Comparaison des modèles RZWQM2 et DNDC pour simuler les émissions de gaz à effet de serre d’un champ drainé de façon souterraine soumis à une fertilisation combinée inorganique/organique

© 2020, American Society of Agricultural and Biological Engineers. Tous droits réservés. La gestion de l’azote peut permettre d’atténuer les émissions de gaz à effet de serre (GES). Les modèles fondés sur les processus sont des outils prometteurs pour l’évaluation et l’élaboration de pratiques de gestion susceptibles d’optimiser les objectifs de durabilité et d’augmenter la productivité des cultures. Dans la présente étude, nous avons testé la composante des émissions de GES du modèle RZWQM2 (Root Zone Water Quality Model 2) selon deux types de gestion de l’azote, puis nous l’avons comparée avec le modèle de dénitrification-décomposition (DNDC) à l’aide de données mesurées dans un champ drainé de façon souterraine cultivé en rotation maïs-soya dans le sud de l’Ontario, au Canada. Les données mesurées sur le terrain comprenaient les flux de N2O et de CO2, la température du sol et la teneur en eau du sol dans le cadre d’une expérience au champ de quatre ans (2012 à 2015). L’expérience comprenait deux traitements azotés : un engrais inorganique (EI) et un engrais inorganique combiné à du fumier solide de bovins (FSB). Les deux modèles ont été étalonnés à l’aide des données du traitement d’EI et validés avec celles du traitement de FSB. Les résultats statistiques indiquaient que les deux modèles permettaient de bien prédire la température du sol, mais que le modèle RZWQM2 fonctionnait mieux que le modèle DNDC pour simuler la teneur en eau du sol (TES) parce que le modèle DNDC ne présentait pas de profil de sol hétérogène, avait une faible profondeur de simulation et n’avait pas de fonctions de densité racinaire des cultures. Le RZWQM2 et le DNDC ont tous deux permis de prédire les émissions cumulatives de N2O et de CO2 avec une erreur de 15 % près pour tous les traitements, tandis que le moment où les émissions quotidiennes de CO2 se produisent a été prédit avec plus de précision par le RZWQM2 (REQM = 0,43 à 0,54) que par le DNDC (REQM = 0,60 à 0,67). Les résultats de la modélisation des effets de la gestion de l’azote sur les émissions de GES étaient cohérents avec les mesures au champ, indiquant des émissions de CO2 plus élevées pour le traitement de FSB que pour celui d’EI, des émissions de N2O plus élevées pour le traitement d’EI les années de culture du maïs, mais des émissions de N2O plus faibles les années de culture du soya. Dans l’ensemble, le modèle RZWQM2 a nécessité un étalonnage et une validation demandant plus d’expérience et plus poussés, mais il a permis d’obtenir des prédictions plus précises de l’hydrologie du sol et du moment où les émissions de CO2 se produisent que le DNDC.