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International audience; Le changement d’usage des terres et l’impact de l’anthropisation sur les milieux forestiers tropicaux sont en progression constante sous les tropiques et en Guyane française. Ces changements sont souvent accompagnés de défriches mécanisées qui favorisent la compaction du sol. Notre objectif était de suivre l’évolution de la compaction du sol d’une parcelle de forêt naturelle exploitée (7 ha) soumise à une défriche mécanisée alternative (itinéraire « chop and mulch », couvert herbacé de Stylosanthes guianensis), puis replantée de quatre espèces forestières commerciales. Sur cet espace présentant finalement diverses couvertures de sol (sol nu, mulch, couvert herbacé), nous avons mesuré la densité apparente jusqu’à 30 cm de profondeur et effectué le test d’infiltration simplifié de Beerkan lors de trois campagnes : avant, juste après et neuf mois après la défriche. Avant la défriche, les sols avaient une très bonne capacité d’infiltration (111 cm/h), étaient peu denses à 0-5 cm de profondeur (0,88) et denses à 5-30 cm (1,19 à 1,40). Juste après la défriche, les sols avaient une capacité d’infiltration très réduite (2 cm/h) et leur couche de surface avait été fortement compactée (1,28) contrairement aux couches plus profondes (1,41 à 1,49). Neuf mois après la défriche, les sols avaient retrouvé une très bonne capacité d’infiltration (149 cm/h), particulièrement sous le couvert herbacé de S. guianensis, et leur couche de surface avait retrouvé une densité proche de l’état initial (1,01), contrairement aux couches plus profondes (1,46 à 1,58). De futures recherches sont nécessaires pour expliquer le retour rapide à l’état initial de la couche de surface et estimer la contribution relative de la macrofaune du sol, des racines et de la fissuration.

International audience; Zinc (Zn) occurs naturally in soils, but spreading Zn-rich livestock manure on agricultural soils may lead to hazardous Zn levels. Interactions between exogenous Zn (from animal manure) and the soil matrix must be assessed to predict its behavior. We conducted soil density fractionation using sodium polytungstate solutions (LST) to isolate and identify the soil constituents and investigated their associations with Zn within five density fractions by characterizing the total organic carbon (TOC), mineralogy and Zn speciation. We analyzed a clayey Hapludox soil from a field experiment that had received pig slurry applications over an 11-year period, causing a 2-fold increase in the Zn concentration within the 0-5 cm layer relative to the control soil. Two density fractions with contrasting compositions were found: (i) a light fraction (

Assessing soil organic carbon (SOC) stocks is a methodological issue for SOC monitoring at regional scale but crucial for global agendas of SOC sequestration to mitigate climate change and reduce food insecurity. The ‘4 per mille Initiative: Soils for Food Security and Climate’, highlighted agricultural soil as a major lever for climate action and the need to assess SOC stock at different spatial and temporal scale. Infrared spectroscopy appeared as a promising tool to address this methodological issue. This work aimed to evaluate the potential of visible-near-infrared (VNIR) and mid-infrared (MIR) spectroscopic measurement methods to predict SOC stock and its variables (SOC content and bulk density) in tropical volcanic soils of ‘La Reunion’ island. The diversity of agricultural soils of ‘La Reunion’ was captured in the sample set (n = 95) with soil orders such as Andosols, Cambisols and Ferralsols. Partial least squares regressions (PLSR) with leave-one-out cross validation were used to build prediction models. With RPD higher than 2, the present study showed good prediction accuracy of models by MIR and VNIR spectroscopy of SOC content, bulk density and SOC stock for measurements in the laboratory or in the field. Accurate and direct SOC stock predictions were achieved on dried and sieved soil samples with MIR spectroscopy (RPD = 2.25; R2cv = 0.80; RMSEcv = 0.69 KgC m−2) and VNIR spectroscopy (RPD = 2.74; R2cv = 0.87; RMSEcv = 0.61 KgC m−2) but also directly on cores in the field with VNIR spectroscopy (RPD = 3.29; R2cv = 0.91; RMSEcv = 0.51 KgC m−2). This unexpected ability to predict directly SOC stocks by infrared spectroscopy can be partly explained by the high SOC content coupled with the large variation of SOC content and bulk density, providing a large range for those variables, and then a higher predictability. Yet these results questioned the underlying drivers of the bulk density and SOC stock, both being largely physical parameters supposed to be hardly predictable by infrared spectroscopy. Analyses of mean spectra and regression coefficients, combined with amorphous product (Alo, Feo, Sio, Alp, Fep) prediction models, demonstrated that these were detected in the spectra and were the drivers of SOC stock accurate predictions by infrared spectroscopy. Short-range ordered minerals, especially allophanes, appeared as proxy of the bulk density, and amorphous products such as Alp and Fep indicated the presence of organo-mineral complexes involved in SOC storage. Such promising results for SOC stock predictions from near- and mid-infrared volcanic soil spectra, confirmed that VNIR and MIR diffuse reflectance spectroscopy are an appropriate tool, rapid, low cost and non-destructive, to study SOC stocks in tropical volcanic soils. Upscaling of SOC stocks across the agricultural soils of the island is now just a step ahead, following external validation with additional data to validate the robustness of the prediction models.

Though soil bulk density (BD) is important for crop growth and land management, information about BD is often missing in soil database due to the fact that the determination of BD is time consuming and labor intensive. In order to fill this gap, pedotransfer functions (PTFs) have been developed for predicting bulk density during last decades. To avoid non-valid extrapolation, the validity domain of PTFs should be investigated. In this study, a PTFs for bulk density was built using GBM model on data from Region Centre and we tested its validity on data from mainland France except Region Centre. Standardized Euclidean distance was applied to distinguish dissimilar soil samples from Region Centre data and other regions data. The established PTFs were not suitable for predicting these dissimilar samples. In order to make a balance between prediction accuracy and the number of samples can be predicted with our PTFs, different cutoff limits of Standardized Euclidean distance was compared. When optimized distance cutoff limit was at 97%, compared to result without excluding dissimilar samples, RMSPE value on test data decreased from 0.179 to 0.163 g cm − 3 . An additional sampling strategy based on these dissimilar samples can improve the predictive ability of PTFs. We also suggest that the purposive sampling strategy or the systematic and dense sampling strategy will do large contribution in robust modelling of PTFs.

International audience; Soil aggregate stability is a key factor in soil resistance to water erosion, which is a threat to soils in a large part of northern Tunisia. The analysis of the spatial variability of soil aggregate stability provides both agronomic and environmentally useful information. However, extensive measurements of soil aggregate stability remain tedious and expensive. This study explores two different approaches as alternative to measurements of soil aggregate stability. One approach estimated aggregate stability via laboratory measurements of soil elementary properties using multiple linear regressions known as pedotransfer functions. The second approach, which is methodologically innovating, was based on the geological pattern as a proxy for aggregate stability using regression-kriging analysis. A set of 113 soil samples from an 800 km² agricultural region that included the Lebna watershed (Cap Bon, Tunisia) were collected from the soil surface layer (0-10 cm depth). Samples were analyzed for elementary properties (i.e., soil texture, total carbon and nitrogen, iron, CaCO3, salinity, CEC and pH) and for soil aggregate stability according to the normalized method (ISO/DIS 10930, 2012), which considers three indexes (MWD) calculated for three contrasted wetting conditions and disruptive energies. Most soils in the study area were non-salted with an alkaline pH and relatively low organic carbon content. Of the soils, 35% were clay soils, and 55% had a balanced soil texture. The average of the three soil aggregate stability indexes (MWDmean) ranged from 0.38 to 2.80 mm, and this property showed large variability from instable soils to very stable ones. Analysis of pedotransfer functions determined that the best predictor variables for soil aggregate stability were silt, organic matter and iron. Geostatistical analyses at the regional scale showed spatially structured soil aggregate stability (variograms with sills reaching a 5 km distance). Using geological information as ancillary data, the prediction of soil aggregate stability with regression-kriging was similar to that of pedotransfer functions. A regression-kriged map of soil aggregate stability associated with a map of prediction uncertainties was developed. The resulting maps and methods of this study can be useful in the development of management options that minimize water erosion risks in the studied area.

This study was performed on the experimental Crop-News site of Kamboinsé. This research was initiated by Agro-ecology Based Aggradation-Conservation agriculture (ABACO) and Woody Amendments for Sub-Sahelian Agriculture (WASSA) projects to carry out soil restoration to improve harvests. Knowing these two parameters is important for evaluating the available stock of water in the root zone of sorghum and Piliostigma reticulatum. Given the importance of these soils, an experimental site of 25 parcels was installed on the distinct agricultural practices (Zaï + Mulch, Zaï + Mulch + P. reticulatum, direct seedling + Mulch + P. reticulatum). Sampling was performed on soil at 10 centimeters from the surface to 60 cm which were tested in the laboratory for bulk density and total porosity. The results obtained showed that the soil at the experimental site is less dense at the surface in the first 20 cm and denser in the last 20 cm in depth.The effect of P. reticulatum was also remarkable in the parcels with shrubs where the smallest range of variation is observed in parcel 7 (with High Shrubs Density) which varies from 1.82 to 1.99 g /cm3 along the whole depth (up to 60 cm) for bulk density and from 24.95 to 31.19 % for total porosity.Parcels with Zaï but without shrubs (parcel 1, 9, 13 and 23) have lesser bulk density ranging from 1.73 to 1.86 g /cm3and lesser total porosity ranging from 34.81 % to 29.72 % at the surface.

International audience; Increasingly mechanized timber harvesting and the repeated use of skid trail networks may affect ground vegetation differently at subsequent stages in the forest rotation. At a fine scale, no studies have yet compared the influence of micro-environmental factors and the effects of skid trail disturbance on ground flora diversity. We investigated understory diversity patterns on skid trails in 30-, 50- and 63-year-old oak forests in the northern half of France. Subplots were placed on skid trail center, wheel track, skid trail edge plus an off-trail control. At each subplot, we measured soil moisture, soil compaction (penetration resistance and bulk density) and photosynthetic active radiation and recorded the abundance of all vascular plants. The richness and abundance of ground flora were calculated based on the classification of their life form, seed bank persistence, light preference and moisture requirements. For each ecological group, we found out its best diversity indicator from subplot location, micro-environmental factors (soil moisture and compaction, light) and stand attributes (stand type, basal area), then assessed the magnitude and negligibility of the effect of the best indicator. (1) Higher soil compaction compared to controls was detected on the tracks of skid trails in the 50- and 63-year-old stands. Neither soil moisture nor light varied with subplot location whatever the stand type. (2) The best diversity indicator that showed non-negligible effects included subplot location, and soil moisture or soil compaction. Compared to controls, skid trails in the 50- and 63-year-old stands were richer in tree and short-term seed bank species, while skid trails in the 30-year-old plots had no effect on ground flora. The abundance of tree and shade-tolerant species was also higher on skid trails. Soil moisture was positively correlated with the richness of low- and high-humidity species, shade-tolerant species and transient seed bank species as well as with the abundance of short-term seed bank species. Bulk density positively affected heliophilous species richness, while penetration resistance was positively related to shrub abundance. Skid trails and soil compaction in our research area had either no impact or a positive impact on ground flora diversity. Longer-term studies of skid trail effects are needed to validate these main findings.

La profondeur de sol est une propriété importante à prendre en compte pour un grand nombre d’applications. La mesure directe par des méthodes destructives est ponctuelle et coûteuse. Les méthodes géophysiques sont citées comme alternative. Ce travail compare l’analyse des ondes de surface, la tomographie de résistivité électrique en conditions sèches et en diachronique pour estimer la profondeur de sol dans des contextes géo-pédologiques variés en milieu viticole méditerranéen. Les résultats montrent qu’aucune de ces méthodes n’est utilisable avec succès dans tous les contextes., Bedrock depth is an important property for a lot of environmental and agricultural applications. Direct estimates of bedrock depth from destructive soil observations are too costly for being extended to large areas. Geophysical methods are often cited as possible alternatives. This study examine the ability of the Spectral Analysis of Surface Waves (SASW) method combined with classical high resolution Electrical Resistivity Tomography (ERT) one to predict soil and rooting depths of vineyard soils in French Mediterranean area. Results showed that none of the two tested geophysical methods was able to predict soil depths in all pedological situations.

International audience; Pedotransfer functions (PTFs) are used to estimate certain soil properties that are difficult and costly to measure front others more easily available. Bulk density is one important soil property. Although nor requiring complex analysis, its measurement remains time consuming and is lacking in many soil surveys. For several decades, PTFs have been developed for predicting soil bulk density. Most of these PTFs are suited only for specific agro-pedo-climatic conditions, however, and can be applied only within a limited geographic area. In this study, we derived and experimented with two new PTFs based on a multiple additive regression trees (MART) method, and assessed their performance compared with existing PTFs when applied to a country-level soil database, the Reseau de Mesures de la Qualite des Sols (RMQS) survey network. This database was designed to include the major soil types and land uses in France. The first proposed PTF (Model m) involves only three predictors typically found in the existing PTFs for bulk density (C content and texture) and the second one (Model M) includes eight easily accessible quantitative and qualitative predictors (e.g., soil taxon). Both models significantly outperformed existing PTFs. Without arbitrarily partitioning the data set before fitting the model, the m and M MART models yielded R-2 values of 0.83 and 0.94, respectively. The predictive quality on independent data, assessed using cross-validation, was also improved compared with published PTFs, with R-2 reaching 0.62 and 0.66 and root mean square prediction errors of 0.123 and 0.117 Mg m(-3) for the two MAPT models.

La canne est une plante en C4, cultivée en semi-pérenne, qui, généralement, croît 11 mois sur 12 et est récoltée chaque année. Des rendements supérieurs à 100 tonnes/ha sont obtenus sous irrigation en climat chaud et aride avec des bonnes pratiques agricoles. Au Soudan, le niveau en carbone d'un vertisol grumulosic cultivé sous canne avec irrigation depuis 15 ans a été comparé à celui qui prévaut dans le même type de sol, mais resté sous une culture traditionnelle pluviale. L'analyse porte aussi sur la matière sèche produite par la culture qui fournit l'énergie nécessaire à l'irrigation. Dans la zone étudiée, la canne est brûlée immédiatement avant la récolte et, en raison de la présence de termites, tous les résidus de culture sont brûlés. Les résultats présentés sont basés sur: (i) la détermination à 4 niveaux du sol de son taux en carbone organique et de sa masse volumique apparente, cette dernière mesure étant faite au densitomètre à membrane au voisinage de la capacité au champ; (ii) des données générales concernant la production des parties aériennes de la culture à la récolte et des données sur la croissance racinaire. Après 15 ans de culture de canne irriguée, le premier mètre du sol contient près de 30% de C de plus (115 vs. 84 t/ha) que sous culture traditionnelle pluviale et 82, 50, 7 et 9% de plus dans les niveaux 0-15, 30-45, 60-75 et 90-105 cm respectivement. Puisque le brûlage de la canne avant la récolte et des résidus de culture après la récolte est la règle, l'augmentation du stock en matière organique dans les sols sous canne est essentiellement due à la croissance racinaire annuelle. Cet accroissement du taux en matière organique du sol représente 16% de la matière sèche des cannes usinables produites en 15 ans (en moyenne 70 t/ha/an) ou encore 9,5% de la matière aérienne totale produite pendant cette même période. Si l'on considère le coté énergétique de la culture, à un rendement de 70 t/ha, c.à.d. celui réalisé en moyenne depuis la création de la plantation, le brûlage de la bagasse par l'usine couvre, pendant la saison de coupe, les besoins en énergie de la sucrerie, les besoins domestiques des habitations du domaine cannier et ceux nécessaires à l'irrigation. Cependant, si le rendement est de 100 t/ha et en admettant (i) qu'une tonne de canne fournie à l'usine produise 260 kg de bagasse (essentiellement des fibres, un peu de sucres et 50% d'eau) et (ii) que l'on améliore significativement le rendement énergétique des chaudières (actuellement l'efficience de conversion est de 15 à 20% mais il peut atteindre 30 à 35% en utilisant la technologie à haute pression de vapeur) il est possible de disposer de l'énergie nécessaire à l'irrigation tout au long de l'année, et même de compenser celle correspondant à la fabrication des engrais dont la culture a besoin, ou aux dépenses énergétiques liées à la réalisation des opérations agricoles. En conclusion, en zone semi-aride, une culture de canne à sucre bien conduite présente comme atout de permettre en 15 ans une forte une augmentation du stock en C du sol (ici + 30%, soit + 30 t C/ha ou 2 t C/ha/an ) par rapport au sol en culture pluviale. En plus, elle peut produire, par le brûlage de son sous produit, la bagasse, plus d'énergie qu'il est nécessaire à cette culture et à l'extraction du sucre tout en fournissant plus de 10 tonnes de sucre et plusieurs tonnes de mélasse par hectare et par an. Quelle culture fait mieux ? (Texte intégral)

In order to avoid or limit soil erosion in semi-humid environments, annually increasing number of Brazilian farmers have adopted no tillage techniques for about twenty years. These techniques are less aggressive than conventional tillage, and have a lot of effects on physical, chemical and biological properties of soil. Moreover, these techniques seem to have positive effects on yield, working time, carbon sequestration, and economic balances at farm level. They seem to be an interesting alternative to conventional tillage in terms of feasibility and sustainability. This paper presents the first results in farmers environment of the physical impact of no-tillage practice. Observations and sampling were realized in a farm (Fazenda Santa Fe), in which historical data were available. A sample of plots which have been cultivated in no-tillage for 10, 8, 6, 4 and two years, have been identified, and a listing of technical operations (sewing, fertilization, pesticide applications, harvesting, crop residue management etc.) has been constituted. These plots constitute a chronosequence. With comparative intentions, other plots cultivated with conventional tillage were also sampled, so as soils which had never been cultivated. Soil profile characterisation, bulk density, soil structure, and macrofauna activity, were studied. Results showed significant differences for some of these parameters, and non significant for others. Significant while unexplained differences in bulk density were observed. Soil macrofauna activity seemed to present high contrast between plots. In this situation, genuine good physical and chemical properties of this soil (latosols on basalt) probably did not allow the expression of the expected effects of no tillage.

The study was carried out in a high yielding field (HYF) and a lower yielding field (LYF). Soil samples were collected in an increment of 15 cm down to 75 cm during the growing season (moist) and after harvest (dry) and from a virgin site. The bulk densities (BD) of LYF under the ridge are higher than those of HYF whereas the BD under the furrow in HYF are higher than those of the LYF The study shows that under dry soil conditions the BD values under the ridge are lower than those of the virgin land in the top 30 cm whereas below 30 em the BD of the cultivated land are higher than those of the virgin land. Under moist soil conditions and below 15 cm, BD under the ridge of cultivated land are lower than those of the virgin land. Under furrow BD of cultivated land are lower than those of the virgin land. Available water capacity of the cultivated land is about 12% while that of the virgin land is 19%. Soil moisture curves show some variability in water retention of these two fields while in virgin land the curves cluster around a narrow range for any pF level reflecting uniformity of pore size.

La détermination de gammes de conditions d'intervention avec un outil et une cellule motrice donnés, pour un état final du sol souhaité à partir d'un état initial, peut faciliter la définition du calendrier cultural, la maîtrise des coûts et le choix des matériels en fonction des itinéraires retenus. Le colloque sur le travail du sol dans les systèmes mécanisés tropicaux a été l'occasion pour divers organismes français et étrangers de présenter les résultats de leurs travaux dans ce domaine. Les différentes présentations ont concerné d'une part les méthodes de caractérisation des paramètres d'utilisation des matériels agricoles et les techniques de description de l'état du sol avant et après l'intervention des machines, et d'autre part les effets de ces interventions sur l'évolution des caractéristiques du sol à court et à moyen terme. Les discussions finales ont insisté sur l'intérêt de ce type d'approche et ont conclu à la nécessité de développer des programmes de travail qui prennent en compte des critères non seulement techniques mais aussi organisationnels pour aider au choix et à la décision des praticiens, des utilisateurs de matériels et des producteurs.

Au Niger, le climat sahélien se caractérise par un déficit d'alimentation en eau des plantes aggravé, depuis 1968, par une sécheresse persistante. Aussi la création de périmètres irrigués devrait assurer l'augmentation de la production agricole. Or on a constaté leur abandon par les paysans. Le dysfonctionnement hydrique des sols apparaît l'hypothèse d'explication la plus vraisemblable. Une étude fondamentale sur le comportement et le fonctionnement hydriques des sols hétérogènes de la vallée du Niger a été réalisée. L'analyse en composantes principales, portant sur les horizons, a permis d'élaborer une typologie simplifiée des sols. L'analyse statistique élémentaire, traitant de la variabilité verticale de ces sous-groupes, a fourni les lois de distribution de leurs propriétés physiques, hydriques et hydrodynamiques. L'analyse géostatistique a décelé l'existence d'une variabilité spatiale horizontale d'une unité pédologique cartographiée homogène au 1/25 000e. L'approche déterministe a montré le rôle important du Na, du pH et de la densité apparente sur la variabilité des humidités remarquables et des porosités. Il est possible de classer ces sols en un nombre minimum d'hydrosystèmes dont le fonctionnement peut être prédit avec une fiabilité suffisante

Voir aussi 19-158, 19-225.

Ce travail est une contribution à la mise au point d'une méthodologie de caractérisation des conditions d'intervention des ensembles tracteurs-outils et de leurs actions sur les sols agricoles. Le tracteur entraînant un outil rotatif animé par la prise de force a été caractérisé au frein afin de pouvoir, au cours des interventions, recenser les consommations énergétiques ainsi que les conditions d'utilisation de l'outil. La mesure du foisonnement qui est une caratéristique essentielle du travail du sol a été abordée par la méthode profilographique qui s'avère une technique de terrain intéressante puisqu'elle permet de mesurer les variations de masses volumiques apparentes sèches et l'état de surface du sol qui a pu être corrélé avec l'indice d'émiettement mesuré classiquement par macrogranulométrie. La profilographie qui est une méthode de terrain encore laborieuse mais qui peut être automatisée se revèle être une technique rapide de caractérisation des états initiaux des sols soumis aux contraintes créées par les outils agricole.

Le but de cette étude sur "les techniques culturales à faible intrant pour la production du riz" est la recherche de possibilités de diminution de certains intrants pour la préparation des sols lors de la mise en place de la culture du riz. L'action de recherche est la possibilité de réaliser un semis direct du riz ou procéder par une préparation minimum du sol après deux précédents culturaux : - Riz récolté au stripper, - Légumineuse (soja). Auparavant, une étude sur le comportement du riz dans un sol compacte (gradient de densité comparable aux valeurs in-situ) a été entreprise dans le but de mieux préciser les contraintes d'implantation de semis de riz pluvial

International audience

Ce rapport, d'usage interne, est constitue par la juxtaposition de trois notes : -travail du sol dans les Hauts de l'Ouest de la Reunion -projet de creation d'un laboratoire de physique des sols a la Reunion -utilisation simplifiee de la sonde VN de surface

Le suivi des humidités et des densités d'un profil cultural donne de bonnes indications sur son état physique et sur son évolution sous les actions combinées du bioclimat et des façons culturales. Les techniques habituelles de mesure de densité apparente et d'humidité sont généralement fiables mais présentent des inconvénients majeurs notamment de lenteur et de pénibilité des mesures. Par contre, la sonde gamma-neutronique permet d'accéder aux valeurs d'humidité et de densité sèche dans des délais et des conditions bien meilleurs qu'avec d'autres techniques, cela avec une précision acceptable