les forces d'érosion. Par contre les changements dans la composition des résidus et la minéralisation de C et N n'ont pas été considérés. Nous avons donc inclu un sous-modèle de décomposition pour la surface du sol dans un modèle de minéralisation et avons testé ce modèle de transformation de C et N en simulant des scénarios au champ. Les résultats montrent que ce modèle est capable de décrire de façon plus détaillée les transformations de C et N à partir des résidus végétaux, grâce à la connaissance de la diminution de la litière sur le terrain.

Key words: crop residues / decomposition / soil surface cover / mineralisation / model

Mots clés : résidus végétaux / dégradation / couverture organique du sol / minéralisation / modèles mathématiques

Correspondence and reprints: Eckart Priesack
    e-mail: priesack@gsf.de

Communicated by Sylvie Recous (Laon, France), Bernard Nicolardot (Reims, France)

© INRA, EDP Sciences 2002