Les propriétés physiques du sol changent au cours de l'année de croissance de la même manière que les biostructures. La perméabilité des sols labourés varie sous l'influence du climat, du travail du sol et de l'activité des vers de terre.
Contexte
La disposition du fumier dans le sol produit une porosité compositionnelle qui affecte la macroporosité du sol (Hallaire et al., 2000 ; Vandenbygaart et al., 2000 ; Bottinelli et al., 2010b). Les vers de terre creusent également des réseaux de galeries qui contribuent à la macroporosité du sol (Tomlin et al., 1995).
Objectif général de la thèse et organisation du mémoire
La production de telles biostructures (galeries et excréments) peut conduire à une augmentation et une réorganisation de la macroporosité des sols, voire à la dégradation des sols compactés (Tisdall, 1985 ; Zund et al., 1997 ; Langmaack et al., 1999). Cependant, l'effet du non-labour sur la conductivité hydraulique reste controversé car il augmente le nombre de biostructures de vers de terre (Ehlers, 1975 ; Tebrügge et Düring, 1999 ; Vandenbygaart et al., 2000 ; Capowiez et al., 2009b), conduisant généralement à une diminution de la macroporosité (Kay et Vandenbygaart, 2002).
Relations entre les pratiques culturales, les lombriciens, la structure et la
Définitions
- Les pratiques culturales
- Les lombriciens
- La perméabilité et la macroporosité du sol
C'est également le cas des champignons qui peuvent participer à la stabilisation de la structure du sol grâce au réseau d'hyphes qu'ils développent (Beare et al., 1997). 3 : Exemple de classification des porosités des sols selon leur forme : (a) pores allongés, (b) pores ronds, (c) pores complexes.
Interactions entre les lombriciens, les pratiques culturales, la structure et la perméabilité du
- Impact des pratiques culturales sur les communautés et activités lombriciennes
- Action des lombriciens sur la structure et la perméabilité du sol
- Impact des pratiques culturales sur la structure et la perméabilité du sol
Selon leurs caractéristiques, les dépôts d'excréments peuvent s'accompagner d'une augmentation de la structure grumeleuse (Pérès et al., 1998 ; Vandenbygaart et al., 1999b). L'ensemble des travaux montre que lors de l'ensemencement direct, les pores complexes tombent (Miller et al., 1998a;.
Objectif et démarche
Le site d’étude
Le contexte pédoclimatique
- Le climat
- Le sol
En 2000, lors de la mise en place de l'essai, le sol de la parcelle a été caractérisé à l'aide de sondages, d'une fosse pédologique et d'analyses physico-chimiques (Viaud, 2000). Le sol du site est du Cambisol humique selon la classification de la FAO, moyennement profond à profond (80 cm) en schiste micacé.
Le dispositif expérimental
Lors du blé 2006-2007 et des cultures intercalaires de phacélie, le travail de surface (ST) est réalisé à l'aide d'un burin, travaillant toute la surface sur une profondeur de 12 à 15 cm. Sous maïs de 2008, la méthode ST est mise en œuvre à l'aide d'un burin qui travaille toute la surface sur une profondeur de 12 à 15 cm, suivi d'un travail du lit de semence à la herse rotative sur une profondeur de 5 à 10 cm.
Les communautés lombriciennes
Evaluation de différentes méthodes de quantification des biostructures
- Introduction
- Méthodes
- Abondance des déjections à l’échelle des agrégats
- Abondance des déjections sur cylindres de sol
- Abondance des galeries et des déjections sur lames de sol
- Analyses statistiques
- Résultats et discussion
- La phase solide
- La phase porale
- Conclusions
Les travaux de Vandebygaart et al. (2000) ont présenté un modèle typologique de porosité des sols permettant de quantifier automatiquement la porosité entre les excréments. La densité des pores pour chaque classe est exprimée en pourcentage de la surface de la couche de sol.
Impact des pratiques culturales sur l’abondance des biostructures
- Materials and methods
- Study site, tillage systems and fertilizer inputs
- Sampling
- Soil water content
- Abundance of earthworm biostructures
- Statistical analysis
- Results
- Soil water content
- Biostructures abundance
- Discussion
- Effects of management practices on biostructure abundance
- Seasonal variation in biostructure abundance
- Conclusions
Nevertheless, strong short-term fluctuations (on a monthly scale) in the abundance of biostructures on the soil surface (Binet and Le Bayon, 1999; Perreault et al., 2007) and in the soil (Kretzschmar, 1982; Ligthart, 1997) have previously been observed. The abundance of BU was expressed as a percentage of the area of a thin soil section. Poultry manure caused an increase in BU abundance regardless of tillage and sampling date (Table 2 and Table 3).
Impact des lombriciens sur la stabilité structurale des agrégats du sol
- Site and soil sampling
- Earthworm cast abundance
- Physico-chemical properties of casts and bulk soil
- Statistical analysis
- Results and discussion
- Relative abundance of subsurface casts
- Properties involved in structural stability: casts versus bulk soil
- Structural stability: casts versus bulk soil
- Structural stability: casts versus tillage intensity
These act as binding agents (Tisdall and Oades, 1982) and/or increase the water resistance of the aggregates and the rate of quenching (Jouquet et al., 2008). The carbohydrate content of the extract was analyzed by the H2SO4/phenol method (Dubois et al., 1956). The increase in WR in gypsum compared to bulk soil was low compared to the data observed by Jouquet et al.
Impact des pratiques culturales sur la stabilité des agrégats du sol
- Site, tillage and fertilization practices
- Soil sampling
- Soil properties
- Soil aggregate stability
- Soil organic matter
- Soil water content
- Water repellency of aggregates
- Soil aggregate stability
The carbohydrate content of the extract was analyzed by the H2SO4/phenol method (Dubois et al., 1956). As found by Bissonnette et al. 2001), AS was less correlated with HWEC than with total organic C. The effect was correlated with the amount brought to the soil (N'dayegamiye and Angers, 1990; Whalen et al., 2003).
Impact des pratiques culturales sur la macroporosité et la perméabilité du
Study site, tillage and fertilization practices
Three tillage treatments were studied: (i) plowing with an oral board (MP, to a depth of 25 cm and rotary harrowing to a depth of 7 cm before sowing); (ii) surface tillage (ST, with chisel plowing to a depth of 12 cm below the wheat crop followed by rotary harrowing at a depth of 7 cm below the maize crop) and (iii) no tillage (NT). Figure 1: Daily precipitation (white histogram) and monthly temperature (black line) at the experimental site during the study period. Solid arrows indicate the various technical (tillage, fertilizer application and harvest) events that occurred.
Soil measurements
Hydraulic conductivity
Macroporosity
Total soil macroporosity
Pore shape
Porosity size distribution
The variations in small and medium porosity values between tillage treatments were similar (Figs. 5a, 5b). Throughout the growing season, both porosity values were higher among cropped plots compared to the NT plots, except in December, while mean porosity values under MP and NT were not significantly different. Poultry litter slightly increased the medium and large porosity values between December and March, while the opposite was observed in July and May 2008 (Fig. 6a, 6b).
Hydraulic conductivity
Under MP and ST, bulk porosity increased from December to May-07, while no significant change was observed under NT. Therefore, macroporosity differences between NT and arable plots were highest in May-07. Medium and large porosity types were affected by the interaction between fertilization and date (Table 1, p<0.05 in both cases).
Correlations between soil macroporosity and hydraulic conductivity
Soil macroporosity as influenced by tillage and sampling date
From December to March, no significant temporal variation in soil macroporosity was observed, confirming that the main compaction period occurred shortly after the tillage event, followed by a wet period with high rainfall. In addition, our results indicate that the short-term earthworm activity did not affect either the soil macroporosity or the size and shape of the porosity under NT. We suggest that more porous soil is, the greater the impact of earthworm on soil macroporosity (size and shape) is important.
Soil macroporosity as influenced by fertilization
2007), soil reconsolidation occurs shortly after tillage due to the low stability of pore systems against high cumulative effective rainfall (141 mm, effective rainfall is defined here as rainfall of > 10 mm day-1;. As the soil contained a small amount of clay (17%) , clay shrinkage and swelling could not support this temporal variation Chapter 4) found a significant temporal variation in earthworm biostructures at the same experimental site in the same growing season for wheat as follows: (i) subterranean earthworm. castings increased from March to May-07 and decreased until July in the three tillage treatments; and (ii) earthworm burrows increased significantly from March to July in treated plots. In light of these results, we postulate that the significant variation in macroporosity at the end of the wheat growing season under tilled plots was due to earthworm activity together with the concurrent effects of a high cumulative effective rainfall (80 mm) from May-07. July (Fig. 1).
Consequence of management practices on K(h)
Under NT, the temporal variation of K (h) was not a result of variation in macroporosity shape and size, because no significant temporal variation in macroporosity was observed. Therefore, we hypothesize that earthworm shedding under the NT partly changes the temporal variation of K ( h ) by changing the porosity relation. Part of this variation was related to rainfall events and earthworm activity, which change the shape and size of macroporosity under derivative treatments and porosity connectivity under NT.
Comment quantifier les biostructures lombriciennes dans le sol ?
L'objectif de ce travail était d'évaluer l'impact des pratiques culturales combinant non-labour et apport d'eaux usées sur les propriétés physiques des sols en analysant le rôle de l'activité des vers de terre. Dans une cinquième partie, nous proposerons des scénarios d'évolution de la couche superficielle selon les pratiques agricoles : comment ces pratiques ont permis au sol d'acquérir ses propriétés physiques.
Quel est l’impact des pratiques culturales sur l’abondance de ces biostructures ?
Plusieurs raisons peuvent être avancées pour expliquer la dynamique des galeries sur notre site expérimental : (i) la plus faible densité apparente dans les sols labourés ne réduit pas l'activité des vers de terre et ne les oblige pas à remplir leurs galeries de matières fécales. semis direct; ainsi les galeries sont moins bouchées dans les horizons labourés (Hirth et al. ii) la structure du sol dans les horizons labourés est beaucoup plus hétérogène qu'en semis direct et cela peut provoquer une augmentation de la production de galeries, comme le montre le travail de Van Stovold et al. 2004); et (iii) en semis direct, les vers de terre préféreront utiliser les vides préexistants dans le sol, c'est-à-dire les galeries, pour se déplacer (Felten et Emmerling, 2009). Sous l'ajout de fumier de volaille, l'abondance des couloirs et des matières fécales a augmenté respectivement de 15% et 20% par rapport aux modalités sous fertilisation minérale. Nous pouvons supposer que la plus grande abondance de vers endogènes est en partie responsable de cette augmentation.
Quel est l’impact des pratiques culturales et des lombriciens sur la stabilité structurale des
Quelle est l’influence des pratiques culturales et des vers de terre sur la stabilité structurelle des agrégats du sol ? Cette augmentation s'explique souvent par un enrichissement en matière organique (Zhang et Schrader, 1993 ; Flegel et al., 1998 ; Oyedele et al., 2006). Nos résultats concordent avec les études menées sur des sols tropicaux à forte teneur en carbone organique, bioturbés par des vers de terre endogènes (Barois et al., 1999 ; Coq et al., 2007).
Quel est l’impact des pratiques culturales sur la macroporosité et la perméabilité du sol ?
Nos résultats confirment les travaux de Lamandé et al. 2004), qui suggèrent que le développement de la macroporosité de l'assemblage était partiellement contrôlé par les excréments de vers de terre. En semis direct, la macroporosité totale, la forme et la taille de la porosité n'ont pas changé de manière significative au cours de l'année de croissance, malgré la forte fluctuation temporelle des déjections des vers de terre. Une augmentation de la connectivité de la porosité provoquée par les coulées de vers de terre a également été démontrée par Hallaire et al.
Schéma d’évolution structurale des sols selon les pratiques culturales
Ces résultats conduisent à deux conclusions importantes : (i) la production d'excréments dans le sol au cours d'une année agricole n'augmente pas la macroporosité du sol, et (ii) la disposition de ces excréments modifie probablement la connectivité de la macroporosité et affecte alors directement la valeurs de K (h). Ces résultats montrent que la production de blobs de vers de terre par semis direct sur une année agricole ne modifie pas la macroporosité du sol. En revanche, aucune étude à ce jour n’a envisagé la relation entre les deux, notamment sur la macroporosité et la perméabilité des sols.
Quel est l’effet des pratiques culturales et de l’activité des vers de terre sur la stabilité des agrégats du sol ? Comment la macroporosité et la conductivité hydraulique des sols varient selon les pratiques agricoles.
Tableau présentant les données brutes issues du chapitre 4
Tableaux présentant les données brutes issues du chapitre 5
Tableau présentant les données brutes issues du chapitre 6
Tableaux présentant les données brutes issues du chapitre 7
