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Sols HIV2022 > Fraction organique (Cours 8-9) > Flashcards

Fraction organique (Cours 8-9) Flashcards

Fraction organique

1
Q

Quelle est la définition de la matière organique du sol?

A
  • Résidus d’origine végétale et animale à disverses phases de décomposition
  • Biomasse du sol qui est vivante et morte
  • Composant transitoire qui est constamment renouvelé, en constante transformation
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2
Q

Vrai ou faux? La fraction organique comprend 5% du sol ou moins.

A

Faux : un sol peut contenir de 0 à plus de 90% de MO.

Cependant, la moyenne générale est à 5%.

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3
Q

Quelle règle permet de classifier un sol (ou un horizon) comme étant organique ou minéral?

A

Lorsque plus de 30% de la masse du sol est composée de MO, on le classifie comme étant organique.

Lorsque mois de 30% de la masse du sol est composée de MO, on le classifie comme étant minéral.

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4
Q

Nommer les rôles physiques, chimiques et biologiques de la MO du sol.

A

Rôle/Amélioration physique :
- Développement de la structure du sol

Rôle/Amélioration chimique :

  • Nutrition des plantes
  • Nutrition des organismes
  • Puits de carbone

Rôle/Amélioration biologique :
- “Écosystème” permettant une abondance et une diversité biologique dans et sur le sol

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5
Q

Expliquer en quoi la MO permet d’améliorer la structure du sol?

A

La MO se lie physiquement et chimiquement aux constituants minéraux du sol (complexe argilo-humique) pour former des micro et macro agrégats et contribuer à la porosité structurale.

Équilibre perméabilité / drainage des agrégats :

  • Un sol ayant une faible perméabilité (ex : sol argileux) bénéficie d’une meilleure circulation d’eau et d’air si la MO contribue au développement de sa porosité structurale.
  • Un sol ayant un drainage rapide ou excessif (ex : sol sableux) bénéficie d’une meilleure rétention d’eau utilisable si la MO contribue à la structure du sol.
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6
Q

Expliquer en quoi la MO permet d’améliorer la nutrition des plantes?

A
  1. La MO contient une réserve d’éléments nutritifs qui deviennent graduellement disponibles au cours de son processus de décomposition.
  2. Le complexe argilo-humique a la capacité de retenir les ions utiles à la nutrition des plantes et de les libérer au fur et à mesure que leur concentration dans le sol diminue, ce qui assure la nutrition des plantes.
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7
Q

Expliquer en quoi la MO permet d’améliorer les propriétés biologiques du sol?

A

Puisque la MO constitue une source de nourriture pour les organismes vivants (mégafaune, macrofaune, mésofaune, microfaune, flore), elle contribue à l’abondance et à la diversité des espèces qui résident dans et sur le sol.

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8
Q

Vrai ou faux? Les organismes floristiques et fauniques vivant sur et dans le sol font partie de la matière organique du sol. ***

A

Faux : Seulement les espèces vivant dans le sol font partie de la matière organique du sol.

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9
Q

Quels sont les 2 types de matière organique fraîche/jeune présents dans la litière du sol?
Donner des exemples pour chacun.

A
  1. La matière organique labile :
    Matière améliorante qui contient beaucoup d’azote et peu de carbone (C/N faible), ce qui la rend facile a décomposer par les organismes décomposeurs.
    Ex : feuilles, sucres, amidon
  2. La matière organique récalcitrante :
    Matière acidifiante qui contient peu d’azote et beaucoup de carbone (C/N élevé), ce qui ne comble pas les besoins alimentaires des organismes décomposeurs, qui préfèreront s’alimenter à même le sol.
    Ex : aiguilles de pin, lignines, graisses
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10
Q

Quel est l’impact pour les plantes d’avoir beaucoup de matière organique récalcitrante dans la litière du sol?

A

Les micro-organismes n’ont pas assez d’azote dans la litière pour subvenir à leurs besoins nutritionnels, ils s’alimenent donc dans la réserve d’azote minéral du sol. Puisque cet azote minéral est la source de nutriments des plantes, elles entrent en compétition avec les micro-organismes.

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11
Q

Qu’est-ce que la mésofaune? Quel est son rôle quant au développement du sol?

A

Espèces mesurant entre 0,2 et 4 mm qui déchiquettent la litière en petits fragments.

Arachnides, insectes

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12
Q

Qu’est-ce que la microfaune? Quel est son rôle quant au développement du sol?

A

Espèces mesurant moins de 0,2 mm qui peuvent se nourrir de la matière organique en décomposition ou d’autres organismes vivants du sol.

Nématodes, protozoaires, rotifères

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13
Q

Quels sont les atomes de base des molécules organiques du monde vivant?

A
  • Carbone (+)
  • Hydrogène (+)
  • Azote
  • Oxygène (+)
  • Phosphore
  • Soufre

CHNOPS

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14
Q

Quelle est la différence entre matière organique (MO) et carbone organique (CO)?

A

Matière organique (MO) :
Matière composée d’au moins un atome de carbone lié à au moins un atome d’hydrogène (C-H), en plus des liaisons à NOPS.

Carbone organique (CO) :
Atome C qui compose environ 50% de la matière organique du sol.

On mesure souvant le taux de matière organique d’un sol à l’aide d’une conversion de sa teneur en carbone organique.

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15
Q

Vrai ou faux? Le carbone organique est majoritairement stocké dans les végétaux?

A

Faux : Le carbone organique est stocké à 80% dans le sol (surtout dans la rhizosphère) et seulement à 20% dans les végétaux.

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16
Q

Décrire la distribution (%) du carbone organique dans un profil de sol “moyen”.

A

Litière ~ 45% de CO
Horizon O ~ 40% de CO
Horizon A, B et C > 2% de CO
Roche-mère 0% de CO

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17
Q

À l’échelle mondiale, dans quels biomes trouve-t-on les plus gros stocks de carbone organique?

A

Dans les milieux tempérés / boréals (tourbières et tchernosols (terres noires)) et dans les milieux tropicaux (forêts équatoriales).

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18
Q

Qu’est-ce que le complexe argilo-humique?

A

Rôle physico-chimique de la MO :
Il s’agit de la liaison de particules colloidales d’humus (matière organique) avec des argiles minéralogiques (matière minérale) pour former une particule dont la surface est électronégative. Cette charge permet au complexe argilo-humique d’adsorber des cations et de les libérer au fur et à mesure que leur concentration dans le sol diminue plutôt qu’ils soient drainés en même temps que l’eau gravitaire, ce qui en fait un facteur clé de la fertilité des sols.

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19
Q

Nommer les étapes du cycle de la matière organique dans les sols.

A
  1. Accumulation d’organismes morts sur la litière du sol
  2. Minéralisation primaire
  3. Humification
  4. Minéralisation secondaire
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20
Q

Décrire le processus de minéralisation primaire

A

Les organismes décomposeurs transforment la MO jeune provenant de la litière en molécules de plus en plus simples et petites (prolifération des micro-organismes et rejets de CO2 + H2O), les produits transitoires, jusqu’à l’obtention de molécules minérales et d’ions (décroissance de l’activité microbienne par l’épuisement de nourriture).

(processus relativement rapide)

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21
Q

Décrire le processus d’humification

A

Au cours de la minéralisation primaire, une partie des molécules organiques en cours de décomposition se réorganisent pour reformer des molécules organiques complexes. Ces dernières sont stables et difficilement décomposables : on les appelle humus.

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22
Q

Qu’est-ce que l’humus?

A

Produit de l’humifaction : C’est la fraction stable de la MO, présente sous la litière. Il s’agit d’une matière foncée dont les différents organismes de la MO fraiche ne sont plus distinguables, puisque qu’ils ont été décomposés et que leurs molécules ont été réoragisées en un nouveau produit composé d’acides fulviques, d’acides humiques et d’humine. Il s’agit de la matière qui subira la deuxième minéralisation.

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23
Q

Quels facteurs influencent l’activité microbionne?

A
  • Concentration des nutriments à même le sol
  • Concentration des nutriments dans la matière organique du sol (incluant la litière)
  • Apports naturels de matière organique dans le sol
  • Apports anthropiques de matière organique dans le sol
  • Température du sol
  • Humidité du sol
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24
Q

Qu’est-ce que la rhizosphère?

A

Partie du sol occupée par les racines des plantes, très riche en micro-organismes (100x plus de micro-organismes que dans le sol environnant) et en substances biologiques.

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25
Q

En quoi le processus d’humification permet aux sols de jouer le rôle de puits de carbone?

A

Lors du processus d’humification, des molécules organiques complexes à base (entres autres) de carbone sont créées. Celles faisant partie de l’humine stable et insoluble s’accumulent et restent à long terme dans le sol.

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26
Q

Décrire le processus de minéralisation secondaire

A

Les molécules complexes et stables de l’humus se décomposent lentement (1,5 à 2% annuellement). Au même titre que la minéralisation primaire, ces molécules se transforment jusqu’à ce qu’il ne reste que des formes minérales (plus de CO) et des ions.

(processus lent)

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27
Q

En quoi la MO permet d’améliorer la nutrition des organismes?

A

La MO fraîche nourrit d’abord tous les organismes fauniques, du plus grand au plus petit, pour ensuite se transformer en éléments chimiques assimilables pour nourrir les plantes.

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28
Q

Quel est l’enjeu mettant en relation un puits de carbone et la hausse des températures polaires?

A

Le dégel du pergélisol libère le carbone qui y était stocké, ce qui augmente le taux de CO2 dans l’air et contribue à l’effet de serre.

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29
Q

Quel est le temps de résidence moyen de la MO dans le sol?

A

Quelques années.

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30
Q

Que sont les acides humiques?

A

Fraction moyennement soluble de l’humus : ils sont lessivés et entraînés hors de la rhizosphère par les eaux gravitaires, mais ont aussi la capacité de se lier à la matière minérale.

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31
Q

Que sont les acides fulviques?

A

Fraction soluble de l’humus : ils sont rapidement lessivés et entraînés hors de la rhizosphère par les eaux gravitaires, puis altèrent la matière minérale.

32
Q

Qu’est-ce que l’humine?

A

Fraction insoluble de l’humus : elle s’accumule à long terme dans le sol et se lie à la matière minérale pour former le complexe argilo-humique.

33
Q

Quelle fraction de l’humus se lie aux matières minérales pour former le complexe argilo-humique?

A

L’humine

34
Q

Nommer les différentes formes de la matière organique.

A
  • Vivante :
    • Faune (~40%)
    • Flore (~60%)
  • Morte :
    • Matière organique fraîche/jeune
    • Produits transitoires
    • Humus
35
Q

Qu’est-ce que la macrofaune? Quel est son rôle quant au développement du sol?

A

Espèces mesurant entre 4 et 80 mm qui contribuent de différentes façon aux propriétés du sol (mélangent les matières, sécrétions qui améliorent la structure, déplacements qui améliorent le drainage et l’aération)

Vers ; Fourmis

36
Q

Qu’est-ce que la mégafaune? Quel est son rôle quant au développement du sol?

A

Animaux fouisseurs mesurant plus de 80 mm qui perturbent mécaniquement le sol en s’en servant comme abri (mélange des particules, modification de la structure, etc.)

Marmottes ; Taupes

37
Q

Nommer les différents groupes de la faune du sol.

A
  • Mégafaune
  • Macrofaune
  • Mésofaune
  • Microfaune
38
Q

Nommer les différents groupes de la flore du sol.

A
  • Plantes à tiges
  • Algues
  • Mycètes
  • Actinomycètes
  • Bactéries
39
Q

Nommer les 3 phases de l’humus.

A
  1. Acide fulvique
  2. Acide humique
  3. Humine
40
Q

Quel est le facteur principal qui influence l’abondance et la régularité des apports naturels de la MO à la surface du sol?

A

La région bioclimatique où le sol se situe.

41
Q

Que sont les mycètes? Quel est leur rôle quant au développement du sol?

A

Mycètes = levures, moisissures, champignons.

Rôle = Agent majeurs de décomposition aérobie (sols bien aérés) dans les sols acides + Mycorhize (association symbiotique entre les racines des plantes et des champignons, où la plante fournit des nutriments au champignon en allongeant ses racines, ce qui lui permet d’améliorer son accès à l’eau et aux nutriments du sol).

42
Q

Que sont les actinomycètes? Quel est leur rôle quant au développement du sol?

A

Actinomycètes = Organisme qui possède des caractéristiques communes aux mycètes et aux bactéries.

Rôle = Capables de décomposer la MO récalcitrante.

43
Q

Nommer les différents apports en matière organique fraîche.

A
  • Chute des feuilles ou des aiguilles des arbres

- Mortalité des racines dans la rhizosphère

44
Q

Expliquer qu’elle est la conséquence de l’agriculture pour la matière organique d’un sol.

A

L’apport de MO fraîche (et donc de nutriments) sur les terres cultivées est interrumpu par la récolte des plants. Pour compenser, on amende le sol et on y met de l’engrais, ce qui fait varier dans le temps, aux dépends de l’humain, la composition chimique et l’abondance des nutriments dans le sol.

45
Q

Qu’est-ce qui influence la proportion des différents éléments chimiques (CHNOPS) dans la MO fraîche?

A
  • Partie de la plante

- Espèce de plante

46
Q

Que sont les produits transitoires de la MO morte?

A

Ce sont les substances intermédiaires produites durant le processus de minéralisation primaire, soit entre les molécules complexes de la MO fraîche et les molécules minérales simples.

47
Q

Nommer les 3 types d’éléments nutritifs des plantes

A
  1. Éléments essentiels
  2. Éléments secondaires
  3. Oligo-éléments
48
Q

Éléments nutritifs des plantes : Quels sont les 3 éléments essentiels des plantes?

A
  1. Azote (N)
  2. Phosphore (P)
  3. Potassium (K)
49
Q

Éléments nutritifs des plantes :

Pourquoi les éléments chimiques NPK sont essentiels pour a nutrition des plantes?

A

Car la plante a besoin d’une grande quantité de ces 3 éléments chimiques pour croître : en quantité insuffisante, ils deviennent des facteurs limitants à leur croissance.

50
Q

Éléments nutritifs des plantes :
Nommer les différentes formes de l’azote selon les différentes étapes du cycle de la MO.
Laquelle est assimilable par les plantes?
Quelle est sa principale réserve dans le sol?

A
  1. Accumulation d’organismes morts sur la litière du sol :
    Azote organique qui provient de la MO fraiche des plantes et animaux (principale réserve dans le sol).
  2. Minéralisation primaire :
    Azote minéral (ammonium NH4+ et nitrate NO3-) assimilable par les plantes.
  3. Humification :
    Azote organique de l’humus (principale réserve dans le sol).
  4. Minéralisation secondaire :
    Azote minéral (ammonium NH4+ et nitrate NO3-) assimilable par les plantes.
51
Q

Éléments nutritifs des plantes :

Quel est l’enjeu lié à la disponibilité des formes assimilables de l’azote pour les plantes?

A

Les formes assimilables sont ioniques, ce qui veut dire qu’elles peuvent facilement se faire lessiver en entrant en solution dans l’eau gravitaire. La présence de complexes argilo-humiques permet la rétention de ces molécules dans le sol.

52
Q

Éléments nutritifs des plantes :
Nommer les différentes formes du phosphore selon les différentes étapes du cycle de la MO.
Laquelle est assimilable par les plantes?
Quelle est sa principale réserve dans le sol?

A
  1. Accumulation d’organismes morts sur la litière du sol :
    Phosphore organique qui provient de la MO fraiche (plantes et animaux).
  2. Minéralisation primaire :
    Phosphore sous forme d’anions phosphates H2PO4- et HPO42- dans la solution du sol (assimilables par les plantes).
  3. Humification :
    Réserve phosphatée organique de l’humus.
  4. Minéralisation secondaire :
    Phosphore sous forme d’anions phosphates H2PO4- et HPO42- dans la solution du sol (assimilables par les plantes).

*Principales réserves dans le sol = Matière organique et minérale en proportions variables.

53
Q

Éléments nutritifs des plantes :

Quels sont les enjeux liés à la disponibilité des formes assimilables du phosphore pour les plantes?

A
  • Dans la matière minérale, le P est présent sous une forme insoluble. Sa mise en disponibilité dans la solution du sol nécessite un processus lent d’altération chimique.
  • L’anion PO43- reste solidement adsorbé au complexe argilo-humique : il est plus difficilement échangeable que les autres ions.
  • Il y a seulement un intervalle limité de pH où le P est disponible sous une forme assimilable : En milieu acide, le P forme des sels insolubles avec le Fe et l’Al ; En milieu alcalin, le P forme des sels insolubles avec le Ca.
54
Q

Éléments nutritifs des plantes :
Quelle est la forme assimilable par les plantes du K?
Quelle est sa principale réserve dans le sol?

A

Forme assimilable = Ion K+ dans la solution du sol

Principale réserve = Matière minérale

55
Q

Éléments nutritifs des plantes : Quels sont les 3 éléments secondaires pour la nutrition des plantes?

A
  1. Calcium Ca
  2. Magnésium Mg
  3. Soufre S
56
Q

Éléments nutritifs des plantes :

Qu’est-ce qui distingue les éléments essentiels des éléments secondaires et des oligo-éléments?

A

La plante a besoin de tous ces éléments pour croître, mais en moins grande quantité pour les éléments secondaires. Quant aux oligo-éléments, elle en a besoin qu’en faible quantité, car leur excès peut avoir un effet toxique.

57
Q

Éléments nutritifs des plantes :
Quelle est la réserve dans le sol du Ca?
Quelle est sa forme assimilable?

A

Réserve : Dans la matière minérale (surtout dans les roches carbonatées, qui sont facilement altérées par les acides, ce qui permet un apport régulier en ions calcium Ca2+)

Forme assimilable : Ion calcium Ca2+

58
Q

Éléments nutritifs des plantes :
Quelle est la réserve dans le sol du Mg?
Quelle est sa forme assimilable?

A

Réserve : Dans la matière minérale (surtout dans les roches carbonatées)

Forme assimilable : Ion magnésium Mg2+

59
Q

Éléments nutritifs des plantes :
Quelle est la réserve dans le sol du S?
Quelle est sa forme assimilable?

A

Réserve : Dans la matière organique en décomposition

Forme assimilable : Anion sulfate SO42-

60
Q

Éléments nutritifs des plantes : Quels sont les principaux oligo-éléments pour la nutrition des plantes?
Qu’est-ce qui détermine leur besoin pour les plantes?

A 
Principaux oligo-éléments :
Cuivre Cu
Fer Fe
Manganèse Mn
Zinc Zn
Bore B
etc.

Les besoins des plantes à l’égard des oligo-éléments varient selon leur espèce.

61
Q

Nommer les 3 types d’éléments non nutritifs des plantes

A
  1. Carbone C
  2. Hydrogène H
  3. Oxygène O
62
Q

Qu’est-ce qui distingue les éléments nutritionnels des éléments non nutritionnels des plantes?

A

Les éléments nutritionnels sont assimilables dans le sol par les racines des plantes.

Les éléments non nutritionnels sont captés dans l’atmosphère lors du processus de photosynthèse.

63
Q

Expliquer les différents types de colloides qui forment le complexe argilo-humique par leur charge électrique.

A

Les argiles minéralogiques, qui possèdent une structure cristalline en feuillets (phyllosilicates), ont une charge électrique négative.

L’humus est électronégatif.

Les oxydes et hydroxydes de Fe, d’Al, de Mn et de Si sont des cations électriquement positifs. Ils possèdent la capacité de former des ponts liants entre les colloides minérales et/ou organiques électronégatifs, et ainsi former le complexe argilo-humique.

64
Q

Quels sont les 3 états qui définissent la disponibilité des éléments chimiques dans le sol?

A
  1. Les éléments libres :
    - Présents dans la solution du sol
    - Immédiatement disponibles pour les plantes
    - Exposés au lessivage
  2. Les éléments échangeables
    - Temporairement retenus à la surface du complexe adsorbant
    - Susceptibles d’être libérés puis remplacés par les ions libres
  3. Les éléments fixés
    - Captifs du réseau cristallin des minéraux
    - Indisponibles pour les plantes
    - Deviennent disponibles quand les minéraux subissent une altération chimique
65
Q

Définir la capacité d’échange cationique (CEC).

Quels sont les facteurs qui influencent la CEC?

A

Définition :
Mesure de la quantité maximale de cations basiques qu’une quantité donnée de sol est théoriquement capable de retenir grâce à son complexe argilo-humique.

Facteurs d’influence :

  • Quantité de particules d’argile (-) dans le sol
  • Quantité de particules d’humus (-) dans le sol
  • Quantité d’agents liants (+) dans le sol
66
Q

Comment peut-on modifier la capacité d’échange cationique (CEC) d’un sol?

A
  • Par l’apport de matière organique (engrais vert, compost, fumier, etc.)
  • Par l’apport d’agents liants (amendement calcique comme la chaux)

*Il n’est pas facile de changer la teneur en argile d’un sol, il s’agit plutôt d’une propriété qui dépend de la granulométrie de la roche-mère.

67
Q

Que sont les cations échangeables?

A

Ce sont des cations basiques pouvant faciment passer du complexe adsorbant à la solution du sol et vice-versa, selon leur concentration la plus élevée à la plus faible (rétablissent un équilibre de la concentration des éléments nutritifs dans le sol).

Principaux cations échangeables :

  • Ion calcium Ca2+
  • Ion magnésium Mg2+
  • Ion potassium K+
  • Ion sodium Na+
68
Q

Qu’est-ce que la saturation en bases (SB)?

A

Mesure la proportion (%) du complexe argilo-humique qui est occupé par des cations basiques.

SB = (somme des cations basiques mesurés) / CEC

Un sol est considéré saturé en bases (SB = 100%) lorsque toutes les charges négatives de son complexe argilo-humique sont accupées par l’un ou l’autre des quatre principaux cations échangeables.

Lorsqu’un sol est considéré désaturé en bases (SB faible), ce sont les ions hydrogène H+ et aluminium Al3+ qui prennent la place des cations basiques sur le complexe adsorbant.

69
Q

Quel est le lien entre la saturation en bases (SB) et le pH d’un sol?

A

Lorsque la SB est faible, ses charges négatives sont occupées par des H+ et des Al3+ au lieu des cations basiques. Puisque les échanges cationiques entre le complexe adsorbant et la solution du sol sont régis par des processus qui tendent à rétablir un équilibre, on peut conclure qu’une concentration élevée d’H+ et d’Al3+ sur le complexe adsorbant signifie que la solution du sol est aussi concentrée en H+ et Al3+. Puisqu’une concentration élevée d’H+ dans le sol = sol acide, un SB faible = aussi sol acide.

70
Q

Quels sont les effets d’une concentration élevée en ions hydrogène H+ et en ions alluminium Al3+ dans le sol?

A
  • Augmentation de l’acidité (baisse du pH)
  • Baisse de l’activité biologique
  • Effet toxique possible d’Al3+ sur les plantes
71
Q

Quelle est la différence entre acidité réelle, potentielle et totale?

A

Acidité réelle :
Acidité totale, soit la concentration d’ions H+ dans la solution du sol exprimée par le pH.

Acidité potentielle :
Acidité de réserve, soit la quantité d’ions H+ adsorbés sur le complexe argilo-humique (échangeables).

Acidité totale :
Acidité réelle + Acidité potentielle

72
Q

Qu’est-ce que le pH du sol?

A

Mesure de l’acidité du sol basée sur la concentration en ions hydrogène H+

73
Q

Qu’est-ce que le pH du sol influence?

A
  • Biodisponibilité de certains éléments chimiques (risque de carence pour la plante si la biodisponibilité d’un élément est trop faible)
  • Toxicité de certains éléments chimiques (risque de toxicité pour la plante si la concentration d’un élément est trop élevée)
  • Activité des micro-organismes (espèces plus ou moins tolérentes aux conditions d’acidité ou d’alcalinité)
74
Q

Qu’est-ce que le pouvoir tampon du sol?

A

Il s’agit de sa capacité à résister à un changement de pH à la suite d’un apport de composés acidifiants ou alcalinisants.

Le pouvoir tampon du sol augmente avec la CEC : il est favorisé par une granulométrie fine (présence d’argile) et par la présence de MO (humus).

75
Q

En quoi l’apport en MO contribue au maintien du pH du sol?

A
  • La MO contribue au développement de la structure d’un sol, ce qui améliore la circulation de l’air et de l’eau et favorise les processus d’oxydation et de décomposition aérobies.
  • Le MO contribue au développement de complexes argilo-humiques, ce qui favorise la rétention des cations basiques dans le sol.
  • L’activité biologique et l’humification dans la MO du sol libèrent des acides qui participent à l’altération de la matière minérale, ce qui contribue à un apport en continu de nouveaux cations basiques dans le sol.
76
Q

Qu’est-ce que la teneur en matière organique?

A

Mesure de la proportion (%) de la masse sèche du sol qui est composée de matière organique.

Sols HIV2022 (8 decks)

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