Qualité des Matières Organiques des Sols :

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Florent Lajoie
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1 Qualité des Matières Organiques des Sols : une nouvelle génération g d analyses de routine Xavier SALDUCCI Société Celesta Mauguio - Blois - 20 et 21/11/2007 1

2 Différents types de macromolécules cules constituent la MO des sols. (Foth,, 1990) Proportions moyennes des grandes catégories de matières organiques dans la plante et dans le sol Catégorie de matière organique Proportion dans la plante (% des catégories) Proportion dans le sol (% des catégories) Hémicelluloses et Pectines Cellulose Lignine et composés s dérivd rivés Protéines Lipides, cires, autres Blois - 20 et 21/11/2007 2

3 Différents types de MO du sol pour différentes fonctions : Type de MO Fonctions Matière Organique Vivante Matière Organique Fraîche Matière Organique Transitoire Matière Humique Brassage / Transformation des MO Substrat énergétique & croissance / fertilité chimique Substrat énergétique / fertilité physique Fertilité physique - Blois - 20 et 21/11/2007 3

4 un seul paramètre pour apprécier cette diversité et le fonctionnement du sol : le rapport C/N. - Blois - 20 et 21/11/2007 4

5 Les outils analytiques de caractérisation risation des matières organiques et du fonctionnement biologique du sol : 1) Fractionnement Granulométrique de la MO, 2) Mesure de la quantité de biomasse microbienne, 3) Incubations Contrôlées (Carbone et Azote potentiellement minéralisables) - Blois - 20 et 21/11/2007 5

6 1) Caractérisation risation des MO du sol : Fractionnement granulométrique al,, 1991; Feller,, 1994) trique (Balesdent et - Blois - 20 et 21/11/2007 6

$Observation à la loupe binoculaire des fractions granulométriques (Feller( Feller,, 1994)$

7 Observation à la loupe binoculaire des fractions granulométriques (Feller( Feller,, 1994) Fraction 2000 µm à MO libre Fraction 50 µm Fraction < 50 µm MO liée - Blois - 20 et 21/11/2007 7

8 FMO : expression des résultatsr Résultats : bilan pondéral des fractions, bilan élémentaire du C et N C/N MO libres (>50 µm) et C/N MO liées (< 50 µm) - Blois - 20 et 21/11/2007 8

9 Intérêts agronomique du fractionnement de la Matière Organique : MO libre (MO «active» / ans) intervient dans : la fertilité biologique du sol : nutrition de la faune et microflore du sol, la nutrition des plantes (N-P) la stabilité à court terme (1 à 2 ans), La résistance r au tassement MO liée e (MO «stable» / humifiée e > 50 ans) intervient dans : les propriétés structurantes et de stabilisation des sols à long terme les propriétés s d échangesd (CEC humiques) - Blois - 20 et 21/11/2007 9

10 2) Mesure de la Biomasse Microbienne par fumigation/extraction (FD ISO /1997) 12/1997) Fumigation au chloroforme - Blois - 20 et 21/11/

11 Mesure de la biomasse microbienne (BM) : Résultats : BM : mgc/kg terre séche; quantité absolue, BM/Corg Corg.. en % : qualité du fonctionnement Intérêts agronomiques de la mesure : mesure directe de la quantité de vie du sol : est ce que mon sol est vivant?, apprécier les potentialités s de minéralisation du sol, mesure de l impact l des pratiques culturales sur la fertilité biologique du sol : quantité et qualité des restitutions organiques, fertilisation et chaulage, état structural du sol (compaction / décompaction), d impact des produits phytosanitaires (cuivre...) - Blois - 20 et 21/11/

12 3) Mesure de la quantité de MO minéralisable : méthode par incubation contrôlée (respirométrie et nitrification) Incubation en conditions contrôlées (T = 28 C, H = CRE) - Blois - 20 et 21/11/

13 Mesure de la quantité de MO minéralisable : Intérêts agronomiques de la mesure : quantifier la teneur en matière organique facilement minéralisable ( = réserves r énergétiques du sol), mesurer l activité de la MO (MO actives / pas actives), estimer la fourniture d azote d du sol (Nminéral provenant de l activité microbienne), caractériser riser le fonctionnement de la nitrification. - Blois - 20 et 21/11/

14 Contenu moyen d un d sol arboricole Argilo- limoneux pour les différentes MO 17% MO «libre»(particulaire) EFFETS : biologiques et chimiques plus marqués un peu physique COURT TERME 77% MO «liée» (stabilisée) EFFETS : physiques : structure, stabilité rétention en eau, LONG TERME 3% MO vivante (Biomasse Microbienne) TRES COURT TERME 3% MO potentiellement minéralisable (énergie + nutrition) TRES COURT TERME - Blois - 20 et 21/11/

15 Applications agronomiques des bio-indicateurs indicateurs : Variations des bio-indicateurs indicateurs en fonctions des pratiques d entretiens d de sols viticoles : * Expérimentation : Chambre d Agriculture d du Vaucluse * Commune de Sté Cécile (84) * Vigne de 20 ans, sol argilo-calcaire peu caillouteux, mise en place d un d enherbement naturel permanent (ENP) en * Depuis 2002, différenciation de 2 modalités s : * ENP, * ENP + Glyphosate à partir du débourrement d jusqu à récolte, * Mai 2007 : prélèvements inter-rang rang / mesure des bio- indicateurs - Blois - 20 et 21/11/

16 Modifications des caractéristiques ristiques de la MO du sol Répartition granulométrique de la MO MO% 2,4 2,2 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Détruit débourrement EN Permanent MOlibre MOliée Augmentation faible, non significative, de la teneur en MO totale par l ENP l (+5%), Cette augmentation se répercute r essentiellement dans le compartiment de MO libre (+35%) Pas de variation de la teneur en MO liée. - Blois - 20 et 21/11/

17 Comparaison des rapports C/N des différentes fractions 2 20,0 Rapport C/N de la MO libre et de la MO liée C/N 16,0 12,0 8,0 4,0 MOlibre MOliée 0,0 Détruit débourrement EN Permanent Pas de différences dans les rapports C/N respectifs des fractions de MO en fonction des modalités s d essaisd - Blois - 20 et 21/11/

18 Impact sur la quantité de Biomasse Microbienne : Teneurs en biomasse microbienne Rendement en Biomasse Microbienne de la MO BM (mgc/kg) Détruit débourrement EN Permanent BM (en % de C) 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Détruit débourrement EN Permanent L ENP augmente de 55% la biomasse microbienne Le rendement de production microbienne (BM/C en %) augmente également de 48% - Blois - 20 et 21/11/

19 Modification des réserves r énergétiques du sol : Carbone potentiellement minéralisable Coefficient de minéralisation potentielle de la MO Cm28 (mgc/kg/28j) Détruit débourrement EN Permanent Cm28 (%) 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 Détruit débourrement EN Permanent L ENP augmente de 156% la quantité de MO potentiellement minéralisable, L ENP augmente de 144% l activitl activité de la MO (Cmin( Cmin./MO totale). - Blois - 20 et 21/11/

20 Modification du pool d Azote potentiellement minéralisable N potentiellement Minéralisable Coefficient de Minéralisation Potentielle de N Nm28 (mgn/kg/28j) 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 Détruit débourrement EN Permanent Nminéralisable en %Norg. 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 Détruit débourrement EN Permanent L ENP augmente de 106% le stock d azote d potentiellement minéralisable (=disponible pour plante) Avec une augmentation de 39% du coefficient de minéralisation de l azote l du sol - Blois - 20 et 21/11/

21 Conclusion : diagnostic des sols / préconisations Méthode d analyse d opérationnelle pour apprécier les caractéristiques ristiques organiques d un d sol et ses potentialités biologiques (outil( de diagnostic sol), Outil particulièrement rement fin pour aborder la gestion des pratiques culturales et de l entretien organique des sol (relation typologie des MO sol / fonctionnement / gestion des restitutions organiques) Apprécier le fonctionnement de la nitrification et le potentiel de fourniture en azote : gestion de la fertilisation azotée, Comment généraliser l usagel de cet outil? : Normalisation des méthodes m et du vocabulaire, création de bases de données régionales r par type de sol et de culture formation à l agro-écologie - Blois - 20 et 21/11/

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