- Caractéristiques générales des sols alcalins
- Structure
- Composition
- Rétention d'eau
- Emplacement
- Composition chimique et corrélation avec le développement des plantes
- Salinité élevée ou concentration excessive de sels solubles dans l'eau
- Sodicité ou excès d'ion sodium (Na
- Concentrations élevées de bore soluble
- Limitation nutritionnelle
- Ion bicarbonate (HCO
- Présence d'ion aluminium (Al
- Autres ions phytotoxiques
- Les nutriments
- Correction des sols alcalins
- Stratégies pour améliorer les sols alcalins
- Pratiques de correction des sols alcalins
- -Correction de la salinité transitoire
- -Foulage du sous-sol ou sous-solage profond
- -Correction par ajout de plâtre
- -Amélioration avec l'utilisation de polymères
- -Correction avec matière organique et rembourrage
- -Application d'engrais chimiques dans le sous-sol
- -Première utilisation des cultures
- -Reproduction d'espèces végétales tolérantes aux restrictions du sous-sol salin
- -Éviter les limitations du sous-sol
- -Pratiques agronomiques
- Références
Les sols alcalins sont des sols à pH élevé (supérieur à 8,5). Le pH est une mesure du degré d'acidité ou d'alcalinité d'une solution aqueuse et sa valeur indique la concentration d'ions H + présents.
Le pH du sol est l'un des indices les plus importants dans l'analyse des sols, car il influence de manière décisive les processus biologiques qui se produisent dans cette matrice, y compris le développement des plantes.
Figure 1. Les sols alcalins ont une teneur élevée en argiles, ce qui provoque l'expansion et la contraction. Source: flickr.com/photos/eddgarreve
Les pH extrêmement acides ou basiques créent des conditions défavorables pour le développement de toutes les formes de vie dans le sol (plantes et animaux).
Mathématiquement, le pH est exprimé par:
pH = -log
où est la concentration molaire des ions H + ou des ions hydrogène.
L'utilisation du pH est très pratique, car elle évite de manipuler des chiffres longs. Dans les solutions aqueuses, l'échelle de pH varie entre 0 et 14. Les solutions acides, où la concentration en ions H + est élevée et supérieure à celle des ions OH - (oxyhydryle), ont un pH inférieur à 7. Dans les solutions alcalines où Concentrations d'ions OH - sont les plus dominantes, le pH a des valeurs supérieures à 7.
L'eau pure à 25 o C, a une concentration d'ions H + égale à la concentration d'ions OH - et donc son pH est égal à 7. Cette valeur de pH est considérée comme neutre.
Figure 2. Les fleurs de l'hortensia (Hydrangea macrophylla) sont bleues si le sol où il pousse a un pH acide et rose, si le sol est alcalin. Source: Raul654
Caractéristiques générales des sols alcalins
Parmi les caractéristiques des sols alcalins, on peut citer:
Structure
Ce sont des sols de très mauvaise structure et de très faible stabilité, peu fertiles et problématiques pour l'agriculture. Ils ont un joint de surface caractéristique.
Ils présentent fréquemment une couche calcaire dure et compacte entre 0,5 et 1 mètre de profondeur et divers types de compactages sous forme de croûtes et de plats.
Cela conduit à une résistance mécanique élevée à la pénétration des racines des plantes, et à des problèmes d'aération réduite et d'hypoxie (faible concentration d'oxygène disponible).
Composition
Ils ont une présence dominante de carbonate de sodium Na 2 CO 3. Ce sont des sols argileux, où la présence majoritaire d'argile provoque l'expansion du sol en gonflant en présence d'eau.
Certains ions présents en excès sont toxiques pour les plantes.
Rétention d'eau
Ils ont une mauvaise collecte et stockage de l'eau.
Ils ont une faible capacité d'infiltration et une faible perméabilité, donc un mauvais drainage. Cela conduit à la retenue de l'eau de pluie ou d'irrigation à la surface, générant également une faible solubilité et une faible mobilité des rares nutriments disponibles, ce qui finit par se traduire par des carences en nutriments.
Emplacement
Ils sont généralement situés dans des régions semi-arides et arides, où les précipitations sont rares et les cations alcalins ne sont pas lessivés du sol.
Composition chimique et corrélation avec le développement des plantes
En tant que sols argileux à prédominance d'argiles dans leur composition, ils présentent des agrégats de silicates d'aluminium hydratés pouvant présenter diverses couleurs (rouge, orange, blanc), du fait de la présence d'impuretés particulières.
Des concentrations excessives d'ions aluminium sont toxiques pour les plantes (phytotoxiques) et sont donc un problème pour les cultures.
L'état alcalin du sol génère une composition chimique caractéristique avec des facteurs tels que:
Salinité élevée ou concentration excessive de sels solubles dans l'eau
Cette condition réduit la transpiration des plantes et l'absorption d'eau par les racines, en raison de la pression osmotique qu'elle génère.
Sodicité ou excès d'ion sodium (Na
La forte sodicité réduit la conductivité hydraulique du sol, diminue la capacité de stockage de l'eau et le transport de l'oxygène et des nutriments.
Concentrations élevées de bore soluble
Le bore est toxique pour les plantes (phytotoxique).
Limitation nutritionnelle
Les valeurs de pH élevées associées aux sols alcalins, avec des concentrations prédominantes d'ions OH -, limitent la disponibilité des éléments nutritifs des plantes.
Ion bicarbonate (HCO
Le bicarbonate est également phytotoxique, car il inhibe la croissance des racines et la respiration des plantes.
Présence d'ion aluminium (Al
L'aluminium est un autre métal phytotoxique qui a des effets similaires à la présence excessive de bicarbonates.
Autres ions phytotoxiques
En général, les sols alcalins présentent des concentrations phytotoxiques d'ions chlorure (Cl -), sodium (Na +), bore (B 3+), bicarbonate (HCO 3 -) et aluminium (Al 3+).
Les nutriments
Les sols alcalins présentent également une solubilité réduite des éléments nutritifs des plantes, en particulier des macronutriments tels que le phosphore (P), l'azote (N), le soufre (S) et le potassium (K) et des micronutriments tels que le zinc (Zn), le cuivre (Cu), le manganèse (Mn) et molybdène (Mo).
Correction des sols alcalins
La production de cultures maraîchères dans les milieux arides et semi-arides est limitée par les restrictions imposées par des précipitations faibles et variables, l'infertilité existante et les limitations physiques et chimiques des sols alcalins.
L'intégration des sols alcalins dans la production agricole suscite un intérêt croissant grâce à la mise en œuvre de méthodes pour corriger et améliorer leurs conditions.
Stratégies pour améliorer les sols alcalins
La gestion des sols alcalins comprend trois stratégies principales pour augmenter leur productivité:
- Stratégies pour atténuer les restrictions des couches profondes ou du sous-sol des sols alcalins.
- Stratégies pour augmenter la tolérance des cultures aux limites des sols alcalins.
- Stratégies pour éviter le problème grâce à des solutions d'ingénierie agronomique appropriées.
Pratiques de correction des sols alcalins
-Correction de la salinité transitoire
Pour l'amélioration des conditions de salinité transitoire (salinité non associée aux surtensions des eaux souterraines), la seule méthode pratique consiste à maintenir un flux d'eau vers l'intérieur à travers le profil du sol.
Cette pratique pourrait inclure l'application de gypse (CaSO 4) pour augmenter la fraction de lixiviat salin de la zone de développement racinaire. Dans les sous-sols sodiques, en revanche, l'application d'amendements appropriés est nécessaire en plus du lessivage ou du lavage des ions sodium.
Le bore soluble peut également être emporté. Après le lessivage du sodium et du bore, les carences en nutriments sont corrigées.
-Foulage du sous-sol ou sous-solage profond
Le labour du sous-sol, ou sous-solage profond, consiste à retirer la matrice du sous-sol pour casser les couches durcies compactées et améliorer la fertilité et l'humidité en ajoutant de l'eau.
Cette technique améliore la productivité du sol, mais ses effets ne sont pas durables à long terme.
La correction de la sodicité du sol (ou excès d'ion sodium, Na +) avec sous-solage profond, n'a des effets positifs à long terme que si la structure du sol est stabilisée par l'ajout d'améliorants chimiques, comme le calcium sous forme de gypse (CaSO 4) ou de la matière organique, en plus de contrôler la circulation ou le passage des personnes, du bétail et des véhicules, pour réduire le compactage du sol.
-Correction par ajout de plâtre
Le gypse comme source d'ions calcium (Ca 2+) pour remplacer les ions sodium (Na +) dans le sol a été largement utilisé avec un succès variable, dans le but d'améliorer les problèmes structuraux des sols sodiques.
La correction du gypse empêche le gonflement et la dispersion excessifs des particules d'argile, augmente la porosité, la perméabilité et réduit la résistance mécanique du sol.
Il existe également des travaux de recherche qui rapportent une augmentation du lixiviat des sels, du sodium et des éléments toxiques, avec l'utilisation du gypse comme correction des sols alcalins.
-Amélioration avec l'utilisation de polymères
Il existe des techniques récemment développées pour l'amélioration des sols sodiques, qui incluent l'utilisation de divers polymères de polyacrylamide (PAM).
Les PAM sont efficaces pour augmenter la conductivité hydraulique dans les sols sodiques.
-Correction avec matière organique et rembourrage
Les paillis de surface (ou paillis en anglais) ont plusieurs effets favorables: ils réduisent l'évaporation des eaux de surface, améliorent l'infiltration et diminuent le mouvement de l'eau et des sels vers l'extérieur.
L'application superficielle de déchets organiques sous forme de compost entraîne une diminution des ions Na +, probablement due au fait que certains composés organiques solubles dans le matériau de compost peuvent piéger l'ion sodium par la formation de composés chimiques complexes.
De plus, la matière organique du compost apporte au sol des macronutriments (carbone, azote, phosphore, soufre) et des micronutriments et favorise l'activité des microorganismes.
La correction à la matière organique est également effectuée dans les couches profondes du sol, sous forme de lits, avec les mêmes bénéfices que l'application superficielle.
Figure 3. Amendements avec des cendres volcaniques, pour améliorer la rétention d'eau, El Palmar, Tenerife, (Îles Canaries). Source: Patrick.charpiat, de Wikimedia Commons
-Application d'engrais chimiques dans le sous-sol
L'application de lits d'engrais chimiques dans le sous-sol est également une pratique de correction pour les sols alcalins qui améliore la productivité agricole, car elle corrige la carence en macro et micronutriments.
-Première utilisation des cultures
Plusieurs études ont examiné la pratique des cultures de premier usage comme mécanisme de modification de la structure du sol, créant des pores permettant aux racines de se développer dans des sols hostiles.
Des espèces ligneuses vivaces indigènes ont été utilisées pour produire des pores dans des sous-sols argileux imperméables, dont la première utilisation modifie favorablement la structure et les propriétés hydrauliques du sol.
-Reproduction d'espèces végétales tolérantes aux restrictions du sous-sol salin
L'utilisation de la sélection sélective pour améliorer l'adaptation des cultures aux conditions restrictives des sols alcalins a été fortement remise en question, mais c'est la méthode la plus efficace à long terme et la plus économique pour améliorer la productivité des cultures dans ces sols hostiles.
-Éviter les limitations du sous-sol
Le principe des pratiques d'évitement est basé sur l'utilisation maximale des ressources de la surface du sol alcalin relativement bénin, pour la croissance et le rendement des cultures maraîchères.
L'utilisation de cette stratégie implique l'utilisation de cultures à maturation précoce, moins dépendantes de l'humidité du sous-sol et moins affectées par ses facteurs défavorables, c'est-à-dire avec la capacité d'éviter les conditions défavorables présentes dans les sols alcalins.
-Pratiques agronomiques
Des pratiques agronomiques simples, telles qu'une récolte précoce et un apport accru de nutriments, augmentent le développement localisé des racines et permettent ainsi également une augmentation du volume de sol de surface exploité dans la culture.
La rétention de la taille et du chaume sont également des techniques agronomiques pour améliorer les conditions de culture dans les sols alcalins.
Références
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