28/04/2021 - 00:00
La science des sols est PLEINE d'acronymes ! Nous en abordons 11 en détail dans cet article de blog. Du pH au pF, de la CEC au HC. Bien ordonné, clairement expliqué et richement illustré.
Un acronyme est un mot prononçable formé à partir de la première lettre (ou des premières lettres) de chaque mot d'une phrase ou d'un titre. Les lettres nouvellement combinées créent un nouveau mot qui devient une partie du langage quotidien.
La science du sol est PLEINE d'acronymes ! Nous allons en aborder 11, classés par ordre alphabétique :
Le pH est une mesure de l'acidité ou de la basicité (alcalinité) d'un sol.
L'échelle du pH est logarithmique et symbolise inversement la concentration d'ions hydrogène (H+) dans une solution. L'échelle du pH va de 1 à 14.
Le tableau ci-dessous indique le pH de certaines substances courantes et peut vous aider à comprendre l'échelle de pH :
Le pH du sol est très important pour la croissance des plantes :
La majorité des cultures alimentaires préfèrent un sol neutre ou légèrement acide, car la solubilité de la plupart des éléments nutritifs nécessaires à une croissance saine des plantes est maximale à un pH de 6,3 à 6,8. Certaines plantes préfèrent cependant des conditions plus acides (par exemple, les pommes de terre, les fraises) ou alcalines (les brassicacées).
Lorsque le pH descend en dessous de 5,5, la plupart des principaux minéraux nutritifs des plantes (notamment l'azote (N), le phosphore (P), le potassium (K), le soufre (S), le magnésium (Mg) et le calcium (Ca)) et certains micronutriments deviennent insolubles et donc indisponibles pour être absorbés par les racines des plantes :
De nombreux nutriments chargés positivement (cations, tels que le zinc (Zn2+), l'aluminium (Al3+), le fer (Fe2+), le cuivre (Cu2+), le cobalt (Co2+) et le manganèse (Mn2+)) sont solubles et peuvent être absorbés par les plantes en dessous de pH 5,0, bien que leur disponibilité puisse être excessive et donc toxique dans des conditions plus acides. Dans des conditions plus alcalines, ils sont moins disponibles, et des symptômes de carence en nutriments peuvent apparaître.
Le tableau ci-dessous illustre visuellement la façon dont le pH du sol affecte la disponibilité des nutriments pour les plantes :
La CEC ou capacité d'échange cationique est la capacité du sol à stocker les cations échangeables.
Dans un sol, les composants minéraux et organiques de l'argile possèdent sur leur surface des charges négatives. Les racines des plantes ont également une charge négative globale.
Tout comme un aimant, ces sites chargés négativement attirent les ions chargés positivement (cations) par force électrostatique. Certains de ces cations sont essentiels à la croissance des plantes :
En général, les sols ayant une CEC élevée sont plus fertiles, car ils peuvent retenir davantage de ces cations. Les cations présents dans le sol sont en concurrence les uns avec les autres pour obtenir une place sur la capacité d'échange cationique. Toutefois, certains cations sont attirés et retenus plus fortement que d'autres.
La CEC est exprimée en meq/100g. La CEC du sol augmente généralement avec la teneur en argile et en matière organique.
La relation entre la texture du sol et la CEC | |
La texture du sol | CEC typique (meq/100g de sol) |
Sable | 3-5 |
Limon | 10-15 |
Limon fin | 15-25 |
Limon argileux | 20-50 |
Terre organique | 50-100 |
La CEC d'un sol peut être augmentée en mélangeant des amendements ayant une CEC élevée. Par exemple, la valeur CEC de TerraCottem dépasse 150 meq/100g. Ceci est dû à la CEC élevée de ses matériaux de support et particulièrement de ses hydro rétenteurs. Ce sont des chaînes de polymères réticulés avec beaucoup de zones chargées négativement dans leur structure chimique :
Il existe une relation directe entre le pH et la CEC d'un sol. La CEC est la plus faible à des pH de 3,5 à 4,0 et augmente à mesure que le pH augmente. Comme la CEC peut varier considérablement avec le pH du sol, il est courant de mesurer la CEC d'un sol à un pH de 7,0. Remarque (voir figure ci-dessous) : à faible pH, certaines charges positives peuvent également apparaître sur certaines surfaces minérales du sol. Celles-ci peuvent retenir des anions (ions chargés négativement) tels que le chlorure (Cl-) et le sulfate (SO42-).
Les cations du sol peuvent être divisés en deux groupes :
Les mots "base" et "acide" font référence à l'influence du cation sur le pH du sol. Un sol contenant beaucoup de cations acides retenus par les particules du sol aura un faible pH. À l'inverse, un sol très alcalin est principalement constitué de cations basiques.
(*) Contrairement à l'ammonium, le calcium, le magnésium et le potassium, le sodium n'est pas un élément essentiel pour toutes les plantes. Les sols qui contiennent des niveaux élevés de sodium peuvent développer des problèmes de salinité et de sodicité.
NPK est l'abréviation de l’azote (N), phosphore (P) et potassium (K). Ils sont suivis de 3 chiffres, par exemple 20-8-5 et représentent le pourcentage de ces composants dans l'emballage.
Plus précisément :
Remarque :
Dans l'exemple ci-dessus du 20-5-8, un sac de 20 kg de cet engrais contiendra 20% d'azote, 8% de pentoxyde de phosphore (soit 1,6 kg) et 5% d'oxyde de potassium (soit 1 kg). Ainsi :
Deux autres exemples :
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"En haut, en bas et tout atour"
C'est un bon rappel pour d’écrire l'utilité de chaque élément :
La matière organique du sol est constituée de résidus végétaux et animaux à différents stades de décomposition, de cellules de micro-organismes du sol et de nombreux types de substances décomposées.
On peut distinguer les matières organiques "vivantes" et "mortes" :
Le cycle de la matière organique du sol comporte quatre processus principaux, qui reposent tous sur les microbes du sol :
L'humus est donc le "produit final" de la décomposition de la matière organique. Il donne au sol sa couleur brun foncé. En général, l'humus représente la majorité de la matière organique totale du sol.
L'humus se compose de :
Le compost n'est pas de l'humus ! Le compost est un matériau végétal qui est légèrement décomposé. Même un compost âgé et bien pourri n'est encore que légèrement décomposé. Une fois ajouté à votre jardin, le compost continuera à se décomposer pendant plusieurs années. |
Ratio C:N |
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Il s'agit du rapport carbone/azote de la matière organique. Il y a toujours plus de carbone que d'azote dans la matière organique. Par exemple, un rapport de 20-1 signifie qu'il y a 20 g de carbone pour 1 g d'azote dans cette matière organique. Plus le rapport C/N est faible, plus l'azote sera libéré rapidement dans le sol pour une utilisation immédiate par les cultures.
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La plupart des matières organiques du sol proviennent des tissus végétaux :
Cela nous amène directement aux avantages de la matière organique :
(*) Remarque : dans le milieu des gazons sportifs, le rôle de la matière organique fait l'objet de nombreuses discussions. Sur les terrains à base de sable, la MO peut rapidement s'accumuler autour de la base des plantes herbacées. Il se forme alors une couche de "chaume" qui compromet la capacité de drainage. L'accumulation de chaume peut être causée par plusieurs facteurs, parmi lesquels l'activité microbiologique relativement faible de ces profils de sol et l'application excessive d'engrais azotés. Un entretien adéquat est nécessaire pour maintenir la matière organique dans les fourchettes souhaitées. |
La capacité de rétention en eau (CRE) est la capacité d'un sol à retenir physiquement l'eau.
Il est généralement exprimé en v/v (pourcentage du volume) ou en p/p (pourcentage du poids).
La CRE est principalement contrôlée par :
Les sols contenant des particules plus petites (limon et argile) ont une plus grande surface que ceux contenant des particules plus grosses (sable). Une plus grande surface permet au sol de retenir plus d'eau. Sur la base du pourcentage de sable, de limon et d'argile dans un sol, on peut distinguer 12 catégories de texture de sol. Ces catégories sont représentées visuellement dans un triangle de texture du sol:
Exemple : imaginez un échantillon de sol contenant 65 % de sable, 27 % d'argile et 8 % de limon. |
Ces 12 types de sol ont une capacité de rétention en eau différente :
La relation entre la teneur en eau volumétrique de votre sol et le potentiel hydrique (c'est-à-dire la force de succion appliquée à cette eau) est exprimée par une courbe de rétention d'eau ou courbe pF.
Le nom pF est l'abréviation de "Potenz" (ou "exponentiation") et "Freier energie" (ou "énergie disponible").
Un tuyau de drainage à une profondeur de par exemple 100 centimètres, exercera une force d'aspiration de 100cm ou pF2. |
Regardez la vidéo suivante. L'éponge dans la vidéo représente la matrice du sol :
Comme la capacité de rétention en eau est principalement contrôlée par la texture du sol (et la matière organique), la forme de la courbe pF change avec la texture du sol. Une forme commune pour un sol d'argile, de limon et de loam est :
La quantité d'eau disponible pour les plantes (PAW) est beaucoup plus élevée dans un sol argileux que dans un sol sableux :
A FC, la teneur en eau volumétrique de ce sol sablonneux est de +/- 8% ; à WP de seulement 2%. Cela donne 8-2 = 6% de PAW dans un sol sableux. Dans ce sol argileux, la teneur en eau volumétrique est de +/- 47% ; à WP +/- 28%. Cela donne 47-28 = 19% de PAW. |
C'est également la raison pour laquelle un sol argileux contenant 20 % d'eau sera sec au toucher et un sol sablonneux contenant 10 % de sable sera humide au toucher. Il est possible d'augmenter la capacité de rétention en eau des sols en ajoutant des amendements adaptés à cet effet.
Pour conclure :
La figure suivante donne un bon aperçu de l'eau disponible pour les plantes en fonction des 12 types de sol :
La conductivité électrique du sol (CE) est une mesure de la quantité de sels dans le sol (salinité du sol).
La conductivité électrique du sol nous donne une indication sur la quantité totale de sels, et non sur la présence de sels spécifiques.
C'est un indicateur important de la santé des sols. Il a un impact sur :
Une CE trop élevée perturbe l'équilibre hydrique du sol et entrave la croissance des plantes.
Les sols à forte teneur en sel sont naturellement présents dans les climats arides et semi-arides. Toutefois, les niveaux de sel peuvent augmenter en raison de la culture, de l'irrigation, de l'utilisation des terres et de l'application d'engrais et de compost.
Quelques exemples :
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La conductivité électrique du sol est exprimée en μS/cm (ou mS/cm), dS/m ou ppm :
La texture du sol et la CEC ont toutes deux un effet sur la CE :
Sur la base de la valeur de la CE, on peut établir une classification du degré de salinité :
Méthode ECe (dS/m) (*) | ||||
Non saline | Légèrement saline | Modérément saline | Fortement saline | Très fortement saline |
0 - 2 | 2 - 4 | 4 - 8 | 8 - 16 | > 16 |
(*) Il existe différentes méthodes pour déterminer la CE : ECe (sur un extrait de pâte de sol saturé), EC1:1 (sur un mélange de sol et d'eau dans un rapport de masse de 1:1), EC1:5 (sur un mélange de sol et d'eau dans un rapport de masse de 1:5), .... |
La tolérance au sel d'une plante est le niveau maximal de sel que cette plante peut tolérer sans perdre sa productivité ou inhiber sa croissance :
La conductivité hydraulique du sol est la capacité d'un sol à transmettre l'eau, dans des conditions saturées ou presque saturées.
La conductivité hydraulique est un débit et s'exprime donc en un volume d'eau par unité de temps.
La conductivité hydraulique est parfois assimilée à la vitesse d'infiltration, mais d'un point de vue scientifique, ce n'est pas tout à fait vrai :
La capacité d'infiltration change au cours d'une tempête de pluie (ou d'un événement d'irrigation), vous ne pouvez donc pas mesurer la capacité d'infiltration à un moment quelconque. Le taux d'infiltration initial est élevé, mais par la suite il diminue. Finalement, il devient constant. Ce taux d'équilibre est approximativement égal à la conductivité hydraulique saturée. Et c'est ce taux d'équilibre que nous voulons le plus souvent mesurer.
La conductivité hydraulique saturée Ks est exprimée en mm/h ou cm/h et est fortement liée à la texture et à la structure du sol :
Les pratiques de gestion qui améliorent la teneur en matière organique du sol, son agrégation et sa porosité peuvent également améliorer l'infiltration.
Mesurer la conductivité hydraulique saturée Ks | |
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La façon la plus courante de mesurer la conductivité hydraulique saturée Ks sur le terrain est d'utiliser un "infiltromètre à double anneau". Deux anneaux concentriques sont légèrement enfoncés dans le sol et remplis d'eau. L'eau de l'anneau extérieur contribue à mouiller le sol et s'infiltre à la fois verticalement et latéralement dans le sol sec. Le taux d'infiltration est mesuré dans l'anneau intérieur, où l'infiltration et la percolation se font uniquement verticalement, grâce à l'eau de l'anneau extérieur. Les tests peuvent être réalisés de deux manières : à charge variable et à charge constante. Dans le cas d'un test à charge variable, de l'eau est ajoutée aux anneaux et le niveau d'eau diminue au fur et à mesure que l'infiltration se produit. Dans le cas d'un test à charge constante, on ajoute à l'infiltromètre un dispositif appelé bouteille de Mariotte, qui libère de l'eau de manière à maintenir un niveau (ou hauteur) constant à l'intérieur des anneaux. |
La vidéo ci-dessous montre un test d'infiltromètre à double anneau à tête tombante :
En fonction de la vitesse d'infiltration, on peut faire la classification suivante :
Taux (mm/hr) | Classification | Type de sol |
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> 20 | Elevé | Sables |
10 - 20 | Moyen | Sols sableux et limoneux |
5 - 10 | Modéré | Limons |
1 - 5 | Faible | Argiles |
< 1 | Très faible | Sols argileux sodiques |
Importance de la capacité d'infiltration
Des pratiques de gestion optimales sont nécessaires pour améliorer l'infiltration du sol :
Apartado de Correos 4511190 Benalup (Cádiz)Espagne
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