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Scientific registration nº : 2240
Symposium nº : 20
Presentation : poster
Dégradation d’un sol ferralitique argileux suite à sa
mise en culture
Degradation of a clayey Oxisol by tillage
ESPINDOLA Carlos Roberto (1), FERNANDES Márcia Ribeiro (2)
(1) UNICAMP, Cidade Universitária, 13081-490, Campinas, SP, Brasil
(2) Av. Rainha Elizabeth, 394, Apto 302, 22081-030, Rio de Janeiro, RJ, Brasil
Introduction
Les dernières décades ont connu une grande expansion des activités
agricoles au Brésil, surtout dans les régions les plus développées, comme l’Etat de São
Paulo, au Sud-est du pays. La soja, la canne à sucre et les citrus occupent de grandes
extensions territoriales, en employant une intense mécanisation des opérations et aussi
de grandes quantités de produits agrochimiques.
La substitution de la végétation naturelle de tous les écosystèmes entraîne
une forte diminution du charbon organique du sol cultivé (Harris et al.,1966), en
provoquant plusieurs conséquences négatives au milieu.
La fertilité du sol est un aspect très vulnérable à ces modifications, mais la
composante chimique présente un contrôle rélativement simple. Cependant, la
décomposition rapide de la matière organique constitue un facteur de dégradation de la
structure du sol. Parmi ses plusieurs effets sur les agrégats, elle diminue la taxe d’entrée
d’eau au dedans des pores, par la réduction de la «mouillabilité» des particules
secondaires (Caron et al.,1994); cela donne de meilleures conditions pour une
humectation lente et uniforme des agrégats, ce qui évite la rupture que l’expulsion de
l’air provoque.
D’autre façon, presque tous les instruments agricoles entraînent des couches
compactées et une conséquente réduction de la permeabilité du sol (Baver et al., 1972).
Cette condition représente une réelle dégradation de la structure du sol, ce qui peut être
caractérisé par quelques paramètres pédologiques (Fernandes & Espindola, 1994). Les
valeurs de la densité apparente (ou globale) sont capables d’indiquer ce processus;
Donahue (1965) a établi une valeur-limite supérieure tolérable de 1,4 g/cm3 pour les
sols argileux, à partir d’où les végétaux ont des problèmes d’enracinement.
La porosité totale (volume total de pores), obtenue indirectement par le
calcul à partir des valeurs de la densité apparente et de la densité réelle (ou des
particules), est un autre paramètre indicatif pratique pour les interprétations quand les
variations des densités sont petites (Boni et al.,1994). Cependant les valeurs les plus
convenables pour les interprétations sont la macro et la microporosité (Hillel, 1982),
parce que les pratiques agricoles modifient la géométrie du système poral et la
continuité des espaces du sol, ce qui affecte les fluxes hydriques (Bouma et al.,1982).
1
Des études plus raffinées peuvent être effectuées sur des lames minces des sols, pour
l’examen micromorfologique au microscope (Kertzman, 1996; Lucarelli, 1997).
Dans ce travail, la dégradation d’un sol ferralitique argileux est étudié
(Latosol Rouge-Foncé), quand il est soumis à des pratiques agricoles intensives, sous la
culture de soja, par rapport à la condition de forêt. Pour cela, les valeurs suivantes sont
utilisées: de matière organique, de densité, de porosité (total, macro et micro) et de
conductivité hydraulique des horizons superficiels (jusqu’à 45 cm de profondeur), pour
chaque condition (la forêt et la soja).
Méthodes et Matériaux
Le sol étudié est un Latosol Rouge-Foncé argileux (Ferralitique typique;
Oxisol; Ferralsol), à la ville de Campinas, à l’Etat de São Paulo, dans la région Sud-est
du Brésil.(Figure 1). Il est très profond, sur des roches sedimentaires (les siltites et les
argilites), dans un relief doux et un climat mésotermique humide dont l’hiver est sec
(type Cfa de Köppen); la précipitation annuelle est de 1380 mm et la température
mensuelle est 21oC.
La végétation naturelle est la forêt tropicale humide semidécidue.
Sous la végétation originale le sol présente une structure superficielle
grumelleuse bien développée succedée par des blocs compactés (quand elle devient
massive et peu poreuse associée à des granules épars) sous la culture de soja voisine.
Au-dessous de 45 cm la structure est toujours microgranulaire ou microagregée, typique
de l’horizon latossolique (Bw).
Les deux premiers horizons des profils ont eté échantillonnés; l’horizon A
(0-20 cm) et AB (20-45 cm) de la forêt, et l’horizon Ap (0-15 cm) et AB (15-42) de la
culture de soja. Ils ont environ 50% (500 g kg) d’argile et 11-13 % de fer libre, d’après
Fernandes (1993).
Figure 1. Localisation de la région étudiée
2
La matière organique a eté déterminée par la méthode Walkey-Black
(Nelson & Sommers, 1986); la densité apparente ou global (Da) par l’anneau
volumétrique et la densité réelle ou des particules (Dr) par la méthode de l’alcool
éthylique (Camargo et al., 1986). Le volume total de pores (VTP) a eté calculé par la
formule: VTP= 1- Da: Dr (dm: dm-3). La micro et la macroporosité ont eté déterminées
par la table de tension, à partir des échantillons indeformables dans des cylindres
d’Uhland. Toutes les déterminations ont eté effectuées à 4 répétitions. Le coefficient de
conductivité hydraulique a eté determiné par un permeamètre de Guelph instalé à 10 et à
30 centimètres de profondeur, recevant 3 et 6 cm de charge hydraulique.
Résultats et Discussions
Les données du Tableau 1 permettent d’établir des comparaisons entre les
états des sols sous la végétation naturelle (la forêt) et sous le maniement agricole (la
soja).
La diminution de la matière organique atteint 55% dans l’horizon superficiel
du sol sous la soja, probablement en raison de la petite quantité de résidus de la culture
qui y restent (Carpenedo & Mielniczuk, 1990).
En accompagnant ce décroissement-là, les paramètres volumétriques
souffrent d’importantes variations, qui influencient le comportement du sol cultivé.
La densité apparente change de 1,08 (A) et 1,07 (AB) kgdm-3 à 1,30 (Ap) et
1,23 (AB) kgdm-3 dans le sol sous la soja, ce qui représente des augmentations
correspondantes de 20 et 15% pour le paramètre.
Tableau 1- Des valeurs de matière organique, de densité et de porosité dans les horizons
superficiels des sols etudiés
Horizon
(cm)
Matière
Organique
(gkg-1)
A
AB
0-20
20-45
66
19
SOL SOUS FORET NATURELLE
1,08
2,61
0,59
1,07
2,60
0,59
0,26
0,23
0,29
0,34
Ap
Ab
0-15
15-42
30
20
SOL SOUS CULTURE DE SOJA
1,30
2,56
0,49
1,23
2,63
0,43
0,24
0,21
0,37
0,38
Ap
AB
Profondeur
Densité
Apparente
Réelle
(kgdm-3)
VTP*
P o r o s i t é
Macro
Micro
(dmdm-3)
VARIATION DES PARAMETRES (%) – SOL NATUREL x SOL CULTIVE
0-15
-55
+20
-2
-17
-8
15-42
+6
+15
0
-10
-9
* Augmentation (+) ou diminution (-) dans le sol cultivé, par rapport au sol naturel
+28
+12
Cependant on n’a pas atteint la valeur limite de 1,4 kgdm-3 (Donahue,
1965), où les végétaux montrent des problèmes d’enracinement; Boni et al. (1994) ont
observé un développement latéral, près de la surface du terrain, des racines des
légumineuses, dans un latosol rouge argileux riche en oxydes de fer, à cause d’un
compactage mécanique qui a conduit la densité apparente à 1,4 kgdm-3.
3
Les modifications de la densité réelle sont méprisables pour les conditions
étudiées, mais ces valeurs sont très utiles pour le calcul du volume total de pores (VTP),
ce qui facilite les interprétations, grâce à son expression en pourcentage. Donc,le VPT
du sol naturel (dans les horizons A et AB) change de 0,59 dmdm-3 (ou 59%) à
0,49dmdm-3 (ou 49%) dans l’horizon Ap (0-15 cm) et à 0,53 dmdm-3 (ou 53%) dans
l’horizon AB (15-42 cm) dans le sol cultivé. Ces valeurs correspondent à des
augmentations de 17% (de 0 à 15 cm) et de 10% (de 15 à 42 cm) dans le sol sous la
soja.
Ces variations numériques sont en accord avec les observations
morphologiques des profils des sols: la structure poreuse et grumelleuse superficielle
dans la forêt se transforme en une structure massive compacte en forme de blocs sous la
culture de soja. Cela constitue probablement le trait le plus généralisé de l’agriculture
brésilienne des ces dernières décades. La comparaison avec un sol sous une végétation
naturelle, qui a été faite pour ces études, et qu’ont avait déjà fait auparavant à quelques
années (Moura Filho & Buol, 1972), est très utile.
La tendance générale du maniement agricole est celle de provoquer la
diminution de la macroporosité et, par conséquent, causer l’augmentation de la
microporosité, due au réarrangement des unités structurelles du sol cultivé (Rando,
1991), surtout pour les cultures annuelles.L’intensification des pratiques et le nombre
d’années de la culture ont la tendance à agrandir ce problème (Machado et al., 1981).
Dans la situation étudiée dans ce travail la macroporosité a démontré une susceptibilité
moins faible à des variations, avec une diminution inférieure à 10%, mais la
microporosité a augmenté beaucoup dans l’horizon superficiel, c’est à dire, plus de
28%.
Certainement ces changements volumétriques affectent la continuité du
réseau des pores et, par conséquent, les chemins et les vidanges des fluxes hydriques
(Bouma et al., 1991). Pour cela, le coefficient de conductivité hydraulique est un
paramètre convenable d’analyse, comme démontrent les résultats dans le Tableau 2.
Tableau 2 - Valeurs des coefficients de conductivité hydraulique dans les sols étudiés
(en mm/min)
Charge Hidraulique
3 cm
6 cm
Profondeur
(cm)
10
30
10
30
Sol sous forêt
Sol sous soja
31,0
24,6
47,8
26,1
2,9
2,7
6,0
1,8
Réduction du
coefficient (%)
91
89
87
93
On vérifie que la diminution de la conductivité hydraulique est très forte
(environ 90%) dans le sol cultivé. Dans la forêt il y a une action plus forte des
macropores associées à une distribution plus homogène des macro et des micropores
(une bande moins ample des valeurs extrêmes) que celle que la structure grumelleuse
rend propice. Cette condition a eu observé dans quelques autres régions byoclimatiques
brésiliennes, surtout dans les latosols argileux (Moura Filho & Buol, 1972; Centurion &
Demattê, 1985).
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Conclusions
La substitution de la forêt par la culture de soja a entraîné une dégradation
du sol, qui, au départ, est traduite par une forte diminution de la matière organique et,
ensuite, par le compactage des horizons superficiels. A la destruction de la structure
s’accompagnent des augmentations de la densité apparente et de la microporosité et, en
même temps, des diminutions du volume total de pores et de la macroporosité.
Par conséquent, la diminution de la conductivité hydraulique est de 90%, ce
qui va réfléchir sur les pertes d’eau et de sol par l’érosion superficielle. Dans ces
conditions, il y aura toujours moins volume d’eau incorporé au dedans de la couverture
pédologique, aussi bien qu’une discontinuité des fluxes internes et des problèmes
d’enracinement des végétaux.
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Mots clés : tassement, porosité, conductivité hydraulique, labour, sol ferralitique
Keywords : compaction, porosity, hydraulic conductivity, tillage, oxisol
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