Agronomie 22 (2002) 855-862
DOI: 10.1051/agro:2002046

Nitrogen mineralisation in organic farming systems: a test of the NDICEA model

Chris J. Koopmans and Jan Bokhorst

Louis Bolk Institute, Hoofdstraat 24, 3972 LA Driebergen, The Netherlands
(Received 30 October 2001; revised 11 June 2002; accepted 25 June 2002)

Abstract
The validation of the carbon and nitrogen model NDICEA (Nitrogen Dynamics in Crop rotations in Ecological Agriculture) is presented. The model allows one to estimate how crop rotations and manure applications affect the amount of mineral nitrogen in different phases of a crop rotation. The model was tested on 8 organic farms and research sites. The model's performance was tested by means of visual performance and a number of statistical measures. The results show that the model fits the observed mineral nitrogen for the top 30 cm of the soil with a modelling efficiency (ME) of 0.4 and a coefficient of determination (r) of 0.65. NDICEA is used to gain insight into the different sources of N mineralisation in the soil. Results show that the model NDICEA can be used to simulate sustainable farming systems at the field level using on-farm data and readily available climatic data. The model might therefore serve as a tool for evaluating the impact of the crop rotation and manure regime on long-term soil fertility levels and nitrogen leaching losses at the field level.

Résumé
Minéralisation d'azote en agriculture biologique : validation du modèle NDICEA. Cet article présente la validation du modèle NDICEA (Nitrogen dynamics in Ecological Agriculture). Ce modèle permet d'estimer l'impact de la rotation des cultures et de l'application d'engrais sur la quantité d'azote minéral aux différentes phases de la rotation. Il a été testé sur 8 exploitations biologiques et centres de recherches. La performance du modèle a été évaluée par des moyens visuels et un certain nombre de mesures statistiques. Les prévisions du modèle correspondent aux quantités d'azote minéral observées dans les 30 premiers centimètres du sol, avec une efficience de 0,4 et un coefficient de détermination de 0,65. NDICEA permet donc la compréhension des différentes sources de minéralisation d'azote dans le sol. Les résultats montrent que le modèle peut permettre de simuler des systèmes de production durables à l'échelle des parcelles en utilisant des données de la ferme en question et des données climatiques. Il pourra alors servir comme outil d'évaluation de l'impact de la rotation et des doses d'engrais sur la fertilité à long terme des sols et sur les pertes par lixiviation d'azote à l'échelle des parcelles.

Key words: crop rotation / mineralisation / mineral nitrogen / modelling / organic farming

Mots clés : rotation / minéralisation / azote minéral / modèle / agriculture biologique

Correspondence and reprints: rotation / minéralisation /azote minéral / modèle / agriculture biologique

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

© INRA, EDP Sciences 2002