In vitro anaerobic incubation: a reliable method to predict the potential of nitrogen mineralization after grassland ploughing

• Published in: Biotechnologie, agronomie, société et environnement pp. 17 - 27
• Main Authors: Cugnon, Thibaut, Mahillon, Jacques, Lambert, Richard
• Format: Journal Article
• Language: French
• Published: 2024
• ISSN: 1370-6233; 1780-4507
• DOI: 10.25518/1780-4507.20613

Description of the subject. Large amounts of nitrogen may be released after grassland ploughing, and no reliable method is available for routine laboratories to help farmers managing these cultural practices. Objectives. The objective of this study was to assess whether short-term anaerobic potentially mineralizable nitrogen (PMN) is a reliable estimator of the N amount actually mineralized in the field during the growing season after grassland ploughing. Method. PMN was determined in vitro using a 7-day anaerobic incubation on three plots of grassland that were tilled and monitored for two years. The mineral nitrogen (NO3- -N and NH4+-N) amounts were measured at different times in the three plots and used to estimate the actual in situ mineralization with the LIXIM calculation model (ISM). Results. Our results indicated that in vitro anaerobic incubation of grassland soil samples provided estimations very close to the actual data of ISM observed during the monitoring (less than 10% of relative difference). A close relationship (p = 0.0029) was found between PMN and ISM with a high correlation (R2 = 0.91). Additionally, our study revealed very high levels of nitrogen mineralization during the first and second year after grassland ploughing, even after temporary grassland of short duration (3 years). Conclusions. PMN estimated by short-term anaerobic incubation is suitable for a reliable application in grasslands of all ages. This method should be used only if the mineral N content of the soil is not too high (< 100 kg N·ha-1 in our experiment) and the mineralization depth taken in account in the calculation should be defined rigorously in each situation. L'incubation anaérobie : une méthode fiable pour prédire le potentiel de minéralisation de l'azote après le retournement de prairies Description du sujet. De grandes quantités d'azote peuvent être libérées après le labour des prairies et aucune méthode fiable n'est disponible pour les laboratoires de routine afin d'aider les agriculteurs à gérer ces pratiques culturales. Objectifs. L'objectif de cette étude était d'évaluer si l'azote potentiellement minéralisable (PMN) est un estimateur fiable de la quantité d'azote réellement minéralisée sur le terrain pendant la saison de croissance suite à un retournement de prairie. Méthode. L'azote potentiellement minéralisable de trois prairies labourées a été déterminé par incubation anaérobie de sept jours. Les quantités d'azote minéralisé (NO3- -N et NH4+-N) ont été mesurées régulièrement sur les trois parcelles pendant deux ans pour estimer la minéralisation réelle in situ (ISM) à l’aide du modèle de calcul LIXIM. Résultats. Nos résultats ont indiqué que l'incubation anaérobie d'échantillons de sol de prairie fournit des estimations très proches de la minéralisation in situ calculée par LIXIM (moins de 10 % de différence relative). Une relation étroite (p = 0,0029) a été trouvée entre le potentiel de minéralisation (PMN) et la minéralisation in situ (ISM), avec une forte corrélation (R2 = 0,91). Enfin, cette étude a mis en évidence un niveau très élevé d'azote minéralisé au cours des deux années suivant le labour des prairies, même après une prairie temporaire de courte durée (3 ans). Conclusions. Le potentiel de minéralisation estimé par incubation anaérobie de courte durée est adapté pour une application aux retournements de prairies indépendamment de l’âge de ces dernières. Cette méthode ne doit être utilisée que si la teneur en N minéral du sol n'est pas trop élevée (< 100 kg N·ha-1 dans notre expérimentation) et la profondeur de minéralisation prise en compte dans le calcul doit être définie rigoureusement pour chaque situation.