Caractéristiques, composition et correction des sols alcalins

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Robert Johnston

Les sols alcalins ce sont des sols qui ont un 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+  cadeau.

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 valeurs de 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 [H+]

où [H+] 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. Solutions acides, où la concentration d'ions H+ est élevé et supérieur à celui des ions OH- (oxyhydrile), ont un pH inférieur à 7. Dans les solutions alcalines où les concentrations d'ions OH- sont les dominantes, le pH a des valeurs supérieures à 7.

Eau pure à 25ou alorsC, a une concentration d'ions H+ égale à la concentration en 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 elle pousse a un pH acide et roses si le sol est alcalin. Source: Raul654 [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) ou CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]

Index des articles

  • 1 Caractéristiques générales des sols alcalins
    • 1.1 Structure
    • 1.2 Composition
    • 1.3 Rétention d'eau
    • 1.4 Emplacement
  • 2 Composition chimique et corrélation avec le développement des plantes
    • 2.1 Une salinité élevée ou une concentration excessive de sels solubles dans l'eau
    • 2.2 Sodicité ou excès d'ion sodium (Na +)
    • 2.3 Concentrations élevées de bore soluble
    • 2.4 Limitation des nutriments
    • 2.5 Ion bicarbonate (HCO3-) présent à des concentrations élevées
    • 2.6 Présence d'ions aluminium (Al3 +) à des concentrations élevées
    • 2.7 Autres ions phytotoxiques
    • 2.8 Nutriments
  • 3 Correction des sols alcalins
    • 3.1 Stratégies pour améliorer les sols alcalins
  • 4 pratiques de correction des sols alcalins
    • 4.1 -Correction de la salinité transitoire
    • 4.2 - Labour du sous-sol ou sous-solage profond
    • 4.3 -Correction d'ajout de gypse
    • 4.4 -Amélioration avec l'utilisation de polymères
    • 4.5 -Correction avec matière organique et rembourrage
    • 4.6 -Application d'engrais chimiques dans le sous-sol
    • 4.7 - Cultures de première utilisation
    • 4.8 - Reproduction d'espèces végétales tolérantes aux restrictions du sous-sol salin
    • 4.9 -Evitation des limitations du sous-sol
    • 4.10 - Pratiques agronomiques
  • 5 Références

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. Avoir 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 NadeuxCO3. 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 constituent 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+)

Une 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 des nutriments

Valeurs de pH élevées associées aux sols alcalins, avec des concentrations prédominantes d'ions OH-, limiter la disponibilité des éléments nutritifs des plantes.

Ion bicarbonate (HCO3-) présent en fortes concentrations

Le bicarbonate est également phytotoxique, car il inhibe la croissance des racines et la respiration des plantes..

Présence d'ion aluminium (Al3+) en concentrations élevées

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 (B3+), bicarbonate (HCO3-) et aluminium (Al3+).

Les nutriments

Les sols alcalins présentent également une solubilité réduite des nutriments végétaux, 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 salinité transitoire

Pour l'amélioration des conditions de salinité transitoire (salinité non associée aux surtensions 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 plâtre (CaSO4) 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 éliminé par lavage. Après la lixiviation du sodium et du bore, les carences en nutriments sont corrigées.

-Charrue de sous-sol ou sous-sol profond

Le labour du sous-sol, ou sous-solage profond, consiste à retirer la matrice du sous-sol pour briser 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 maintenus à long terme..

La correction de la sodicité du sol (ou de l'excès d'ion sodium, Na+) avec un sous-solage profond, il n'a d'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 (CaSO4) 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 de l'ajout de gypse

Le gypse comme source d'ions calcium (Cadeux+) pour remplacer les ions sodium (Na+) du sol, a été largement utilisé avec un succès variable, dans le but d'améliorer les problèmes structurels des sols sodés.

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 de sels, de sodium et d'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

Rembourrage 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, se traduit par une diminution des ions Na+, probablement en raison du 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 des macronutriments (carbone, azote, phosphore, soufre) et des micronutriments au sol 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 [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) ou CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], à partir 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.

-Cultures de première utilisation

Plusieurs études ont examiné la pratique des cultures de premier usage comme mécanisme de modification de la structure du sol, créant des pores qui permettent aux racines de se développer dans des sols hostiles..

Des espèces indigènes ligneuses pérennes 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..

-Évitement des 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..

Les références

  1. Anderson, W. K., Hamza, M. A., Sharma, D. L., D'Antuono, M. F., Hoyle, F. C., Hill, N., Shackley, B. J., Amjad, M., Zaicou-Kunesch, C. (2005). Le rôle de la gestion dans l'amélioration du rendement de la récolte de blé - un examen avec un accent particulier sur l'Australie occidentale. Journal australien de recherche agricole. 56, 1137-1149. doi: 10.1071 / AR05077
  2. Armstrong, R. D., Eagle. C., Matassa, V., Jarwal, S. (2007). Application de litière compostée sur un sol Vertosol et Sodosol. 1. Effets sur la croissance des cultures et l'eau du sol. Journal australien d'agriculture expérimentale. 47, 689-699.
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  5. Ma, G., Rengasamy, P. et Rathjen, A. J. (2003). Phytotoxicité de l'aluminium sur les plants de blé dans des solutions à pH élevé. Journal australien d'agriculture expérimentale. 43, 497-501. doi: 10.1071 / EA01153

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