Search

International audience; Long-term organic fertilizer (OF) application on agricultural soils is known to induce soil Cu and Zn contamination, along with pH and organic matter changes, which in turn alter the soil Cu and Zn availability. Our study was aimed at assessing Cu and Zn availability in long-term OF-amended soils by distinguishing the importance of increased contamination levels versus pH and organic matter changes in soil. Seventy-four soil samples were collected over time from fields corresponding to three soil types upon which no, mineral, or organic fertilization had been applied over a decade, and thus exhibited a gradient of Cu and Zn contamination, pH, and organic matter concentration. Soil Cu and Zn contamination (i.e. total and DTPA-extractable Cu and Zn concentration), soil solution chemistry (i.e. pH and dissolved organic matter concentration and aromaticity) and Cu and Zn availability (i.e. total concentration and free ionic activity in solution and DGT-available concentration in soil) levels were measured. The Windermere humic aqueous model (WHAM) was used to estimate Zn2+ activity and dissolved organic matter (DOM) binding properties in soil solution. Regardless of the soil type, organic fertilization increased Cu and Zn contamination in soil, in addition to the pH and the DOM concentration, aromaticity and binding properties in soil solution. The pH increase prompted a decrease in the total Zn concentration and Zn2+ activity in soil solution. The concomitant pH increase and DOM concentration, aromaticity and binding properties boosted the total Cu concentration but decreased the Cu2+ activity in soil solution. DGT-available Cu and Zn varied very little between the three fertilization modalities. Our results suggest that pH and DOM changes were able to regulate Cu and Zn availability in long-term OF amended soils by exerting a protective effect that offset the concomitant increase in soil Cu and Zn contamination.

International audience; The isotopic exchange kinetic (IEK) method allows assessing the rate of orthophosphate ions (Pi) exchange between the solid phase and the solution of the soil with time. However, two challenges have to be tackled when using this technique in soils with a very low water extractable Pi concentration (C-P) and with a high sorbing capacity for Pi. The first is that current colorimetric methods do not allow quantifying Pi concentrations lower than 10 mu g P L-1. While the second challenge is that a significant fractionation between P isotopes may occur in the soil solution system in the presence of soils with high Pi sorption capacity. We assessed here: i) whether concentrating the blue phosphomolybdate complex (BPMC) in hexanol prior to its measurement would allow to lower the detection and quantification limits of Pi, ii) whether a significant isotopic fractionation between (32)Pi and (33)Pi could occur during IEK experiments conducted in the presence of high Pi sorbing substrates (e.g., pure goethite or Malagasy soils) and iii) whether the IEK method when used in conjunction with the hexanol concentration of the BPMC to measure C-P would detect changes in Pi isotopic exchangeability in a ferralsol cropped with upland rice following the input of manure or water soluble fertilizer. The detection and quantification limits of the BPMC concentrated by hexanol were 0.3 and 0.8 mu g P L-1, respectively, using a cell of 10 cm length for the colorimetric measurement. The IEK conducted on Pi amended goethite and on Malagasy soils with (32)Pi and (33)Pi did not show any systematic isotopic fractionation between both isotopes, suggesting that in these soils (31)Pi and (32)Pi or (33)Pi have a similar behavior during isotopic exchange. The analysis of the soils sampled in the field experiment showed a significant increase in the amount of Pi isotopically exchangeable after 1 min only after the application of water soluble P. This increase was paralleled by increases in rice yield and P export by grains demonstrating an increased P availability in this treatment. In conclusion, the IEK method can be used in low P and high Pi sorbing soils as the hexanol concentration method allows measuring very low C-P and as the different P isotopes have a similar behavior in the soil/solution system. The IEK experiments conducted in the presence of goethite, however, point out to the necessity of taking into account the dispersion of particles for a proper interpretation of the isotopic data.

National audience

Erosion et environnement sont des sujets sensibles aux Antilles. Les rivières torrentielles qui dévalent les montagnes volcaniques provoquent des crues spectaculaires et leurs eaux brunâtres traversent les plantations, envasent les anses maritimes et polluent les côtes touristiques. Cependant, quand on parcourt les bananeraies qui couvrent les mornes de Martinique, les indices d'érosion ne sont pas nombreux : on observe des zones de tassement de la surface du sol, quelques rigoles sur les pentes de plus de 20%, de profondes ravines qui drainent les flancs des collines, mais aucune croûte de battance. Localement, le long des routes et des torrents, on apperçoit des glissements de terrain sur des pentes très raides (supérieures à 50%). Sur les terres travaillées fréquemment, on peut observer des talus (hauteur dépassant un mètre en une dizaine d'années), conséquences de l'érosion mécanique sèche provoquée par les outils de travail du sol. Les pluies se répartissent de façon très hétérogène sous bananeraie ; on a observé une zone de concentration des eaux le long des faux troncs et sur le glacis dénudé autour des souches (où sont concentrés les engrais et les nématicides), puis une zone protégée par la canopée en forme de parapluie et enfin, une zone pilonnée par de grosses gouttes qui se concentrent au bout des feuilles, découpent des agrégats et creusent de petites dépressions. Au-delà de 15% de pente, on observe quelques griffes d'érosion qui concentrent les eaux de ruissellement dans l'interrang, mais les vieilles feuilles et autres résidus de culture ralentissent les eaux de surface et limitent très efficacement l'érosion linéaire. L'étude (par la méthode des points quadrats) des états de surface du sol sous bananeraie établie a montré que la canopée couvre 64% de la surface, les souches et les glacis peu perméables occupent 18%... (D'après résumé d'auteur)

In tropical regions, soil structure degradation is an important agronomic problem. A study of the variability of the topsoil structure in a small region of the Sudano-Sahelian zone was undertaken in order to separate the variations due to natural factors from those induced by agricultural activity. A model of porosity distribution in the landscape was established, and regression equations enabling scientific forecasting of porosity for .sites where laboratory investigations were not carried out, but for which information on soil profile and cropping system are available were established. This model was obtained from limited laboratory investigations, and is a good illustration of the value of the statistical method employed.

L'analyse des différents facteurs de dégradation du milieu naturel dans le sud Saloum (Sénégal) met en évidence le rôle majeur du ruissellement dans les processus actuels. Des études, menées en mode synchronique ou diachronique, permettent de quantifier les flux en présence à l'échelle de la surface élémentaire ou de la parcelle de culture. La variabilité spatiale des états de surface le long d'une toposéquence représentative explique, en grande partie, les différentes conditions de genèse du ruissellement rencontrées. Cependant, l'évolution du couvert végétal durant la saison des pluies et son interaction avec les techniques culturales influencent l'aptitude du sol au ruissellement. Un modèle empirique de détermination des lames ruisselées est élaboré mais son utilisation est limitée par la forte variabilité spatiale des caractéristiques des croûtes sableuses superficielles. Leur comportement physique et hydraulique est décrit à l'aide de quelques exemples. Ces éléments de diagnostic permettent d'établir les principaux objectifs dévolus à une gestion du ruissellement à l'échelle de la parcelle agricole. Des techniques d'aménagement sont mises en place sur deux bassins versants élémentaires (2,5 ha). Leur influence est étudiée grâce à une analyse comparative des paramètres hydrologiques et agronomiques avant et après aménagement.

L'infiltrométrie multidisques à succion contrôlée est utilisée pour caractériser l'hydrodynamique des souches superficielles d'un sol gravillonnaire soumis à trois modes contrastés de gestion du profil cultural : semis direct de maïs et de cotonnier, labour avant chaque culture, labour récent sur jachère. On montre que cette technique permet d'avoir accès de façon simple aux deux paramètres phénoménologiques de l'infiltrabilité (la conductivité hydraulique et la sorptivité capillaire), à partir desquels il est possible d'inférer d'autres grandeurs physiques explicatives du comportement hydraulique différencié des trois traitements. Les résultats semblent mettre en évidence un effet positif mais relativement fugace du labour sur l'infiltrabilité (augmentation de la conductivité, mais surtout de la sorptivité) et sur le temps d'apparition du ruissellement. Ils permettent également de proposer un schéma d'évolution du comportement hydrophysique des couches de surface en liaison avec le travail du sol et le développement d'un réseau de macropores conduisant à des écoulements préférentiels, invalidant ainsi les essais de type Muntz à charge positive pour caractériser l'infiltrabilité. Il apparaît également que, pour ce sol, la sorptivité capillaire est une propriété importante à déterminer pour décrire son infiltrabilité

Dans une station expérimentale agronomique, le comportement des plantes cultivées peut dépendre autant des variations liées au support que des différences de techniques culturales. Sur huit parcelles agronomiques de la station de Dalanda, au Togo central, des variations édaphiques ont été comparées avec celles du rendement du cotonnier au cours de la campagne 1989. Les variations édaphiques ont été déterminées par l'observation de coupe de sol, et par la cartographie du microrelief et des états de surface. Les hétérogénéités du rendement ont été mesurées en se basant sur un traitement agronomique homogène. La méthode employée permet de cartographier le comportement du cotonnier et de comparer les cartes obtenues avec les variations spatiales des caractéristiques du support. Des corrélations ont été établies entre des caractéristiques du sol, les états de surface et le rendement en coton-graine. (Résumé d'auteur)

Essai de quantification et de localisation des sites d'échange responsables de la forte sélectivité des argiles riches en halloysite pour le potassium. Dans les 6 échantillons d'argiles déferrifiées provenant de l'horizon B de sols développés sur matériau pyroclastique basaltique de l'Ouest Cameroun, on observe une relation étroite entre la sélectivité pour K@+ et la teneur relative en halloysite. Les mesures des superficies suggèrent que la plupart des sites d'échange sont localisés sur les surfaces interfoliaires des argiles smectitiques de type 2 : 1, où la charge du feuillet contrôle probablement le degré de sélectivité pour K@+. De telles observations confirment l'association structurale étroite existant entre les feuillets hydratés de type 1 : 1 et les argiles gonflantes de type 2 : 1, dont la nature sera précisée dans la 2e partie de cette étude

Les résultats de la 1ère partie de cette étude sont combinés avec les données minéralogiques obtenues par l'analyse chimique, la diffraction des rayons X, la spectroscopie infra-rouge par transformées de Fourier, la thermogravimétrie et la résonance paramagnétique électronique de six argiles provenant de sols sur matériau pyroclastique basaltique de l'Ouest Cameroun. Ceci permet d'esquisser un modèle d'argile présentant des feuillets de type halloysite/smectite interstratifiés, justifiant ainsi les propriétés d'échange cationique observées dans ces argiles