A model approach for ammonia volatilisation after surface application and subsequent incorporation of manure on arable land

When applying manure to arable land by surface spreading, volatilisation of ammonia takes place. Reduction of ammonia volatilisation can be achieved by incorporation of the manure into the soil. The degree of reduction depends on the method of incorporation and the time-lag between application and incorporation. In general, direct incorporation with a mouldboard plough gives higher reductions than incorporation by a fixed tine cultivator. However, in reality there will always be some time between the spreading and incorporation and during this time volatilisation of the ammonia from the surface-applied manure takes place. The time-lag between application and incorporation depends on the dimensions of the plot, the working width and working speed of the machines and on the work organisation: two-man system, i.e. spreading and incorporation simultaneously, or one-man system, i.e. spreading and incorporation consecutively. To assess the ammonia volatilisation after spreading and incorporation of manure, the time-lag between these two operations was modelled via computer simulation. In a case study the effects on the reduction of volatilisation of the capacities of an incorporator and spreader were shown. Simulation showed that incorporation by a mouldboard plough does not always result in lower ammonia volatilisation than incorporation by a fixed tine cultivator due to differences in capacity. The plot size, work capacity of the spreader, work organisation, incorporation method and capacity, volatilisation rate of surface applied manure, etc. affect the overall ammonia volatilisation. The model showed to be a good instrument to evaluate the effects of different management strategies for manure spreading and incorporation on the ammonia volatilisation when applying and incorporating manure on plot scale. / Lorsque les déjections animales sont épandues sur les terres, l'ammoniac se volatilise. La réduction de ce processus de volatilisation ammoniacale peut être obtenue par incorporation des déjections (lisiers) au sol. Le niveau de réduction dépend principalement de la méthode d'incorporation et du délai entre l'épandage et l'incorporation. En général, l'incorporation directe par retournement labour permet de meilleurs taux de réduction que l'incorporation par dents rigides (cultivateur fixe). Cependant, il y a toujours un délai entre l'épandage et l'incorporation et l'ammoniac se volatilise pendant ce délai. Ce délai entre épandage et incorporation dépend de la surface de la parcelle, la largeur de passage de l'épandeur et de la vitesse de travail des équipements et globalemnet de l'organisation du chantier d'épandage : système avec deux opérateurs (soit épandage et incorporation simultanés), ou système avec un opérateur donc épandage et incorporation consécutifs. Afin de vérifier la volatilisation de l'ammoniac ce délai entre les deux opérations a été modélisé. A travers l'étude d'un cas, l'effet sur la réduction de la volatilisation des capacités d'un épandeur et d'un enfouisseur a été établi. Les simulations démontrent que l'incorporation par labour ne s'accompagne pas toujours de pertes en NH3 inférieures comparativement à l'incorporation par dents rigides, cela notamment à cause de différences de capacités. Le modèle s'avère un outil utile pour évaluer les effets de différents modes de gestion des épandages de déjections et d'incorporation sur la volatilisation de l'ammoniac.