Les sols cultivés

Sommaire et contenu du livre "Les sols cultivés"

Table des matières

Avant-propos III

Aperçu historique sur la connaissance des sols
et la nutrition minérale des végétaux XV

• CHAPITRE 1 Généralités sur le sol 1

1.
Description générale 1

2.
Origine, formation et composition des sols 3

2.1
Désagrégation des roches 3

2.2
Actions de caractère biologique 6

2.3
Approches analytiques -Constituants fondamentaux du sol 8

3.
Le sol, système énergétique complexe II

4.
Fonctionnement général du sol -Compartiments de sol 12

5.
Constituants fondamentaux et environnement racinaire 14

5.1
Environnement physique 14

5.2
Environnement chimique et physico-chimique 15

6.
Les hétérogénéités du sol 16

Bibliographie 20

• CHAPITRE 2 Fractions minérales grossières 21

1.
Rappel sur les constituants fondamentaux du sol 21

2.
Caractéristiques granulométriques 21

3.
Composition minéralogique 22

4.
Évolution des fractions minérales grossières 24

4.1
Altération géochimique 24

4.2
Altération biochimique 25

• Définition minéralogique • Définition granulométrique • Principaux consti­tuants des argiles des sols
1.2 Méthodes d'étude 31
• Méthodes physiques· Méthodes thermiques· Méthodes chimiques • Méthodes physico-chimiques -Capacité d'échange
2. Structure des phyllosillicates -Argiles des sols 34
2.1 Structure générale des argiles 34
• Éléments structuraux des feuillets -Coordinance • Dispositif tétraédrique· Dis­positifoctaédrique • Plans ioniques -Maille -Formule structurale
2.2 Substitutions isomorphiques hétérovalentes 41 2.3.Compensation des charges 41
Conséquences fondamentales· Structure de quelques minéraux argileux ­Exemples de compensations de charges
2.4 Liaisons interfoliaires -Dispositions relatives des feuillets 44
.

2.5 Argiles interstratifiées 46
2.6 Pseudophyllites ou argiles fibreuses 46
2.7 Classification des minéraux argileux 49
2.8 Argiles des sols 49
• Minéralogie des argiles de sols· Associations de l'argile avec d'autres compo­sés du sol· Notions sur la genèse des argiles
3. Propriétés des minéraux argileux 52
3.1 Caractères fonctionnels de la particule argileuse 52
• Origines des propriétés des argiles· Forme, surface des particules· Charge des particules, couche diffuse
3.2 Adsorption et échange de cations 56
• Description du phénomène· Caractéristiques du phénomène d'échange· Nature des ions fixés -Courbes de titration -Capacité d'échange • Expressions graphiques du phénomène d'échange -Relations quantitatives
3.3 Adsorption et échange d'anions 65
3.4 Floculation et dispersion des argiles 66
3.5 Système argile-eau 67
• Absorption de l'eau par l'argile· Causes de l'absorption d'eau -Particularités de l'eau adsorbée • Comportements du système argile-eau
3.6 Les argiles dans les sols 70
4.
Intérêt agronomique de l'argile 72

4.1
Activités liées à l'établissement de liaisons diverses 72

4.2
Activités liées à la charge électrique 72

5.
Compléments -Aperçu sur les systèmes colloïdaux 73

5.1
Définitions 73

5.2
Quelques caractéristiques des systèmes colloïdaux 74

• Dimensions et surface des particules • Phénomène de diffusion • Stabilité des systèmes colloïdaux
5.3
Floculation des colloïdes irréversibles 77

• Couche diffuse -Couche adhérente • Analyse du phénomène de floculation·
Structure du floculat -Cas des particules argileuses
Bibliographie 83

• CHAPITRE 4 Fraction organique du sol 85

1.
Aperçu général sur la matière organique des sols et son évolution 85

l.l
Origine de la matière organique su sol 85

1.2
Voies de la dégradation de la matière organique du sol 86

1.3
Différentes catégories de substances organiques du sol 88

1.4
Difficultés d'étude de la fraction organique non vivante du sol 89

2.
Substances organiques non humiques 89

2.1
Glucides et substances apparentées 90

2.2
Composés azotés 92

2.3
Lipides et composés dérivés 92

2.4
Lignine et composés dérivés 92

2.5
Acides organiques 94

2.6
Enzymes 94

3.
Substances humiques 95

3.1
Définitions 95

3.2
Extraction et méthodes d'étude 96

• Extraction • Méthodes d'étude· Étude des différentes fractions
3.3
Constituants des substances humiques 99

• Composition élémentaire • Groupes fonctionnels caractérisés dans les sub­stances humiques • Composés organiques décelés dans les substances humiques
3.4
Structure des substances humiques 104

3.5
Propriétés des substances humiques 105

• Nature colloïdale -Acidité -Courbes de titration • Adsorption et échange d'élé­ments minéraux· Adsorption de composés organiques • Activité oxydo-réductrice
• Floculation· Hydratation
4.
Les substances organiques dans le sol III

5.
Intérêt agronomique de la fraction organique du sol III

5.1
Aspects comparatifs des fractions argileuse et organique III

5.2
Influence sur l'environnement physique des racines 112

5.3
Influence sur l'environnement chimique et physico-chimique des racines 112

6.
Complexes organiques et organo.minéraux 114

6.1
Complexes organo-minéraux 114

6.2
Types de liaison entre composés organiques et minéraux argileux 114

• Liaisons de caractère électrostatique • Liaisons covalentes· Liaison hydrogène
• Liaisons de LoNDON -VAN DER WAAlS· Liaison par insertion interfoliaire
6.3
Structure d'un complexe organo-minéral 116

Bibliographie 118

CHAPITRE 5 Environnement physique de la racine 119

1.
Texture des sols 119

1.1
Analyse granulométrique 119

1.2
Représentations graphiques 121

1.3
Composition physique du sol -Représentation graphique 122

2.
Structure des sols 123

2.1
Définition 123

2.2
Genèse de la structure du sol 125

• Types de liaisons possibles· Interactions entre constituants du sol
2.3
Types de structure 128

2.4
Espace poral, porosités et densités des sols ; 129

2.5
Déterminations relatives à la structure des sols 129

2.6
Estimation de la stabilité structurale 132

• Test de tamisage sous l'eau· Test de percolation
2.7
Évolution, dégradation de l'état structural du sol 134

• Action de l'eau· Tassement, compacité
2.8
Amélioration et conservation de l'état structural du sol 138

2.9
Structure et agronomie 138

3.
La phase liquide du sol 140

3.1
L'eau dans le sol 140

• Rappels sommaires sur l'eau· États et comportements de l'eau dans le sol ­Aspects descriptifs
3.2
États énergétiques de l'eau dans le sol 143

• Potentiels de l'eau dans le sol· Phénomènes de capillarité· Le potentiel matri­ciel· Relations entre le potentiel matriciel et les teneurs en eau du sol
3.3
Teneurs en eau du sol -Déterminations -Valeurs caractéristiques 151

• Détermination pondérale • Détermination des teneurs en eau sur un sol en place par sonde à neutrons • Capacité de rétention (C.R.) -Capacité au champ ­Évaluations -Variations· Points de flétrissement -Détermination -Variations· Eau disponible pour la plante
3.4
Circulation de l'eau dans les sols 156

• Circulation en sols saturés· Circulation en sols non saturés
3.5
Humectation du sol par les pluies 161

• Infiltration de l'eau dans un profil de sol • Redistribution de l'eau dans le profil
• Dessèchement d'un sol nu par évaporation
3.6
Alimentation en eau du végétal 165

• Réserve hydrique· Système sol-plante-atmosphère • Accès de l'eau du sol à la racine
3.7
Bilans hydriques des sols 169

• Éléments du bilan hydrique • Expression des bilans hydriques· Aspects métho­dologiques
3.8
Aspects agronomiques 172

• L'eau et le développement végétal· L'eau et l'activité microbienne du sol· Excès d'eau dans les sols
4.
L'état thermique du sol , 176

4.1
Éléments du bilan thermique des sols 176

4.2
Propagation de la chaleur dans un solide 177

• Propagation dans un milieu homogène· Propagation de la chaleur dans le sol ­Couverture du sol
4.3
Régime thermique dans un profil de sol 180

• Oscillations thermiques • Profils thermiques
4.4
Aspects agronomiques 182

• État thermique, végétation, population microbienne· État thermique et tech­
niques culturales
Bibliographie 184

.
CHAPITRE6 Environnement chimique

de la racine 187

1.
Dynamique générale des transferts d'éléments dans le sol 187

1.1
Besoins végétaux et disponibilités du sol 187

1.2
Les transferts dans le sol 188

1.3
Phénomènes de solubilisation et d'insolubilisation 191

1.4
Phénomènes d'échange -Échange d'ions positifs 192

• Études expérimentales quantitatives des phénomènes d'échange· Définitions ­Déterminations analytiques· Facteurs de variation de la capacité d'échange· Nature des ions fixés sur le complexe
1.5
Échange d'anions 196

• Réaction du sol et comportement végétal· Réaction et propriétés des sols· Amélioration de la réaction des sols
3. Transferts gazeux dans le sol-Transferts d'électrons 207
3.1 Phase gazeuse et respiration du sol 207
3.2 Transferts gazeux entre l'atmosphère et le sol 208
• Transferts par convection· Transferts par diffusion
3.3 Transferts d'électrons dans les sols 210
3.4 Aperçus sur les phénomènes d' oxydo-réduction 211
• Systèmes redox, réactions d'oxydo-réduction • Potentiel d'oxydo-réduction • Détermination des valeurs Eh des sols -Résultats
3.5 Différents processus oxydo-réducteurs rencontrés dans le sol 214
• Éléments chimiques concernés· Processus exclusivement chimiques· Processus biochimiques
3.6 Intérêt agronomique des transferts gazeux et des transferts d'électrons dans le sol 216
4. Le potassium 218
4.1 Généralités -États dans le sol 218
4.2 Transferts de potassium dans le sol 220
• Solubilisation des minéraux primaires· Solubilisation des engrais· Pertes par lessivage· Minéralisation des substances organiques· Transferts du potassium dans le sol
4.3 Approches sur la disponibilité du potassium dans le sol 222
• Alimentation des racines· Aspects méthodologiques
4.4 Aspects agronomiques 225
• Fertilisation potassique· Protection racinaire du sol· Références analytiques
5. Le phosphore
5.1 Généralités -États dans le sol 226
• Composés minéraux du phosphore dans le sol • Composés organiques du phos­phore· Formes ioniques du phosphore· Formes adsorbées du phosphore
5.2 Évolution du phosphore apporté au sol 229
•
Phosphates solubles· Évolution des phosphates naturels· Évolution du phos­

•
phore organique et activité biologique


5.3 Dynamique du phosphore dans le sol 231
• Transferts généraux du phosphore dans le sol • Mobilité du phosphore dans le sol
5.4
Alimentation phosphorée du végétal 236

• Évaluation du phosphore du sol disponible pour la plante • Facteurs divers du transfert du phosphore du sol vers la racine
5.5
Aspects agronomiques 237

• Choix des fertilisants phosphatés • Ampleur de la fertilisation phosphatée ­Avance aux cultures· Prospection racinaire du sol -Localisation des engrais· Pertes dues à l'érosion du sol
6.
Calcium· Magnésium 239

6.1
Le calcium 239

• États du calcium dans le sol· Transferts de calcium dans le sol· Intérêt agro­nomique de l'ion calcium
6.2
Le magnésium 242

• États du magnésium dans le sol -Transferts de magnésium dans le sol -Aspects agronomiques
7.
Les oligo-éléments 244

7.1
Les oligo-éléments dans le végétal 244

7.2
Les oligo-éléments dans le sol 245

• Teneur des sols en oligo-éléments -Mobilité • Facteurs de la disponibilité des oligo-éléments dans le sol
7.3
Diagnose des carences -Valeur seuils 249

7.4
Exemple de carence végétale: la chlorose ferrique 250

7.5
Aspects agronomiques 251

7.6
Phénomènes de toxicité -Pollution des sols 253

• Actions toxiques d'oligo-éléments dans le sol· Pollution des sols
8.
La solution du sol 255

8.1
Extraction 256

8.2
Composition 257

8.3
Variations quantitatives de composition 258
• Variations d'origine physico-chimique • Variations d'origine biologique •
Variations avec lafumure

8.4
Transfert des solutés dans le sol 259

• Facteurs d'action • Alimentation racinaire
8.5
Eaux de drainage 262

• Méthodes d'étude -Quantités drainées -Composition· Pertes d'éléments dues au drainage • Pollution nitrique des nappes aquifères -Aspects agronomiques
9.
Complément du chapitre 6 270

9.1
Première loi de Fick 270

9.2
Deuxième loi de Fick 272

Bibliographie 273

• Facteurs physiques· Facteurs chimiques· Mobilité des micro-organismes dans le sol
1.3 Sociologie de l'ensemble vivant du sol 294
• Interactions entre les racines et la micro-population· Interactions affectant la micro-population· Équilibre biologique du sol
1.4 Intérêt agronomique de la biomasse 298
2. Les processus biochimiques fondamentaux dans les sols cultivés 299
2.1 Humification 301
• Différents aspects du phénomène· Analyse du phénomène· Lieux de formation des substances humiques
2.2 Minéralisation 306
• Causes de la minéralisation· Processus de la minéralisation· Facteurs de la minéralisation
2.3 Nitrification 315
• Espèces bactériennes nitrifiantes· Facteurs de la nitrification dans le sol • Inhi­biteurs de nitrification· Nitrification et ammonification • Biochimie de la nitrifi­cation
2.4 Dénitrification 318
• Facteurs de la dénitrification· Biochimie de la dénitrification· Dénitrification et agronomie
2.5 Fixation non symbiotique de l'azote moléculaire 321
• Micro-organismes fixateurs .d'azote • Processus biochimique de la fixation· Facteurs de la fixation • Fixation non symbiotique de l'azote et agronomie
2.6 Fixation symbiotique de l'azote moléculaire 322
• Aspects généraux du phénomène· Biochimie de lafuation de l'azote· Le rhizo­bium dans le sol, inoculation • Quantités d'azote fixées par les légumineuses cul­tivées
3. Dynamique générale de la matière organique 326
3.1 Formation et évolution dans le système sol-plante-atmosphère 326
3.2 Transferts élémentaires 326
• Carbone· Azote· Soufre et phosphore
3.3 Étude quantitative 328
• Aperçu sur les techniques expérimentales· Bilan organique des sols cultivés ­Turnover de la matière organique· Modèles d'étude· Taux de minéralisation de la matière organique
3.4
Teneur des sols en matière organique 334

• Équilibre organique des sols· Facteurs de la teneur en matière organique des sols -Aspects agronomiques
3.5
L'azote minéral dans les sols 339

• Variabilité dans l'espace et dans le temps· Dynamique de l'azote minéral dans le sol -Modèle compartimentai· Bilan annuel des transferts d'azote minéral en sol cultivé· Aspects agronomiques du bilan de l'azote minéral -Fertilisation azo­tée • Azote minéralisable
4.
Le soufre 345

4.1
Le soufre chez les végétaux et dans le sol 345

• Le soufre chez les végétaux • Le soufre dans le sol
4.2
Transferts de soufre dans le sol -Dynamique du soufre 347

• Apports au sol· Échanges avec le complexe absorbant • Drainage, insolubilisa­tion • Dynamique du soufre organique -Homologie avec la dynamique de l'azote
4.3
Aspects agronomiques 350

Bibliographie 351

• CHAPITRES La fertilité des sols 355

1.
Concepts sur la fertilité des sols 355

1.1
Aspects agronomiques de la notion de fertilité 355

• Difficultés d'expression • Proposition d'une expression analytique de lafertilité
1.2
Fertilité propre du sol 357

• Définition -Analyse fonctionnelle de la fertilité· Sources de facteurs de crois­sance· Transferts des facteurs de croissance· Caractère dualiste du fonctionne­ment du sol
2.
Estimation de la qualité de fonctionnement d'un sol cultivé 362

2.1
Différents aspects du problème 362

2.2
Qualité de l'environnement chimique des racines -Fertilité chimique 363

• Présentation synoptique· Analyse chimique des sols· Analyse des végétaux • Cultures en vases de végétation
2.3
Qualité de l'environnement physique des racines -Fertilité physique du sol ..... 371

• Présentation synoptique· Déterminations concernant la fertilité physique
2.4
Biologie et fonctionnement du sol 372

• Action sur les facteurs de croissance· Action sur la qualité des transferts des facteurs de croissance· Action de la micro-population sur la racine elle-même
3.
Fertilité des sols et agronomie 374

Bibliographie 375

Ouvrages généraux 377

Index 379


5. Intérêt agronomique des fractions minérales grossières 26
5.1 Caractéristiques dimensionnelles 26
5.2 Caractéristiques évolutives 26
Bibliographie 27
• CHAPITRE 3 Constituants argileux 29
1. Généralités 29
1.1 Définition -Constituants minéraux des argiles 29

2. Transferts de protons dans le sol -Réaction des sols 198
2.1 L'ensemble protonique du sol-pH du sol 198
2.2 Détermination de la réaction des sols , 200
2.3 Variations du pH des sols 201
2.4 Le pH des sols calcaires 203
2.5 Réaction des sols et agronomie 204

• CHAPITRE 7 Environnement biologique
et biochimique de la racine , 277
1. La biomasse des sols 277
1.1 Les organismes vivants du sol 277
• Organismes vivants autres que les racines • Racines
1.2 Facteurs de variation de l'activité microbienne du sol 287