Chimie et Fertilité des Sols
La chimie et la fertilité des sols étudient les réactions chimiques de la solution du sol et des surfaces solides qui stockent et libèrent les nutriments, ainsi que la capacité du sol à fournir les éléments nécessaires à la croissance des plantes.
Definition
La chimie du sol est l'étude de la composition chimique, des réactions et des processus des sols, en particulier aux interfaces entre les solides du sol, l'eau et l'air ; la fertilité du sol est la capacité d'un sol à fournir des nutriments essentiels en quantités adéquates et équilibrées pour la croissance des plantes.
Scope
Ce domaine couvre les colloïdes chargés et l'échange cationique qui retiennent les nutriments, l'acidité et le pH qui régissent la disponibilité chimique, le cycle et l'apport des nutriments végétaux, et la chimie des sols affectés par le sel. Il relie les réactions moléculaires aux surfaces du sol à la question pratique de la productivité d'un sol, qualifié de chimie du sol pour le distinguer de la chimie environnementale au sens large.
Sub-topics
Core questions
- Comment les colloïdes du sol chargés retiennent-ils et échangent-ils les ions nutritifs ?
- Comment le pH du sol contrôle-t-il la disponibilité des nutriments et des éléments toxiques ?
- Comment les nutriments végétaux sont-ils cyclés, stockés et fournis dans le sol ?
- Qu'est-ce qui rend les sols salins et sodiques problématiques chimiquement et physiquement ?
Key concepts
- Colloïdes du sol et charge de surface
- Capacité d'échange cationique et saturation en bases
- pH du sol et pouvoir tampon
- Nutriments essentiels pour les plantes
- Disponibilité et sorption des nutriments
- Salinité et sodicité
Key theories
- Capacité d'échange cationique
- Les colloïdes argileux et organiques chargés négativement retiennent les cations échangeables qui sont réversiblement disponibles pour les plantes et la solution du sol ; la capacité d'échange cationique est donc une variable maîtresse pour la rétention des nutriments et le pouvoir tampon.
- Contrôle du pH sur la disponibilité des nutriments
- Le pH du sol régit la solubilité et la forme des nutriments et des éléments potentiellement toxiques ; la plupart des nutriments sont plus disponibles à un pH proche de la neutralité, tandis qu'une forte acidité ou alcalinité réduit leur disponibilité et peut libérer des toxines telles que l'aluminium.
- Cycle et apport des nutriments
- Les nutriments végétaux circulent entre les compartiments minéral, organique, échangeable et en solution par l'altération, la minéralisation, la sorption et l'absorption, et la fertilité du sol reflète la taille et la dynamique de ces compartiments.
Clinical relevance
La chimie et la fertilité des sols sont à la base des recommandations en matière d'engrais et de chaulage, du diagnostic des carences et toxicités nutritionnelles, de la réhabilitation des sols acides, salins et sodiques, et de la protection de la qualité de l'eau contre les pertes de nutriments ; elles constituent le fondement scientifique des analyses de sol et de la gestion des nutriments.
History
La chimie du sol a évolué à partir des études du XIXe siècle sur l'échange cationique et de la reconnaissance par Liebig que la croissance des plantes dépend des nutriments minéraux, en passant par les travaux du XXe siècle sur la chimie des colloïdes, le pH et le cycle des nutriments, pour devenir une discipline quantitative reliant les réactions de surface à la fertilité et à la qualité environnementale.
Key figures
- Donald L. Sparks
- Nyle C. Brady
- Ray R. Weil
Related topics
Seminal works
- brady2016
- sparks2003
Frequently asked questions
- Qu'est-ce qui rend un sol fertile ?
- Un sol fertile fournit les nutriments essentiels dont les plantes ont besoin en quantités adéquates et équilibrées, les retient et les libère par l'échange cationique et la matière organique, possède un pH qui maintient les nutriments disponibles, et est exempt de niveaux toxiques de sels, de sodium ou d'aluminium.
- La fertilité du sol est-elle la même chose que la santé du sol ?
- Non. La fertilité se concentre sur l'apport chimique de nutriments, tandis que la santé du sol est plus large, englobant également la structure physique et l'activité biologique ; un sol peut être chimiquement fertile mais dégradé au niveau de sa structure ou de sa biologie, ou vice versa.