Relations entre les caractéristiques physico-chimiques des sols

Matériels et méthodes

Site d’étude Le site d’étude de Loundoungou (WGS 84 : 2°22’N ; 17°43’E) se situe dans le nord de la République du Congo au sein de la concession forestière de Cib-Olam. Il fait partie des dispositifs permanents du projet DynAfFor (Dynamique des forêts d’Afrique centrale. Voir Annexe I). Ce projet étudie l’influence de l’environnement et de l’exploitation forestière sur la dynamique de la forêt (régénération, croissance, mortalité). Le dispositif d’étude s’étend sur deux blocs de 400 hectares dans chacun desquels 2 parcelles permanentes de 9 hectares ont été délimitées (Figure 1). Notre travail s’est limité aux 4 parcelles de 9 ha. La végétation fait partie de l’écorégion Guinéo-congolaise et est une forêt ombrophile semi-sempervirente (White 1986; Fayolle et al. 2012).

Le climat est de type Am –climat de mousson– selon la classification de Köppen-Geiger. Les précipitations annuelles sont d’environ 1670 mm (Gillet 2013; Freycon 2014) avec une saison sèche marquée entre décembre et février où les précipitations mensuelles sont inférieures à 60 mm (Samba et al. 2008). La température moyenne annuelle est de 25,3°C à Ouesso (Samba et al. 2008) avec de faibles variations intra-annuelles (Vennetier 1965; Bauwens et al. 2017). L’altitude varie entre 395 et 470 mètres (Freycon 2014). Le substrat géologique est constitué d’alluvions du Cénozoïque (Boulvert 1994). La zone correspond à un piedmont entre un plateau et la cuvette congolaise (Freycon 2014). Le sol principal varie entre une texture argilo-sableuse et sablo-argileuse. Il est qualifié de Xanthic Acrisol –Xanthic : sol ferralitique jaune ; Acrisol : enrichissement d’argile en profondeur suite à la migration de celle-ci de la surface vers les horizons inférieurs.

Ces sols possèdent une faible activité des argiles et une faible saturation des bases selon l’IUSS Working Group WRB (2015). Dans cette région, la minéralogie principale est composée de kaolinite (type 1:1), de sesquioxydes de fer et d’aluminium (Boissezon et al. 1969). Le site d’étude est caractérisé par la présence de termitières épigées géantes ( Ø : 10 m ; H : 5 m) (Freycon 2014) a priori construites par M. muelleri (Roisin, communication personnelle). Les termitières sont caractérisées par la présence d’un cône central de terre argileuse durcie, édifié par les termites, et d’un cône périphérique de terre meuble qui résulterait de l’érosion du premier (Figure 2).

Identification des termites et statut des termitières

Les termitières construites par M. muelleri ont été caractérisées selon les espèces de termites présentes au sein de l’édifice. L’identification des termites a été opérée par l’observation de critères facilement identifiables sur le terrain comme la présence éventuelle de meules, la morphologie des individus, la forme de la termitière (Deligne & De Coninck 2010; Jones, Verkerk, et Eggleton 2005) et par l’absence de soldats au sein de la colonie (Sands 1972). Les différents groupes de termites identifiés sont les espèces du groupe des champignonnistes (Macrotermes, Odontotermes, Protermes, …), des humivores (Cubitermes, Apilitermes, Apicotermitinae, …) et des xylophages (Nasutitermes, …). Les illustrations utilisées permettant l’identification des termites sont présentées à l’Annexe III. Lorsque l’observation sur le terrain ne permettait pas l’identification, une dizaine d’ouvriers et une demi-douzaine de soldats ont été recueillis au sein de chaque colonie et conservés dans de l’alcool à 96° en vue d’une identification morphologique (Bouillon et Mathot 1965). De plus, des individus des espèces humivores et de Macrotermes ont été prélevés et conservés dans des tubes Eppendorf remplis d’une solution saline RNA-later® afin de réaliser une analyse génomique. Les premiers résultats indiquent que l’espèce de Macrotermes est bien M. muelleri.

Influence des termites sur le sol

Pour chacune des 15 termitières (5 Actif, 5 Recolonisé et 5 Abandonné), nous avons prélevé des échantillons à la tarière, au sein de la zone « visible » d’influence (IN) et à 3 distances (5, 10 et 15 mètres) de la limite IN-OUT (Figure 4), et à 5 profondeurs (0-20, 30-40, 50-60, 70-80 et 90-100 cm). Pour chaque termitière, 1 prélèvement au niveau du dôme central a également été opéré. Chaque échantillon est issu d’un mélange composite de 3 prélèvements distants d’environ 1 m. De plus, deux sondages témoins ont été réalisés dans les zones où l’influence de M. muelleri est, a priori, négligeable. Ces deux sondages sont situés respectivement à 35 m de la termitière T01 et à 38 m de la termitière T48. Au final, nous avons prélevé 325 échantillons de sol. Notons que les échantillons ont été prélevés à deux périodes, 26 échantillons en décembre 2017 (T3 : IN et 10 m ; T5 : IN, 5 et 10 m) (Freycon et al. 2018) et 299 échantillons entre le 7 mars et le 7 avril 2018.

L’influence des termites humivores sur les propriétés physico-chimiques, et notamment sur la teneur en matière organique, du sol peut être conséquente (Brauman et al. 2000 ; Donovan et al. 2001 ; Jouquet et al. 2011). Pour soustraire leur effet sur les échantillons de sol, les sondages ont été, quand cela le permettait, décalés. Dans cette situation, 72% des sondages effectués n’avaient aucune termitière humivore à proximité et 21% n’en possédaient qu’une dans un rayon de 5 m. Cette distance représente la distance maximale d’influence pour l’espèce humivore Thoracotermes macrothorax (Sjöstedt) (Garnier-Sillam et al. 1988).

Analyses de sol

Les échantillons ont été séchés à l’air libre et ont ensuite été tamisés à 2 mm. Les pHeau et pHKCl ont été mesurés en suivant la norme ISO 10390. La granulométrie a été déterminée au moyen de la méthode par sédimentation (NF X31-107). La Capacité d’Échange Cationique (CEC) a été mesurée au pH du sol en utilisant une solution d’extraction de BaCl2 et a été analysée au moyen d’une ICP (NF X31-130). Les concentrations en nitrate (NO3-) et en ammonium (NH4+) ont été quantifiées par voie colorimétrique à l‘aide d’un spectrophotomètre à 493 nm et 690 nm respectivement. Le carbone organique (COS), les carbonates totaux (Cmin) et l’azote total (Ntot) ont été quantifiés au moyen de la méthode par combustion sèche en suivant les normes NF ISO 13878 pour l’azote, et NF ISO 10694 pour les carbones (minéral et organique). Pour ces derniers, les échantillons de sol ont été broyés à 100 μm et ont été placés dans l’analyseur CHN Carlo Erba NC 2100. Une description détaillée des différentes analysent se trouvent à l’Annexe II. Toutes les analyses, exceptée la granulométrique, ont été réalisées sur 8 termitières (4 actives et 4 abandonnées) et sur les deux sondages témoins. Concernant l’analyse granulométrique, suite à un problème d’analyse, celle-ci n’a pu être menée que sur 3 termitières actives (T3, T5 et T41), 1 abandonnée (T37) et un seul sol témoin (Tm1).

Les analyses des formes d’azote minéral (NO3- et NH4+) ont montré que 27 données sur 179 avaient un coefficient de variation supérieur à 75% et que 40 autres données ne disposaient pas de réplication. De plus, 27 des 178 échantillons de sol sont issus de la première campagne de prélèvements en décembre 2017 et il été démontré que la saisonnalité peut influencer les teneurs en azote minéral au cours de l’année (Wong & Nortcliff 1995; Turner et al. 2013; Muvengwi et al. 2016). La durée entre la collecte des échantillons et leur analyse en laboratoire est assez long (± 2 mois pour certains). Il faut ajouter à cela le mode de conservation non-optimal par moment. Ces formes d’azotes étant très instables, les réactions enzymatiques ont certainement continué à se dérouler au cours du temps (Turner & Romero 2009; Martí et al. 2012). De plus, une étude comparative entre deux laboratoires, pratiquée sur dix prélèvements a montré que les teneurs obtenues par le laboratoire principal (celui ayant analysé l’ensemble des échantillons pour ces variables) étaient de 80 fois supérieures à celles obtenues par le second. Etant donné l’imprécision et l’incertitude importantes liées à ces données, il a été décidé de retirer les variables nitrate et ammonium de notre étude.

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Table des matières

Table des matières
Remerciements
Résumé
Abstract
1.Introduction
2.Matériels et méthodes
2.1 Site d’étude
2.2 Caractérisation des termitières
2.3 Echantillonnage des termitières
2.4 Influence des termites sur le sol
3.Résultats
3.1 Caractérisation des termitières
3.2 Relations entre les caractéristiques physico-chimiques des sols
3.3 Analyses physico-chimiques des échantillons de sol
4.Discussion
4.1 Caractérisation des termitières : De très grandes termitières, mais en faible densité
4.2 Statut : Faible occupation des termitières par M. muelleri
4.3 Influence des termites sur les propriétés du sol
Conclusion
Bibliographie
Annexes