Water and nitrate budgets in a rendzina cropped with oilseed rape receiving varying amounts of fertilizer
Authors: Leviel B. , Gabrielle B. , Justes E. , Mary B. , Gosse G. 
Published: March 2003

Pollution of the environment by nitrogen (N) has emerged as a serious concern in agriculture, especially in the case of crops such as oilseed rape. To assess the effect of N fertilization on N dynamics, the movements of water and nitrate were determined in a rendzina near Châlons‐en‐Champagne (eastern France) cropped with oilseed rape with three levels of fertilizer N and in a bare control. From in situ micrometeorological measurements, actual evapotranspiration rates were computed with an energy budget and used to calibrate an evapotranspiration model based on meteorological data and crop leaf area index. Water flow below 120 cm was then deduced from periodic measurements of soil moisture contents and precipitation, and the associated nitrate leaching fluxes were calculated from the NO3 concentration measured at the same depth. Denitrification rates and ammonia volatilization were monitored in the field after fertilizer applications, and crop assimilation of nitrogen was determined frequently during the growth cycle. A nitrate budget gave an approximation of the in situ net mineralization fluxes.

The water balance was influenced by the crop and its fertilization: the crop's canopy and roots enhanced the water loss by evapotranspiration and contributed to diminish the soil water storage, whereas drainage volumes were about the same for all cropped treatments, and significantly greater in the bare soil. The rainy winter was particularly favourable to leaching, and losses were much greater (+ 41%) under the over‐fertilized crop than under the non‐fertilized one, but remained less (– 42%) than those under the bare control soil.

Bilans hydriques et azotés d'une culture de colza sur rendzine avec différentes doses d'engrais

Les pollutions de l'environnement par l'azote sont devenues une préoccupation majeure en agriculture, particulièrement dans le cas des cultures comme le colza. Pour évaluer les effets de la fertilisation azotée sur la dynamique de l'azote, les transferts d'eau et de nitrate d'une rendzine ont été mesurés près de Châlons‐en‐Champagne (Est de la France) sur des parcelles expérimentales de colza avec trois niveaux de fertilisation azotée et sur une parcelle témoin en sol nu. A partir de mesures micrométéorologiques in situ, l'évapotranspiration réelle a été calculée par bilan énergétique de la surface du sol, et un modèle d'évapotranspiration ayant pour entrées des données météorologiques classiques et l'indice foliaire de la culture a été calibré. Le flux net d'eau sous 120 cm a été alors déduit de mesures périodiques de teneur en eau du sol et de précipitations, et les flux de nitrate associés ont été calculés à partir des concentration mesurées à la même profondeur. Les flux de dénitrification et la volatilisation d'ammoniac ont été mesurés au champ après les apports d'engrais; l'absorption d'azote par la culture a été déterminée fréquemment pendant le cycle de croissance. Enfin, un bilan azoté a donné l'ordre de grandeur de la minéralisation nette.

Le bilan hydrique a été influencé par la culture et sa fertilisation: le couvert végétal et les racines ont accentué les pertes d'eau par évapotranspiration et par conséquent le stock d'eau, tandis que la lame d'eau drainée était à peu près la même pour tous les traitements cultivés, et significativement plus élevée pour le sol nu. L'hiver particulièrement pluvieux a été très favorable au lessivage, et les pertes ont été beaucoup plus fortes (+ 41%) sous la culture sur‐fertilisée que sur la culture non‐fertilisée, mais elles sont restées inférieures (– 42%) à celles sous sol nu.

Nomenclature