Chap. 4 Propriétés chimiques du sol Flashcards
Analyse totale des éléments chimiques est-elle utile pour déterminer la capacité d’un sol à fournir des éléments nutritifs aux plantes? Pourquoi?
Rép: non, parce qu’une faible partie des éléments présents est dispo pour les plantes
Détailler les 6 phénomènes qui jouent un rôle dans le sol/solution du sol? Absorption par les plantes (1-2), sorption (3-4), minéraux (5-6), transport/évaporation/ruissellement (7-8), matière organique et microorganismes (9-10), atmosphère du sol (11-12)
Rép: ABSORPTION PAR LES PLANTES 1: absorption par les plantes 2: relâchement d’exsudats racinaires SORPTION 3: rétention (sorption) 4: désorption MINÉRAUX 5: précipitation de minéraux 6: dissolution de minéraux TRANSPORT/ÉVAPORATION/RUISSELLEMENT 7: perte vers les eaux souterraines 8: remontée capillaire MATIÈRE ORGANIQUE ET MICROORGANISMES 9: absorption par les microorganismes 10: mort des microorganismes et produits de leur métabolisme ATMOSPHÈRE DU SOL 11: relâchement vers l’air du sol 12: dissolution de gaz dans la solution du sol
Les plantes puisent la plupart de leurs éléments nutritifs dans la solution du sol, mais peuvent aussi…
Rép: aller chercher certains ions liés par les sols en modifiant les conditions autour des racines
La chimie des sols s’intéresse…
Rép: aux mécanismes qui régularisent la composition de la solution du sol
Les mécanismes qui régularisent la composition de la solution du sol sont liés à…
Rép: à la présence des colloïdes (argile, humus)
4.2 Principales formes de quelques éléments nutritifs dans les sols, p. 98
3 sources des ions de la solution du sol?
Rép: désagrégration/altération chimique des minéraux, minéralisation de la matière organique, engrais
Que peuvent faire les ions des différentes sources dans la solution du sol?
Rép: synthèse de nouveaux minéraux, adsorbés à la surface de colloïdes, précipités sous formes de produits amorphes, entraînés par l’infiltration, absorbés par les plantes ou les microorganismes du sol
2 éléments qui font changer la forme de certains éléments?
Rép: aération, pH
4.2.1 Azote
Présent dans sous formes … et sous formes …
Rép: inorganiques, organiques
2 formes d’azote inorganique et leurs sources:
NO3- nitrates (anion, pas retenu par les sols, facilement lessivé) - stable - très soluble - absorbé préférentiellement par les plantes /// NH4+ ammoniUM (cation, retenu par les charges négatives du sol, CEC) - vite transformé en nitrate par nitrification /// sources: engrais, minéralisation de la matière organique
4.2.2 Phosphore
Phosphore aussi présent sous formes organiques et sous formes inorganiques - 3 formes de phosphore inorganique?
Rép: dissous dans la solution du sol, phosphore adsorbé par les composantes du sol, phosphore insoluble/peu soluble
Phosphore dissous. La proportion des différentes formes dépend de quoi?
Rép: pH
Pour des valeurs de pH entre 5,5 et 7,5, quelles sont les formes dominantes de phosphore?
Rép: H2PO4- /// HPO4 2+
P retenu par les sols. Même si c’est un anion, le P peut être retenu par les sols, contrairement aux nitrates NO3-. Sous quelles 2 formes?
Rép: formes facilement échangeables /// formes difficilement échangeables
Que signifie ‘‘facilement échangeable’’?
Rép: Un élément facilement échangeable signifie que si la quantité de cet élément dans la solution du sol diminue (par exemple, suite à l’absorption de cet élément par une plante), elle sera facilement remplacée par l’élément sous forme facilement échangeable.
Quelles composantes du sol vont retenir le phosphore sous formes facilement échangeables?
Rép: charges négatives des argiles par l’intermédiaire d’un cation // charges positives des argiles // humus par l’intermédiaire du calcium pH ] 7 // calcium actif sous forme de fines particules de CaCO3 (carbonate de calcium)
Quelles composantes du sol vont retenir le P sous forme difficilement échangeable?
Rép: hydroxydes de Fe et d’Al à pH [ 5
Réserve de P du sol - phosphore insoluble ou peu soluble - d’où provient-il?
Rép: roche-mère, P précipité (phosphates de Fe, phosphates d’Al, phosphates de Ca), incorporation entre les feuillets des minéraux argileux
4.2.3 Potassium, calcium, magnésium, p. 99
Ces éléments sont traités ensemble parce qu’ils ont des comportements similaires, quels sont-ils?
Rép: présents sous forme de CATION (K+, Ca2+, Mg2+) - cations BASIQUES - cations ÉCHANGEABLES du complexe d’échange - retrouvés aussi sous formes + ou - soluble (réserve)
Pourquoi le sodium n’est pas abordé ici lorsqu’il est question de cations basiques?
Rép: faible concentration dans nos sols sous nos conditions
4.3 Capacités d’échange des ions dans les sols, p.100
Les nutritifs présents dans un sol sont-ils tous dans la solution du sol?
Rép: non, des mécanismes régularisent les quantités des différents ions présents dans la solution du sol. Ex: si un élément est abondant, le sol peut en retenir une partie - si la qté de cet élément diminue dans la solution du sol, le sol peut en ‘‘donner’’
Qu’est-ce qui permet de retenir certains ions et de les relâcher au besoin dans la solution du sol?
Rép: charges à surface des particules de sol - COMPLEXE D’ÉCHANGE
Quelles surfaces solides sont impliquées dans la rétention de certains ions?
Rép: 1. colloïdes argileux et humiques 2. complexes organo-minéraux 3. oxydes et hydroxydes de Fe et d’Al
Les charges négatives d’un sol sont plus … que les charges positives et constituent …
Rép: nombreuses, CEC
Les charges positives d’un sol constituent …
Rép: CEA
4.3.1 Charges à la surface des particules de sols
2 types de charges négatives dans les sols et d’où proviennent-elles?
Rép: permanentes et variables. Permanentes: les charges négatives permanentes proviennent de la substitutions de cations dans la structure même de certains minéraux lors de leur FORMATION (substitutions isomorphiques)
Variables: phyllosilicates, humus, oxydes et hydroxydes de Fe et d’Al = charges variables et leur dév. dépent du pH du milieu. pH faible/acide = dév. charges positives // pH élevé/basique = dév. charges négatives (relâchement ion H+)
En conditions de pH normales de 5,5 et plus, les surfaces sont chargées…
Rép: négativement! contribuent à CEC et peuvent retenir cations susceptibles d’être échangés par d’autres cations
Phyllosilicates et charges permanentes
En gros, la structure des minéraux du groupe des phyllosilicates (min. argileux) est composée de tétraèdres et d’octaèdres. Tétraèdre = un atome Si4+ entouré de 4 X O2-. Octaèdre = un atome Fe3+, Al3+ ou Mg2+ entouré de 6 X O2-. Les tétraèdres se lient les uns aux autres = couche tétraédrique. Octaèdres liés les uns aux autres = couche octaédrique. Empilement des couches = structure des phyllosilicates.
Lors formation de ‘‘ces minéraux’’, cation central parfois remplacé par un autre de taille similaire mais charge différente = débalancement de charge dans la structure = charges permanentes.
Ex: Si Si4+ remplacé par Al3+ dans tétraèdre = apparition d’une charge négative car nombre d’atomes d’oxygène est le même. Substitutions lors de la formation de la structure sont permanentes/ne peuvent changer.
C’est ça.
4.3.2 Capacité d’échange cationique (CEC), p.101
4.3.2.1 Définition CEC
Ensemble des charges négatives d’un sol = ?
Rép: CEC - correspond à la qté maximale de cations de toutes sortes qu’une qté déterminée de sol peut retenir - cette rétention se fait sur les charges négatives par LIENS ÉLECTROSTATIQUES (négatif qui attire positif)
CEC s’exprime en CMOLc/kg - qu’est-ce que ça veut dire?
Rép: centimoles de charges positives / kg de sol sec // aussi CMOL+/kg (+ représente charge des ions retenus - CMOLc = centimole de charge) // anciennenment, on utilisait les milliéquivalents par 100g de sol (méq/100g) - les nb utilisés sont les mêmes pcq 1 CMOLc/kg = 1 méq/100g
La CEC = caractéristique fondamentale des sols. Les échanges peuvent se faire entre…
Rép: cations présents à la surface des minéraux argileux/matière organique, ceux de la solution du sol et ceux libérés par les racines des plantes // en principe, tous les cations peuvent être adsorbés par les argiles.
Régions humides, prépondérance de certains minéraux: H+ ] Al3+ ] Ca2+ ] Mg2+ ] K+ ] Na+
Régions arides, prépondérance de certains minéraux: Ca2+ ] Mg2+ ] Na+ ] K+ ] H+
CEC d’un sol dépend de ses composantes…
Rép: solides (minéraux, colloïdes)
Pour ces textures du sol au Qc, quelle teneur approx. en CMOLc/kg? Sables/sables loameux - Loam/loam limoneux - Argile/argile lourde - Sols organiques
Rép:
Sable et sable loameux : de 5 à 10 cmolୡ/kg de sol sec
Loam à loam limoneux : de 10 à 25 cmolୡ/kg de sol sec
Argile à argile lourde : de 25 à 50 cmolୡ/kg de sol sec
Sols organiques : de 50 à 200 cmolୡ/kg de sol sec
4.3.2.2 Évaluation de la CEC des sols
CEC = propriété mesurée lors des analyses de routine des sols // 3 sortes de CEC?
Rép: approximative, effective et totale
CEC APPROXIMATIVE:
on extrait les cations basiques puis on mesure l’acidité échangeable (Al3+, H+) au pH ajusté de 8,2
CEC EFFECTIVE:
on extrait les cations basiques puis on mesure l’acidité échangeable (Al3+, H+) au pH réel du sol
CEC TOTALE:
sols non calcaires! on mesure le pH du sol dans une solution tampon SMP3
4.3.2.3 Cations échangeables, p. 104
2 groupes de cations pouvant être retenus sur les colloïdes du sol?
Rép: 1. cations formant des acides en milieu aqueux (Al3+, AlOH…, H+ et leurs combinaisons) 2. cations formant des bases en milieu aqueux (Ca2+, Mg2+, K+, Na+, NH4+) - cations basiques, retrouvés parfois sous forme de carbonates
Quels 3 facteurs influencent le déplacement/remplacement des cations basiques sur les sites d’échange?
Rép: Action de masse, valence et rayon d’hydratation du cation, nature du matériel parental
ACTION DE MASSE
Rép: apport important d’un cation comme lors d’un chaulage - entraîne saturation du complexe argileux par ce cation et l’échange des autres cations vers la solution du sol - donc un excès de chaux déplacera les Mg et K avec possibilité de créer des déficits de ces 2 éléments
VALENCE et RAYON D’HYDRATATION DU CATION
Rép: la valence et le rayon d’hydratation créent une sélectivité. Plus la valence, et donc la charge, est élevée, plus forte est l’attraction. À charge égale, plus le rayon d’hydratation est petit, plus forte est l’attraction (+ difficile est le déplacement d’un cation de même charge).
Al3+ ] Ca2+ ] Mg2+ ] K+ = NH4+ ] Na+