Essai d’évaluation de l’organisation et de la réorganisation de l’azote minéral du sol par la méthode des modèles compartimentaux. II. Cas d’un sol cultivé : relations solvégétal

Pour des sols cultivés, la recherche d’informations quantitatives sur la dynamique de l’azote et du carbone procède de la même démarche que celle proposée dans un précédent mémoire sur les sols sans culture. Trois hypothèses de travail, notamment, étaient sollicitées : - Le classement de la matière organique du sol en deux catégories, l’essentiel de l’activité biologique se développant au sein de la fraction « labile ». - La constance, pour une situation donnée et pour une période suffisamment longue, de la valeur σ du rapport C/N du substrat organique en évolution, qui assure dans le sol un équilibre minéralisation réorganisation. Si C représente la quantité de carbone organique de ce substrat (fraction labile), ce dernier doit contenir une quantité d’azote A=C/σ pour que s’établisse l’équilibre précité. - Pour la durée de l’unité de temps choisie, l’azote minéral reçu par le sol et l’azote minéralisé participent à l’alimentation des organismes vivants et aux pertes selon leurs proportions respectives. Afin de résoudre le problème posé, ces hypothèses sont utilisées dans le traitement d’un modèle compartimentai dans lequel un compartiment, important au plan fonctionnel, est constitué par la fraction labile de la matière organique. La proportion de l’azote minéralisé « réorganisée », de même que la proportion de l’azote minéral reçu par le sol qui est « organisée », sont définies par un coefficient ω, unique ;( formule voir document attaché ) où 0 est la quantité d’azote contenue dans la fraction organique labile en évolution, M représente la quantité d’azote minéral apportée au sol. La réorganisation et l’organisation de l’azote minéral dans le sol ne sont pas sans relation avec l’alimentation azotée de la plante ; un aspect compétitif associe les deux phénomènes : le coefficient u d’utilisation par le végétal de l’azote minéral reçu par le sol (pluies, engrais) est relié au coefficient de réorganisation ω dans l’expression : u + ω ≦ 1. Le complément à 1 de la somme u + ω définit le « coefficient de pertes » II. Par ailleurs, la connaissance de ω permet de calculer le taux net annuel γ de minéralisation de la matière organique du sol. Les concepts théoriques présentés soulignent l’importance de σ dans les processus de transferts de l’azote et du carbone dans le sol. Les résultats de la démarche proposée sont appliqués à différents traitements d’un dispositif parcellaire de longue durée. Relevons, entre autres informations, l’importance du coefficient de pertes marquant l’absence de fertilisation phosphatée et la valeur élevée du coefficient d’utilisation u, précédemment défini, dans les parcelles ne recevant pas de fumure azotée.

A quantitative study of the nitrogen and carbon relationships in cultivated soils has been made following the same procedures as in our preceding paper concerning uncultivated soils. Three working hypotheses were put forward : 1. Classification of the organic matter into two categories, with the essential biological activity developing in the labile fraction. 2. When a given situation continues for a sufficiently long period, there is a constant value σ for the C/N ratio of the developing organic substances for a mineralization-reorganization equilibrium in the soil. If C represents the amount of organic carbon in the labile fraction of the substrate, a specific amount of nitrogen A = C/σ must be present in order to establish the forcmcntioncd equilibrium. 3. During a given period of time, the mineral nitrogen received by the soil, and the nitrogen mineralized in the soil, supply living organisms and provide for nitrogen losses according to their respective proportions. In order to resolve the proposed problem, these hypotheses were applied to a compartment model, in which the compartment important to overall functioning is the labile fraction of the organic matter. The ratio of ‘ reorganized ’ mineralized nitrogen and the ratio of mineral nitrogen received by the soil which is ' organized ’, are defined by the same coefficient ( formula, see attached document ) is the amount of nitrogen in the developing labile organic fraction ; M represents the amount of mineral nitrogen given to the soil. The reorganization and the organization of the mincral nitrogen in the soil are related to the plant’s nitrogen supply : the two phenomena arc in competition. The plant utilization coefficient, u, of mineral nitrogen received by the soil (rain, fertilizer) is related to the reorganization coefficient ω by the equation : u + ω ≦ 1. The difference between 1 and the sum of u + ω defines the loss coefficient II. Thus, knowing the value of ω , the net yearly mineralization rate γ of the organic soil component can be calculated. The theoretical concepts presented underline the importance of σ in nitrogen and carbon transfer procedures in the soil. The results of the proposed procedure were applied, using different treatments, on a set of long-term plots. It is important to note that the absence of phosphate fertilization was marked by a high loss coefficient and that the utilization coefficient, previously defined, was high in plots which did not receive nitrogen fertilizer.