Modeling nitrous oxide emissions from tile-drained winter wheat fields in Central France.

Gu, J., Loustau, D., Hénault, C., Rochette, P., Cellier, P., Nicoullaud, B., Grossel, A., et Richard, G. (2014). « Modeling nitrous oxide emissions from tile-drained winter wheat fields in Central France. », Nutrient Cycling in Agroecosystems, 98(1), p. 27-40. doi : 10.1007/s10705-013-9593-6  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

La modélisation des émissions d’oxyde nitreux (N2O) provenant des sols agricoles demeure ardue en raison des répercussions des pratiques de gestion artificielle sur les interactions complexes qui existent entre les propriétés du sol et les activités microbiennes. Les objectifs de la présente étude étaient d’évaluer le modèle DeNitrification-DeComposition (DNDC, version 9.5) fondé sur les processus et le modèle empirique non linéaire modifié Nitrous Oxide Emission (NOE{SUB}V{/SUB}2) au moyen de mesures hebdomadaires des flux de N2O à huit sites ensemencés en blé d’hiver et drainés au moyen de canalisations en terre cuite (environ 30 km2{/ sup}) dans le centre de la France. Il a fallu apporter des ajustements de certaines valeurs par défaut du modèle DNDC95 (capacité au champ, point de flétrissement et production végétale optimale) afin de mieux tenir compte de la teneur en eau du sol et des rendements de la biomasse des cultures respectivement. Plusieurs effets de la variation de la teneur en eau et en nitrates du sol sur la fraction de N2O émise par dénitrification ont été ajoutés au modèle NOE{SUB}V{/SUB}2. DNDC95 et NOE{SUB}V{/SUB}2 ont permis de prédire efficacement les émissions ambiantes de N2O et les émissions maximales de N2O attribuables aux engrais à tous les sites au cours de la période d’expérimentation, mais ils ont surestimé les flux quotidiens, pour les dates d’échantillonnage, de 54 % et de 25 % en moyenne respectivement. Les émissions cumulatives ont été légèrement surestimées par DNDC95 (4 %) et sous-estimées par NOE{SUB}V{/SUB}2 (15 %). Les différences entre les évaluations des deux modèles pour les émissions quotidiennes et cumulatives indiquent que les mesures de basse fréquence ont induit de l’incertitude dans la validation des modèles. Néanmoins, nos validations pour la teneur en eau du sol avec une résolution quotidienne laissent sous‑entendre que le modèle DNDC95 a bien représenté l’effet du drainage au moyen de canalisations en terre cuite sur l’hydrologie du sol. Le modèle a surestimé les teneurs en ammonium et en nitrates dans le sol, principalement en raison d’un partitionnement erroné de l’azote lorsqu’une solution d’urée et de nitrate d’ammonium était appliquée. Le rendement du modèle DNDC pour la pulvérisation d’engrais liquide sur les cultures serait amélioré si des valeurs étaient ajoutées pour l’interception de la canopée et l’assimilation de l’azote par le feuillage.

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