Utilisation de l’énergie ultrasonore pour élucider les effets de la décomposition des résidus végétaux sur l’agrégation du sol
Citation
Zhu, Z., Angers, D.A., Field, D.J., Minasny, B. (2017). Using ultrasonic energy to elucidate the effects of decomposing plant residues on soil aggregation. Soil & Tillage Research, [online] 167 1-8. http://dx.doi.org/10.1016/j.still.2016.10.002
Résumé en langage clair
Les sols sont composés d’un mélange complexe de matières solides, d’eau et d’air. On appelle la façon dont ces éléments sont disposés la structure du sol. La structure du sol est formée d’agrégats qui sont des agglomérats de particules de sol. Dans un sol de qualité, ces agrégats sont relativement gros (quelques millimètres) et stables, c’est à dire qu’ils résistent aux contraintes extérieures comme les gouttes de pluie. L’application de matières organiques sur les sols améliore généralement leur stabilité. Toutefois, la stabilité des agrégats peut être difficile à mesurer. Dans le cadre de cette étude, nous avons utilisé une nouvelle technique pour mesurer la stabilité des agrégats à l’aide d’énergie ultrasonore. Nous avons étudié l’effet de la qualité et de la quantité des résidus sur la quantité d’agrégats formés et leur résistance relative. La stabilité des sols amendés avec des résidus de luzerne était habituellement plus grande que celle des sols amendés avec de la paille d’orge, mais, à long terme, cette dernière a produit des agrégats plus solides, surtout à des taux d’application élevés. Ce résultat n’a pu être démontré qu’au moyen de l’agitation ultrasonore, qui permet de quantifier l’énergie nécessaire pour libérer et disperser les agrégats du sol. Cette nouvelle technique est donc prometteuse pour élucider les mécanismes qui déterminent la stabilité des sols et les effets résultants sur l’érosion des sols.
Résumé
© Elsevier B.V., 2016. Les agrégats stables à l’eau se forment généralement après l’ajout de matières organiques dans le sol. Ce processus est médié par l’interaction entre les microbes et la matière organique du sol de façons que l’on ne comprend pas encore complètement. Pour mieux comprendre les effets de la décomposition des résidus végétaux sur la dynamique des agrégats, nous avons amendé un sol argileux ayant naturellement une faible teneur en carbone organique avec deux sources différentes de matière organique (luzerne, C:N = 16,7 et paille d’orge, C:N = 95,6), selon différents taux d’application (0, 10, 20 et 30 g C kg-1). Les échantillons de sols amendés ont été incubés pendant une période de trois mois au cours de laquelle la respiration du sol a été évaluée à l’aide de la méthode de récupération du NaOH, la stabilité à l’eau des agrégats a été déterminée à partir du diamètre moyen pondéré (DMP) par tamisage humide, et la résistance relative des agrégats exposés à une agitation par ultrasons a été modélisée en utilisant les courbes caractéristiques de perturbation des agrégats (ADCC) et de dispersion des sols (SDCC). Comme prévu, la qualité et la quantité de matière organique ajoutée déterminent le taux de respiration du sol, les échantillons amendés avec de la luzerne (0,457 g CO2 C g-1 C pour le taux de respiration total) étant supérieurs aux échantillons amendés avec de la paille d’orge (0,178 g CO2 C g-1 C), peu importe le taux d’application de C. La qualité des résidus et la quantité de matière organique ajoutée ont également influé sur la quantité d’agrégats formés et leur résistance relative. Le DMP des sols amendés avec des résidus de luzerne était supérieur à celui des sols amendés avec de la paille d’orge à des taux d’application plus faibles et au début de l’incubation (p. ex. après 28 jours d’incubation et avec un taux de 10 g C kg-1, le DMP était de 575 μm et de 731 μm dans le cas de la paille d’orge et de la luzerne, respectivement). Toutefois, à plus long terme (après 84 jours d’incubation), l’utilisation d’énergie ultrasonore a révélé que la paille d’orge produisait des agrégats plus résistants, surtout à des taux d’application plus élevés, même si elle présentait un DMP semblable à celui obtenu avec la luzerne. L’utilisation de l’agitation par ultrasons, qui permet de quantifier l’énergie nécessaire pour libérer et disperser les agrégats, nous a permis de différencier les effets des apports de C sur la taille des agrégats stables et leur résistance relative.