Teneur en eau et potentiel hydrique du sol
La teneur en eau du sol mesure la quantité d'eau qu'un sol retient, tandis que le potentiel hydrique du sol mesure l'état énergétique de cette eau, décrivant ainsi à la fois la quantité et la disponibilité de l'eau dans le sol.
Definition
La teneur en eau du sol est la quantité d'eau présente dans un sol, exprimée en fraction massique ou volumique ; le potentiel hydrique du sol est l'énergie potentielle de cette eau par unité de quantité par rapport à l'eau libre, dominée dans un sol non saturé par le potentiel matriciel résultant des forces capillaires et d'adsorption.
Scope
Ce sujet aborde la teneur en eau volumique et gravimétrique, les composantes du potentiel hydrique du sol (matriciel, gravitationnel et osmotique), la courbe de rétention d'eau du sol, ainsi que les points de référence agronomiques que sont la capacité au champ, le point de flétrissement permanent et l'eau disponible pour les plantes. Il distingue la quantité d'eau présente de la force avec laquelle elle est retenue.
Core questions
- Comment la teneur en eau du sol est-elle mesurée et exprimée ?
- Quelles sont les composantes du potentiel hydrique du sol ?
- Que représente la courbe de rétention d'eau, et pourquoi diffère-t-elle selon les sols ?
- Que signifient la capacité au champ, le point de flétrissement et l'eau disponible pour les plantes ?
Key concepts
- Teneur en eau volumique et gravimétrique
- Potentiel matriciel, gravitationnel et osmotique
- Courbe de rétention d'eau
- Capacité au champ
- Point de flétrissement permanent
- Eau disponible pour les plantes
Key theories
- Concept de potentiel hydrique du sol
- L'état énergétique de l'eau du sol est la somme des potentiels matriciel, gravitationnel et osmotique ; l'eau s'écoule d'un potentiel total plus élevé vers un potentiel plus faible, et la disponibilité pour les plantes diminue à mesure que le potentiel matriciel devient plus négatif.
- Courbe de rétention (caractéristique) de l'eau
- La relation entre la teneur en eau et le potentiel matriciel, régie par la distribution de la taille des pores, définit la quantité d'eau qu'un sol retient à une énergie donnée et sous-tend les concepts de capacité au champ, de point de flétrissement et de capacité en eau disponible.
Mechanisms
L'eau est retenue dans le sol par les forces capillaires dans les pores et par adsorption sur les surfaces des particules, ces deux mécanismes étant plus prononcés dans les sols à pores fins et à texture fine. À mesure qu'un sol sèche, l'eau ne subsiste que dans des pores progressivement plus petits et des films plus minces, de sorte que le potentiel matriciel devient plus négatif et l'eau restante est retenue plus fortement. La capacité au champ est la teneur après drainage libre, le point de flétrissement est la teneur en dessous de laquelle les plantes ne peuvent plus extraire l'eau, et la différence représente l'eau disponible pour les plantes.
Clinical relevance
La connaissance de la teneur en eau et du potentiel hydrique permet aux agriculteurs de planifier l'irrigation, d'estimer la durée pendant laquelle une culture peut se passer d'arrosage, et d'éviter à la fois le stress hydrique et l'engorgement ; ces mêmes concepts guident la conception des systèmes de drainage et l'interprétation des capteurs d'humidité du sol.
History
Buckingham a introduit le concept de potentiel capillaire de l'eau du sol en 1907, et les travaux ultérieurs ont formalisé la courbe de rétention d'eau ainsi que les concepts de capacité au champ et de point de flétrissement, fournissant à l'agronomie et à la physique des sols une base quantitative pour décrire l'humidité du sol.
Key figures
- Daniel Hillel
- Edgar Buckingham
- Lorenzo A. Richards
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Seminal works
- hillel1998
- brady2016
Frequently asked questions
- Quelle est la différence entre la capacité au champ et le point de flétrissement ?
- La capacité au champ est la quantité d'eau qu'un sol retient après que la gravité a drainé les pores les plus grands, représentant la limite supérieure de l'eau facilement stockée, tandis que le point de flétrissement permanent est la limite plus sèche à laquelle l'eau restante est retenue trop fortement pour que les plantes puissent l'extraire ; l'eau entre ces deux points est disponible pour les plantes.
- Un sol peut-il contenir beaucoup d'eau et pourtant stresser les plantes ?
- Oui. Si l'eau est retenue à un potentiel très négatif, comme dans les sols argileux secs ou salins, les plantes peuvent être incapables de l'extraire malgré une teneur en eau mesurable, car la disponibilité dépend de l'état énergétique de l'eau, et non seulement de sa quantité.