ETUDE DE LA DYNAMIQUE DES CARACTERES CHIMIQUES ET PHYSICO-CHIMIQUES DU SOL

Les modes d’altération des roches

Les diverses roches qui constituent l’écorce terrestre ayant des structures différentes régissent différemment aux agents d’altération.
1. Le granite : C’est une roche éruptive à structure grenue composée de cristaux de quartz, feldspaths, amphiboles et mica noir. L’altération du granite conduit à un sol sableux argileux teinté par les oxydes de fer. Sous les climats tropicaux, le granite altéré évolue vers l’argile latéritique.
2. Les dolérites : Ce sont des roches éruptives composées essentiellement de feldspaths calcosodiques et de pyroxène, un peu de magnétite et rarement de quartz. Sous climat tempéré, l’altération des dolérites conduit à la formation des argiles riches en chaux. Sous climat tropical, le processus aboutit à la formation d’argile latéritique.
3. Les basaltes : L’altération du basalte commence par la décomposition de l’olivine SiO4(MgFe)2 qui se transforme en oxyde de fer Fe2O3.3H2O. Ceci aboutit à la formation de bauxite par combinaison de cristaux de feldspaths et de pyroxène. On a alors un sol rouge composé de grains amorphes très petits avec des grains de quartz apportés par les eaux de ruissellement. Du point de vue chimique, il y a lessivage progressif de Na, Ca, K, oxydation de FeO en Fe2O3 et augmentation de la teneur en Al2O3 et en TiO2. C’est le processus de la formation des terres rouges épaisses de 5 à 6 m qui évoluent en donnant la latérite.
4. Roches siliceuses : Les grès : Leur altération donne en général un sol sablo-argileux.
5. Roches calcaires : Elles sont essentiellement constituées par du CaCO3. Les éléments associés sont les grains de quartz, les fossiles et les argiles

Propriétés des acides organiques

Ce sont des acides forts circulant à l’état colloïdal et capables d’attaquer les roches. On distingue deux types d’acides organiques selon leur formation : les acides non humifiés et les acides humifiés. Les acides non humifiés conservent leur forme primaire ou ont subi une légère modification à partir de leur source. [6.a] Les acides humifiés sont, par contre, formés pendant la dégradation des débris de végétaux et d’animaux dans le sol. Ce sont des acides qui n’ont pas de formules chimiques fixes, mais qui se différencient par leur solubilité dans des solutions acides, solutions basiques ou même dans de l’alcool. [6.c] On désigne par acide fulvique la fraction soluble dans les solutions acides et insolubles dans les solutions basiques. L’acide humique est la fraction soluble dans les solutions basiques mais insoluble dans les solutions acides. L’acide hymatomélanique est la fraction soluble dans les alcools. Les acides non humifiés sont des mélanges d’acides aliphatiques simples et des complexes aromatiques et hétérocycliques.[6.c]

Nature des complexes organo-minéraux

La structure présente une relative uniformité. Le cation central est en général soit Fe3+, soitAl3+. Ces complexes se trouvent sous la forme de polymères hydratés comportant encore des charges positives.
Exemples : Fe(OH)2+ , Al(OH)2+ , Fe(OH)2+, Al(OH)2+
Ils se présentent sous deux formes :
– Ils peuvent se trouver englobés au sein des molécules organiques et perdent alors leur caractère cationique. Ils forment alors un complexe très stable dont l’état dispersé ou floculé ne dépend pas de la concentration des solutions électrolytiques.
– Ils peuvent conserver leur charge positive et rester à l’état de cations liés aux radicaux organiques. Ils sont alors très sensibles à la floculation par les électrolytes.

Les caractéristiques de chaque type de texture

• Les textures très fines, caractérisées par une quantité élevée en argile, correspondent aux sols plastiques ou sols lourds. Les sols ayant ces textures sont difficiles à travailler et sont à fort pouvoir adhésif.
• Les sols les plus grossiers, qui ont une texture sableuse, sont les sols légers. Ils manquent de cohésion, et sont faciles à travailler.
• Dans les textures moyennes, on distingue deux types de granulométrie de propriétés différentes :
– Les limons argilo-sableux qui n’excèdent pas 30 à 35% de limon. Ils ont une texture parfaitement équilibrée comportant à la fois suffisamment de colloïdes et d’éléments grossiers. C’est la « terre franche ».
– Les sols très riches en limons (limons fins, limons très fins et limons argileux). La propriété des colloïdes minéraux est souvent insuffisante pour permettre la formation d’agrégats. Ces colloïdes sont pourtant suffisamment fins pour boucher des pores grossiers. Il y a donc une diminution considérable de l’aération et de la perméabilité.
• Les terres argilo-calciques ont une structure assez bonne en présence d’une quantité de matières organiques. En effet, les matières organiques corrigent partiellement les défauts de la texture très fine.

CONCLUSION

L’étude de la dynamique des caractères chimiques et physico-chimiques du sol nous montre que : Certains éléments dans le sol sont très mobiles. C’est le cas des cations échangeables, et des nitrates. Leurs concentrations dans le sol tendent à diminuer au cours du temps. Cette diminution est très marquée pour les types de cations qui ne sont pas présents dans la composition d’engrais ajouté. C’est le cas des cations échangeables Ca et Mg pour le NPK, ou le cation acide Al pour le compost. D’autres éléments ont des concentrations qui ne subissent qu’une légère variation dans le sol. On peut en citer le cas de K échangeable ou les oligoéléments comme le Cu et le Zn. L’apport de compost a augmenté les teneurs en ces types d’éléments. En ce qui concerne la matière organique, l’apport de NPK semble diminuer le mécanisme de la minéralisation de sol. Il peut donc y avoir un ralentissement de l’activité microbiologique du sol. Par contre, on observe une bonne minéralisation de la matière organique en utilisant le compost Le phénomène de fixation de P dans le sol est aussi observé dans notre travail. Ni l’ajout de NPK, ni celui de compost ne peuvent empêcher cette fixation. Seulement, on a pu constater qu’il y a des moments où sa concentration s’accroît dans le sol. L’utilisation de compost semble accélérer l’occurrence de cet accroissement. A coté, on a pu remarquer une possible corrélation entre le P, le N ammoniacal et le potentiel du milieu. Ces phénomènes pourraient faire l’objet d’une autre étude un peu plus poussée car c’est un aspect très intéressant surtout du point de vue agronomique. On a pu remarquer que l’apport de NPK dans le sol n’a pas pu augmenter les teneurs en K échangeable, en N Kjeldahl et en P assimilable du sol. Ces éléments apportés restent donc dans la solution de sol et se perdent ensuite par le mouvement de l’eau. Il est donc recommandé de ne pas utiliser le NPK dans les types de sols où le mouvement d’infiltration d’eau est possible. C’est le cas des sols à textures limoneuses, comme celui qu’on vient d’étudier, ou celui des sols à texture sableuse. D’après les résultats de notre étude donc, nous envisageons de continuer et d’élargir notre travail au milieu semi-contrôlé, et cette fois-ci, en présence de riziculture, qui est la base de la nourriture des Malgaches

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Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : GENERALITES
I- Formation du sol
I-1. Les agents d’altération des roches
I-2. Les modes d’altération des roches
II- Les éléments constitutifs du sol
II-1. Les éléments minéraux
II-2. Les éléments organiques du sol
II-3. L’eau du sol
II-4. Les gaz
II-5. Les complexes organo-minéraux
DEUXIEME PARTIE : RAPPEL SUR LES PROPRIETES DU SOL
I.Les propriétés physiques
I-1. La texture
I-2. La structure
II- Les propriétés chimiques et physico-chimiques
II-1. La capacité d’échange cationique (CEC)
II-2. Les réactions d’échange cationique
II-3. Les réactions de fixation
II-4. Le pH
II-5. Les cations échangeables
II-6. Le phosphore
II-7. L’azote
II-8. Le rapport C/N
TROISIEME PARTIE : METHODOLOGIE D’ANALYSE
I- Les méthodes optiques
I-1. La loi de Beer-Lambert
I-2. Les transitions électroniques
I-3. La spectrophotométrie d’absorption dans l’ultraviolet et le visible
I-4. La spectrométrie d’absorption atomique
I-5. La spectrométrie de flamme par émission
II- Les méthodes chimiques
II-1. Les réactions entre les acides et les bases
II-2. Les réactions entre les oxydants et les réducteurs
QUATRIEME PARTIE : LES TRAVAUX PERSONNELS
I.Le dispositif expérimental
II.La composition chimique des engrais
II-1. Le compost
II-2. Le NPK
III.Modes opératoires et résultats d’analyses
III-1. Les analyses physiques
III-2. Les analyses chimiques et physico-chimiques
III-3. Tableau récapitulatif des résultats d’analyses chimiques et physico-chimiques
IV.Représentations graphiques des résultats et interprétations
IV-1. L’acidité d’échange
IV-2. Le pH
IV-3. La matière organique – Les composés azotés – Le rapport C/N
IV-4. Le phosphore assimilable
IV-5. Les bases échangeables
IV-6. Les oligoéléments
IV-7. La capacité d’échange cationique
IV-8. Comparaison des courbes représentatives de NH4+ échangeable, de P assimilable et de Mn extractable
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES