Soil properties effects and management of organic residues to improve C sequestration, reduce N losses and improve crop yields

Rates of decomposition of organic materials in soil determine the amount of carbon (C) which is mineralized and released as CO2 versus the amount of C that is retained in various forms in the soil. Decomposition rates also greatly influence the amount of nitrogen (N) which becomes available for plant uptake or susceptible to leaching versus that which is retained in SOM or lost via gaseous emission. The processes that follow the decomposition of residues by microorganisms are strongly influenced by soil chemical and physical properties, and also by plant roots via the processes of mineral N uptake, respiration, exudation and decay. The equilibrium between carbonates, bicarbonates, CO2 and pH controls inorganic C losses and deposition over large areas of arid and semi arid climates and should be linked to the biological cycle of C. However, few quantitative relationships between decomposition rates of organic manures & wastes (OW) and controlling edaphic, climatic and biotic variables have been determined. The overall objective of this proposal is to explore the effects of soil properties and management practices on C sequestration in soils, off-site losses of N and crop productivity. We hypothesized that organic waste decomposition is a biological process controlled by the microorganism population and it is not affected by soil properties, and that sequestration of CO2-C by inorganic components of the soil may be a considerable process in calcareous soils. The methodology includes the simultaneous use of laboratory and field experiments with stable isotopes of N and C to follow the dynamics of N and C. Best management practices will be identified by field experiments and simulation scenarios with the process oriented computer simulation models of N and C transformations in a soil-OW-plant system (NCSOIL) and two MSc students will be trained.
Les taux de décomposition des matières organiques dans le sol détermine la quantité de carbone (C) qui est minéralisé et publié sous forme de CO2 par rapport à la quantité de C qui est conservée sous diverses formes dans le sol. Les taux de décomposition également influent grandement sur la quantité d’azote (N) qui devient disponible pour les végétaux ou sensibles à la filtration par rapport à celle qui est retenue dans SOM ou perdus par des émissions gazeuses. Les processus qui suivent la décomposition des résidus par les microorganismes sont fortement influencés par la chimie du sol et les propriétés physiques, et aussi par les racines des plantes par l’intermédiaire du processus d’absorption de l’azote minéral, la respiration, l’exsudation et la pourriture. L’équilibre entre les carbonates, les bicarbonates, le CO2 et de contrôle pH inorganiques C, perd le dépôt sur de vastes zones arides et des climats semi arides et devrait être liée au cycle biologique de C. Cependant, peu de relations quantitatives entre les taux de décomposition des engrais organiques et les déchets (OW) et le contrôle des variables édaphiques, climatiques et biotiques ont été déterminées. L’objectif global de cette proposition est d’explorer les effets des propriétés du sol et des pratiques de gestion sur la séquestration du carbone dans les sols, les pertes hors du site de N et de la productivité des cultures. Nous avons supposé que la décomposition des déchets organiques est un procédé biologique contrôlé par la population de microorganismes et il n’est pas affecté par les propriétés du sol, et que la séquestration de CO2-C par des composants inorganiques du sol peut être un processus considérable dans les sols calcaires. La méthodologie comprend l’utilisation simultanée d’expériences en laboratoire et sur le terrain avec des isotopes stables de N et C de suivre la dynamique de N et de pratiques de gestion du C. Les meilleures pratiques seront identifiées par des expériences de terrain et des scénarios de simulation avec le processus orientés modèles de simulation informatique de N et C transformations dans un système sol-plante-OW (NCSOIL) et deux étudiants à la maîtrise seront formés.
Date of publication: 
Region Focus: 
East Africa
RUFORUM Conferences and Workshops
Licence conditions: 
Open Access
Access restriction: 
Printed resource

"The 2010 RUFORUM Biennial Conference was the second in the series. The main objective of the Biennial conferences is to provide a platform for agricultural research for development stakeholders in Africa and beyond to actively exchange findings and experiences, while at the same time learning lessons towards improving performance of the agricultural sector and ultimately people’s livelihoods. The biennial conference is RUFORUM’s most comprehensive meeting for the diversity of stakeholers in agriculture. It is especially dedicated to graduate students and their supervisors, grantees in RUFORUM member universities and alumni. It is a platform for peer review, quality control, mentorship, networking and shared learning. This record contains an extended abstract accepted under the theme soil science and water management".