Déterminants biologiques du système poral de vertisols cultivés (Petites Antilles) : conséquences sur la disponibilité de l'eau des sols pour les plantes

Cabidoche Yves-Marie, Guillaume Patrice, Hartmann Christian, Ruy Stéphane, Blanchart Eric, Albrecht Alain, Mahieu M., Achouak Wafa, Heulin Thierry, Villemin G., Watteau Françoise, Bellier G.. 2000. Déterminants biologiques du système poral de vertisols cultivés (Petites Antilles) : conséquences sur la disponibilité de l'eau des sols pour les plantes. Etude et Gestion des Sols, 7 (4) : 329-352.

Résumé : Cet article s'attache à déterminer le rôle de l'activité biologique dans la dynamique et le fonctionnement du système de porosité de Vertisols des Antilles. Les Vertisols comportent un système de porosité que l'on peut schématiser en trois compartiments, différant tant par leur géométrie que par leur mode de formation, et tous trois déformables: (i) la porosité matricielle (taille 0,1 à 1 µm), toujours saturée par de l'eau par ailleurs peu disponible pour les plantes, dont le volume suit la déformation du réseau des argiles, (ii) la porosité macro-fissurale (largeur jusqu'à 10 cm), conséquence macroscopique du retrait matriciel, délimitant des prismes larges de plusieurs décimètres; les macro-fissures jouent un rôle essentiel dans l'aération, et dans la réhumectation hétérogène en profondeur, sans fonction de réservoir, (iii) la porosité structurale à l'intérieur de ces prismes (taille 10 µm à 10 mm), principal réservoir d'eau disponible, créée en grande partie par l'activité biologique et modifiée par le travail du sol. Les Vertisols étudiés à la Guadeloupe (G) ont une garniture cationique saturée par le calcium échangeable, une cohésion élevée et une dispersabilité faible des argiles; ceux de la Martinique (M) où la garniture cationique des argiles est saturée par une proportion notable de magnésium et sodium échangeables, sont plus instables. Une méthode de mesure de la conductivité hydraulique matricielle a été mise au point; les basses valeurs mesurées sont conformes à la faible disponibilité de l'eau matricielle pour les plantes. En utilisant des transducteurs d'épaisseur THERESA, mesurant les mouvements verticaux d'un sol nu et d'un sol enherbé, vérification a été faite que l'évaporation ne peut assécher le sol en profondeur, et que seule une eextraction racinaire diffuse de l'eau peut provoquer un retrait profond. La macro-fissuration est donc étroitement contingente du prélèvement de l'eau par les racines. La porosité structurale a été étudiée en relation avec différents modes d'usage des Vertisols, sous l'hypothèse que son organisation et sa dynamique hydrique dépendent de l'activité biologique et des réorganisations mécaniques associées à la gestion du soi. Une nouvelle méthode d'observation tridimensionnelle de la seule porosité structurale a été mise au point. Elle a permis de développer une typologie des formes de pores interconnectés, dont l'origine et les déformations sont directement interprétables. Les agrégats des sols fortement travaillés ne contiennent pas (M) ou peu (G) de pores structuraux. Ils sont séparés par des pores plans, rares en (M), complétés par des méats polyédriques et des créneaux à leur périphérie en (G). Les sols sous prairies montrent d'abondants pores transstructuraux tubulaires de diamètre 10-30 pm, compatibles avec une activité hyphaire d'actinomycètes, dans les horizons profonds, peu développée cependant sous irrigation (M). En surface, ces pores tubulaires sont relayés par des pores plans gaufrés qui ne se referment pas au gonflement, dont la géométrie est à rapprocher des micro-agrégats identifiés, à débris organiques figurés ou bactériens. Les sols sous prairies fertilisées (G) montrent une abondance particulière d'agrégats dérivés de turricules, à faible porosité interne en écailles, séparés par des cloisons rugueuses. Les volumes et disponibilités des réservoirs d'eau ont été évalués sur des cultures de maïs en containers. Les sols fortement travaillés ont un faible réservoir disponible, avec une forte contribution de l'eau de la porosité matricielle qui conduit le maïs à un stress hydrique précoce. Les sols sous prairies sans intrant comportent un important réservoir d'eau structurale, lié à la porosité d'origine biologique, fonctionnellement disjoint du réservoir d'eau matricielle. Sous les prairies fertilisées et irriguées, la disparition des tubes fins provoque une diminution du réservoir d'eau structurale. La part des pores interstitiels de la micro-agrégation bactérienne de

Mots-clés Agrovoc : Vertisol, système poral du sol, propriété hydraulique du sol, disponibilité des ressources en eau, biologie du sol, travail du sol

Mots-clés géographiques Agrovoc : Petites Antilles, Guadeloupe, France

Classification Agris : P10 - Ressources en eau et leur gestion
P33 - Chimie et physique du sol

Auteurs et affiliations

• Cabidoche Yves-Marie, INRA (GLP)
• Guillaume Patrice, CIRAD-CA-Canne à sucre (GLP)
• Hartmann Christian, IRD (MTQ)
• Ruy Stéphane, INRA (FRA)
• Blanchart Eric, IRD (MTQ)
• Albrecht Alain, ICRAF (KEN)
• Mahieu M., SECI (MTQ)
• Achouak Wafa, CEA (FRA)
• Heulin Thierry, CEA (FRA)
• Villemin G., CNRS (FRA)
• Watteau Françoise, CNRS (FRA)
• Bellier G., IRD (FRA)

Source : Cirad - Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/484522/)

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