Modélisation du cycle du phosphore et les relations stoechiométriques dans les monocultures et associations culturales céréales/leguimineuses

Abstract

Le présent mémoire de master s'inscrit dans le cadre de l'analyse et de la modélisation de la dynamique du phosphore (P) et son intégration dans le modèle MOMOS. L’objectif consistait à étendre un modèle déjà existant basé sur la dynamique de la matière organique du sol (MOMOS), afin d'implémenter un nouveau module centré sur la dynamique du P. Dans le but d'atteindre cet objectif, trois objectifs spécifiques ont été poursuivis. Tout d'abord, une analyse approfondie du modèle MOMOS a été entreprise pour décortiquer ses composantes et élucider les mécanismes sous-jacents liés à la dynamique de la matière organique du sol. Cette phase préliminaire a permis d'identifier les lacunes dans le modèle existant, motivant ainsi la nécessité d'intégrer un module de phosphore. Ensuite, une revue de la littérature scientifique a été menée pour explorer les données et les connaissances disponibles sur la dynamique du phosphore dans les sols agricoles. Cette revue exhaustive a été essentielle pour une compréhension approfondie des processus impliqués dans le cycle du phosphore et un service de base solide à notre travail de modélisation. Le cœur de cette mémoire réside dans la troisième étape, à savoir la conception et la formulation mathématique d'un nouveau module de décomposition de matière organique qui préserve la stœchiométrie de la biomasse microbienne et qui intègre la dynamique du phosphore. Ce module a été développé en vue de son intégration dans le modèle MOMOS, en tenant compte des interactions avec les cycles du carbone (C) et de l'azote (N). Les premiers essais de calibration du modèle montrent globalement que le modèle est capable de bien simuler la proportion de C et N, du sol pour les trois traitements à savoir la monoculture de blé et d’azote ainsi que pour l’association de culture. Pour le phosphore, le modèle sous-estime les données mesurées. Cette sous-estimation est lié au faite que les mesures présentées, sont en effet le phosphore organique Olsen, donc obtenu par extraction CaHCO3. Cette méthode n’extrait pas tout le P organique du sol En termes de taux de carbone pour la biomasse aérienne, les racines et les graines, le modèle sous-estime ces différents taux.