Etude du volume de sol impliqué dans la biodégradation d’un substrat organique

Comment faire varier la porosité du sol dans les cosmes ?

Pour manipuler les caractéristiques du réseau poral dans les cosmes, différentes solutions existent : travailler avec des sols de textures contrastées (sableuse vs limoneuse), travailler avec des sols plus ou moins compactés in situ (sol cultivé vs prairie par exemple, sol cultivé en agriculture conventionnelle vs agriculture de conservation…) ou de manière artificielle, en manipulant la structure du sol via des tamisages, la dispersion des particules de sol…. Nous avons choisi de travailler avec un seul et même sol pour essayer de limiter au maximum l’effet d’autres facteurs. Nous avons également choisi d’éliminer la compaction artificielle en conditions de laboratoire, l’hypothèse sous-jacente étant que la compaction allait principalement modifier la macroporosité. La manipulation de la structure s’est révélée inefficace pour faire varier des pores de petite taille (Juarez, 2013). Au final, nous avons donc choisi de travailler avec un seul sol cultivé de manière conventionnelle (CONV) avec un labour fréquent (3 ans sur 4) ou en agriculture de conservation sous couvert végétal (SCV) (en non labour mais avec une couverture végétale permanente). Les échantillons de sol ont été prélevés à La Cage (Versailles) durant une culture de blé entre 5 et 10 centimètres de profondeur (figure 7), les 5 premiers centimètres ayant été éliminés à cause de teneurs en carbone et azote différentes (figure 8). Le sol a ensuite été tamisé entre 2 50 et 5 millimètres pour homogénéisation et pour pouvoir construire par la suite des cosmes avec une structure du sol standardisée. Figure 7 – Vue aérienne du site expérimental de La Cage avec blocs de prélèvement foncés 51 Figure 8 – Profils des teneurs en carbone, azote, rapport C/N et biomasse microbienne des sols de la Cage sous trois des différents systèmes de culture : conventionnel (en bleu), en agriculture de conservation (SCV en rouge) et biologique (en vert). D’après Juarez (2013). 5

Courbes de rétention en eau des sols CONV et SCV

Des courbes de rétention en eau des sols de la saturation jusqu’à pF3,5 ont ensuite été réalisées sur des agrégats (2-5 mm) des deux sols (avec 3 réplicats) et les résultats sont présentés dans la figure 9. Ceux-ci ont été placés à une densité apparente proche de 1,2 g.cm-3 dans une nacelle en PVC dont le fond est constitué d’une toile fine laissant passer l’eau et retenant les agrégats puis mis à saturation par remontée capillaire pendant 2 jours. Les nacelles sont ensuite placées sur des plaques poreuses préalablement enduites de kaolinite et disposées dans une presse de Richards à des pressions croissantes avec pesées entre chaque nouvel ajustement de pression afin de suivre la désaturation en eau en fonction du potentiel matriciel atteint à une pression donnée. Figure 9 – Courbes de rétention de ω, la teneur en eau massique (g.g-1 ) à gauche et de 𝜃, la teneur en eau volumique (cm3 .cm-3 ) à droite (en eau pour le sol en pratique conventionnelle (CONV-violet) et en agriculture de conservation (SCV -vert). Les barres correspondent à l’écart type de 3 réplicats. Aucune différence significative n’a été observée entre les deux courbes et donc entre les deux systèmes de culture pour les agrégats de 2-5 mm de diamètre. La porosité intra-agrégats ne  semble a priori pas influencée par les différences de pratique. 2.4. Analyse de la porosité des sols par tomographie aux rayons X Des acquisitions en tomographie des rayons X ont été réalisées sur les deux sols CONV et SCV par le département des sciences du sol de l’université de Kassel en Allemagne avec une résolution de 40,075 µm (figure 10). Le volume poral cumulé occupé par les pores selon leur taille au-delà de 40 µm (24,7% et 25.3% du volume total du cosme respectivement en CONV et SCV) n’a pas permis de différencier le sol soumis aux deux pratiques culturales étudiées (figure 11). La résolution ne nous permet pas de conclure quant à la porosité inférieure à 40 µm. Cette analyse qui prend en compte le volume de pores inter-agrégats, nous a néanmoins permis de conclure que la structure des sols dans les réplicats était similaire, les écarts types entre réplicats étant faibles.