Modelling changes in nitrogen mineralisation following conversion of improved pasture to eucalypt plantation

We used a plant-soil model, G'DAY, to analyse changes in soil N supply after conversion of legume-based pasture to Eucalyptus globulus plantation and to forecast effects on plantation productivity over the long-term. With the model we reproduced the observed decline in net N mineralisation and amount of inorganic N in soil after one rotation of eucalypt growth in south-western Australia. The changes in soil N cycling on the short-term were mainly due to the reduced N:C ratio and reduced decomposability of tree litter. When applied for successive rotations over the long-term, the model predicted a steady decline in N mineralisation and plantation productivity. The negative balance between N inputs and outputs under plantation, mainly due to the suppression of biological N fixation, is critical for this steady decline in soil N supply. A scenario analysis indicated that retention of harvest residues has an important role to play in maintaining soil N supply under plantation, but supplementary regular application of fertiliser N would be required to ensure sustained productivity.Modélisation du changement de la minéralisation d'azote lors de la conversion d'une prairie artificielle en plantation d'eucalyptus. Nous avons utilisé le modèle plante-sol G'DAY, pour analyser les modifications d'approvisionnement du sol en azote, lors de la conversion d'une prairie à base de légumineuses en une plantation d'Eucalyptus globulus, afin de prévoir les effets sur la productivité de la plantation à long terme. Grâce au modèle, nous avons reproduit le déclin observé de la minéralisation nette et de la quantité de N inorganique dans le sol après une rotation d'eucalyptus au sud-ouest de l'Australie. Les changements du cycle de N dans le sol à court terme étaient principalement dus au rapport N:C réduit et à la décomposabilité réduite de la litière des arbres. Appliqué à des rotations successives à long terme, le modèle a prédit un déclin constant de la minéralisation de N et de la productivité de la plantation. L'équilibre négatif entre les entrées et les sorties de N sous la plantation, principalement due à la suppression de la fixation biologique de N, est critique pour ce déclin constant de l'approvisionnement en N du sol. Une analyse de scénarios a indiqué que la rétention de résidus de récolte a un rôle important à jouer dans le maintien de l'approvisionnement en N du sol sous une plantation, mais une application régulière supplémentaire de fertilisants azotés sera nécessaire pour assurer une productivité soutenue