Les macroéléments 

L’azote (N)

L’azote (N) est le facteur principal de la croissance des plantes et du rendement des cultures (FAO, 1980). L’azote est l’un des éléments nutritifs très utilisés par les plantes (Bado, 2002). C’est le quatrième constituant des plantes qui est utilisé dans l’élaboration de molécules importantes comme les protéines, les nucléotides, les acides nucléiques et la chlorophylle (Epstein, 1972).L’azote favorise l’utilisation des hydrates de carbone, stimule le développement et l’activité racinaire, favorisant ainsi l’exportation des autres éléments minéraux et la croissance des plantes (Stevenson, 1986). C’est donc le pivot de la fumure (Gros, 1967) Il est essentiel pour la synthèse des enzymes de la photosynthèse (Lamaze et al , 1990)

Le phosphore (P)

Des recherches ont été menées pendant plusieurs années pour (i) étudier l’importance de la déficience en phosphore des sols, (ii) estimer le besoin en phosphore des principales cultures et (iii) évaluer le potentiel agronomique des différents engrais phosphatés ainsi que les phosphates naturels locaux (Pichot et Roche, 1972 ; Jones, 1973 ; Mokwunye, 1979 ;Bationo et al , 1987 ; Bationo et al ,1990). Le phosphore (P) est un élément largement distribué dans la nature (FAO,2004). Il est considéré, avec l’azote (N) et le potassium (K), comme un constituant fondamental de la vie des plantes et des animaux. Le phosphore a un rôle dans une série de fonctions du métabolisme de la plante et il est l’un des éléments nutritifs essentiels nécessaires pour la croissance et le développement des végétaux. Il a des fonctions à caractère structural dans des macromolécules telles que les acides nucléiques et des fonctions de transfert d’énergie dans des voies métaboliques de biosynthèse et de dégradation, A la différence du nitrate et du sulfate, le phosphore n’est pas réduit dans les plantes mais reste sous sa forme oxydée la plus élevée (Marschner, 1993).

Les mésoéléments 

Le calcium (Ca)

Toutes les plantes ont besoin de calcium pour la formation des parois cellulaires, le déplacement des sucres, la formation des poils absorbants sur leurs racines, la neutralité des poisons qu’elles pourraient produire, l’amélioration de leur vigueur en général et la qualité des tissus végétaux (Achille, 2006). Il est indispensable pour la croissance des racines et en tant que constituant des matériaux de la membrane cellulaires.

Le magnésium (Mg)

La concentration de magnésium dans le sol peut varier de 0,05 % à 1,34 % (Achille, 2006). En effet, à mesure que la concentration de magnésium décroît dans la solution du sol, le magnésium qui est attaché aux sites d’échange des particules de sol est libéré pour rétablir cet équilibre entre la solution du sol et les sites d’échange du sol. C’est le constituant central de la chlorophylle. Il participe aussi à des réactions enzymatiques liées au transfert d’énergie.

Le soufre (S)

Le soufre se trouve dans le sol sous différentes formes, organiques et inorganiques.
C’est la matière organique qui contient la plus abondante réserve de soufre (Achille, 2006) Ce soufre peut être assimilé par les plantes lorsque la matière organique se dégrade. Quand elle est dégradée, les plantes absorbent le soufre sous forme de SO 42-à partir de la solution du sol. Il est le constituantessentiel des porteurs intervenant dans la formation de la chlorophylle.

Les oligo-élémnents 

Le rôle des oligo-éléments se différencie globalement de celui des éléments majeurs, il s’agit d’une fonction catalytique et non d’un rôle plastique, c’est d’ailleurs ce qui explique leur haute  efficacité et leur caractère indispensable, malgré les besoins très minimes (Duthil, 1973). Les oligo-éléments jouant leurs rôles, soit en tant que composant d’enzymes, soit comme activateurs d’enzymes. De ce fait, le trouble apporté à une action enzymatique par une déficience en oligo-élément se traduit par une altération d’un fonctionnement particulier qui se répercute évidemment sur le fonctionnent général (Coc et Coppnet, 1989).

L’assimilation des éléments minéraux selon le ph du sol 

La valeur du pH du sol est l’une des conditions environnementales qui affectent la qualité de la croissance des plantes (Marjan et Bob, 1999). Selon Thomas (2010), le pH idéal du sol est proche de la neutralité, et les sols neutres ont des pH allant d’un pH légèrement acide de 6,5 à un pH légèrement alcalin de 7,5. Il a été déterminé que la plupart des nutriments végétaux sont disponibles de façon optimale pour les plantes dans cette plage de pH de 6,5 à 7,5, plus cette plage de pH est généralement très compatible avec la croissance des racines des plantes.
Parmi les principaux éléments minéraux dont la plante a besoin, le phosphore est le plus affecté par la montée du pH. Pour un pH alcalins, supérieurs à 7,5 par exemple, les ions phosphates ont tendance à réagir rapidement avec lecalcium (Ca) et le magnésium (Mg) pour former des composés moins solubles. Aux pH acides, les ions phosphates réagissent avec l’aluminium (Al) et le fer (Fe) pour former à nouveau des composés moins solubles. La plupart des autres nutriments (en particulier les micronutriments) ont tendance à être moins disponibles lorsque le pH du sol est supérieur à 7,5 et, en fait, sont disponibles de manière optimale à un pH légèrement acide, par ex. 6,5 à 6,8.
L’exception est le molybdène (Mo), qui semble être moins disponible sous pH acide et plus disponible à des pH modérément alcalins.

Les propriétés de la chaux 

Propriétés chimiques

La chaux a une réactivité avec l’eau. En présence d’eau, la chaux vive devient instable et se transforme en hydroxyde de calcium [Ca(OH)2] ou chaux éteinte. Cette réaction est suivie d’un dégagement de chaleur et d’un accroissement de volume. Lorsque la réactivité de la chaux avec l’eau est faible, elle est qualifiée de moyenne, dure et surcuite(Mohammed, 2012).
La chaux est une base et sa dissolution dans l’eau provoque une augmentation de pH jusqu’à 12,4 dans les conditions normales à 25°C (Mohammed, 2012), elle sert ainsi, grâce à cette propriété, à lutter contre l’acidité des sols, laquelle a pour conséquence de perturber l’alimentation des plantes, en détruisant l’équilibre de restitution des éléments nutritifs (blocage de certains, prolifération d’autres qui, en grandes quantités, deviennent toxiques). La chaux aide le sol à rétablir son équilibre et à retrouver sa fertilité. Elle agit également sur la végétation. Absorbée et fixée par les plantes, elle intervient dans le processus de germination, la circulation de l’amidon et la saturation des acides organiques

Propriétés physiques 

La chaux coagule l’argile. Cette propriété revient à neutraliser les sols lourds et argileux par le phénomène de floculation, correspondant au passage d’une structure plastique à une forme grumeleuse stable. La chaux rend alors le travail du sol plus facile, accroît sa perméabilité et favorise son activité.

Vitesse de réaction du calcaire dans le sol

Les différentes sortes de calcaires neutralisent l’acidité du sol plus ou moins rapidement selon leur finesse de broyage, leur composition chimique et leur dureté. Les deux dernières caractéristiques n’ont qu’un effet secondaire sur la vitesse de réaction; le facteur principal est la finesse du broyage. Plus les particules sont finement broyées, plus il y a contact avec les particules et la solution du sol, la neutralisation de l’acidité du sol est ainsi plus rapide.

Détermination des besoins du sol à traiter 

Le taux d’épandage nécessaire varie avec le pH du sol, la teneur en matière organique et la teneur en argile. Le taux recommandé varie de 1 à 13t/ha (Bruce, 1981).
Les champs dont la texture, la couleur, la teneur en matière organique, le taux de croissance des cultures et l’écoulement des eaux ne sont pas uniformes ont sans doute des besoins qui diffèrent d’un endroit à un autre. Chaque parcelle qui semble différente devrait être échantillonnée séparément. Le chaulage constitue une assez forte dépense; il est donc important de l’appliquer aux terrains qui en ont le plus besoin. Il faut diviser le champ en plusieurs petites parcelles selon les différences de croissance observées. Les endroits où la croissance est faible, en particulier les cultures non-tolérantes, peuvent servir à établir les zones d’échantillonnage.
En général, les facteurs les plus importants pour déterminer les besoins en chaux comprennent (i) le pH du sol, (ii) la quantité de substances acides retenues chimiquement dans le sol, (iii) la profondeur du labour, (iv) le pH idéal pour la variété cultivée, et (v) la texture du sol.
La profondeur normale du labour joue un rôle important dans l’épandage de la chaux.
Plus la couche de sol favorable à la croissance est profonde, plus l’enracinement l’est aussi. Les cultures aux racines trop courtes donnent un mauvais rendement. Il est donc important de mélanger à fond le calcaire avec le sol jusqu’à la limite de la couche arable, sinon, seule une partie de cette couche de l’enracinement sera favorable à la croissance.
Une couche de labour de 20 cm nécessite deux fois plus de chaux pour neutraliser l’acidité qu’une couche de 10 cm. Il est bon de noter toutefois que, lorsque la couche de surface a reçu assez de chaux, le chaulage du sous-sol a peu d’effet sur le rendement. En conséquence, il n’est pas nécessaire de faire un labour plus profond pour y incorporer de la chaux à une plus grande profondeur.

Effets du chaulage sur l’assimilabilité des substances nutritives 

Les sols acides présentent normalement des teneurs relativement peu élevées en calcium, et souvent faibles en magnésium, mais suffisantes en ces deux éléments pour répondre aux besoins des cultures. Les engraiscalcaires sont parfois nécessaires pour fournir à la plante des substances nutritives sous forme de calcium et de magnésium, tout en servant aussi de neutralisant.
On considère souvent que le phosphore du sol est le plus assimilable à des pH d’environ 6,5 et que son assimilabilité décroît si l’acidité diminue ou augmente. Toutefois, les essais effectués sur les sols et les études qui comportent des analyses des sols et qui portent sur l’effet des engrais sur les cultures montrent que très souvent dans de nombreuses régions les sols à pH élevé contiennent du phosphore assimilable en quantité suffisante pour les plantes.
L’aluminium, le fer, le manganèse, le bore, le cuivre et le zinc sont plus solubles dans des sols acides que dans des sols neutres ou légèrement alcalins. En chaulant un sol, on diminue la solubilité de chacun de ces éléments qui sont tous, sauf l’aluminium, essentiels au développement de la plante, mais en très petite quantité. Dans les sols acides, le manganèse en particulier peut être toxique et faire diminuer le rendement des cultures. Une carence de ces oligo-éléments peut aussi avoir les mêmes effets.
L’aluminium n’est pas utile au développement des plantes et, bien qu’il ne soit pas toxique à un pH supérieur à 5,5, il est souvent toxique si l’acidité est plus élevée. Le molybdène est l’un des éléments essentiels aux plantes, qui est moins soluble en milieuacide.

Problèmes des sols ferralitiques

Le complexe absorbant des sols ferrallitiques est généralement désaturé, il a une faible capacité d’échange surtout ceux des sols ferralitiques rajeunis des hautes terres (Bourgeat et Aubert, 1970). Bazoumana (2011) a su montré que les sols ferralitiques sont de plus en plus acides au fur et à mesure de sa profondeur. Dans les sols riches en oxydes de fer et d’aluminium, la carence en élémentnutritif, surtout en phosphore est l’un des problèmes agronomiques les plus distingué (Uehara et gillman, 1981). Ces facteurs montrent la faible productivité de ce typede sol. Les sols ferralitiques formés sur roches acides de types granitiques se concentrent sur les Hautes Terres de l’île. Ils présentent généralement de forte pente (30 à 35°) qui est plutôt sensible à l’érosion et au phénomène de lavakisation, qui vont aboutir à la perte de base échangeable. La partie superficielle (à 15cm) présente une structure assezdurcie avec faible porosité (Patrice,1971).

Amélioration des sols ferrallitiques des Hautes Terres de Madagascar 

Pour corriger l’acidité des sols ferrallitiques de Madagascar, diverses recherches sont déjà abordées durant des décennies. Les solutions qui peuvent être considérées sont (i) l’amendement dolomitique, (ii) l’installation de dispositifs antiérosifs, et (iii) l’apport enmatières organiques.

Amendement dolomitique 

Selon l’étude de l’Institut de Recherches Agronomiques de Madagascar (Gigou, 1970), pour le cas des sols ferrallitiques des Hautes Terres, il fallait appliquer un amendement de dolomie de 2t à l’ ha à 600unités de P 2O5 et à 400unités de K 2 modeste de chaux va augmenter le pH de la zone racinaire en évitant la toxicité aluminique et augmentant ainsi l’état nutritif du sol (Deckers, 1993). L’apport de calcaire a un rôle bénéfique sur l’assimilabilité des éléments nutritifs, surtout lephosphore, en milieu acide (Gascho et Parker, 2001).

Installation de dispositifs antiérosifs 

Les dispositifs antiérosifs sont aussi efficaces pour limiter l’acidification des sols par lessivage, en limitant la perte en bases échangeables (Andriamihamina et al, 2007). Il existe différentes pratiques antiérosives qui peuvent contribuer à la protection des sols ferrallitiques de Madagascar : (i) la culture en courbe de niveau (contouring), (ii) la culture en courbe en bandes en courbe de niveau isolées par des bandes d’arrêt enherbées (buffer stripcropping), (iii) le paillageet la culture de plantes de couvertures (Roose, 1999).

La culture en courbe de niveau (contouring)

Il s’agit d’effectuer les travaux de culture (labour et culture) selon la courbe de niveau c’est-à-dire perpendiculairement ou parallèlement aux lignes de niveau. L’objectif est de ralentir au maximum la nappe d’eau qui pourrait ruisseler, cela permet de dissiper cette énergie de ruissellement et d’éviter ainsi laformation de ravinement.Selon l’étude de Wischmeier et Smith (1978),l’efficacité de cette méthode est limitée aux pentes faibles(inférieures à 10%).
La culture en bandes en courbe de niveau, isolées p ar bandes d’arrêt enherbées (buffer stricropping) :
Les bandes enherbées agissent comme filtres pour ralentir la vitesse d’écoulements.
Plus adaptable autant pour les pentes plus faibles que les fortes pentes , l’efficacité de cette technique est aussi en fonction de la largeurdes bandes, du mélange d’espèces qui les constituent. Le mélange légumineuses-graminées est plus efficace qu’une bande constituée d’une seule espèce.
Toute végétation herbacée convient pour couvrir la bande antiérosive et en particulier, les herbes de la jachère naturelle, mais la présence de légumineuses à enracinement pivotant et de grandes graminées pérennes à enracinement profond, améliore l’infiltration. En milieu tropical, on peut utiliser Andropogon gayanus, Pennisetum purpureum, Paspalum notatum, Tripsacum laxum, Stilo santhes , cannes à sucre et diverses plantes fourragères.

Le paillage et la culture de plantes de couvertures 

Le paillage consiste non seulement à limiter la perte d’eau par évaporation, mais aussi à protéger le sol lors de la période critique des fortes pluies dans les régions tropicales comme Madagascar où les pluies sont agressives alors que les cultures n’arrivent pas suffisamment à couvrir le sol : il agit comme complément temporaire à la couverture végétale. Les paillis peuvent se constituer soit de résidus de cultures soit d’apports extérieurs. La limite de cette pratique est le manque de biomasse pour une plantation à grande échelle. La culture des plantes de couvertures solutionne alors ce problème par une culture sur place de la couverture. Elle présente aussi un certain nombre d’avantages, elle permet d’équilibrer le bilan de matières organiques et de ramener à la surface un certain nombre d’éléments nutritifs qui seront redistribués dans le sol au cours de toute la saison des pluies.

L’apport en matières organiques 

Il faut apporter des matières organiques en quantité suffisante pour donner au sol une structure grumeleuse stable. L’apport ne permet pas, jusqu’à une quantité trop importante de matière organique, l’augmentation de pH mais de donner au sol les substances fraiches, d’intensifier l’activité biologiquedans le sol, et de favoriser la fixation des cations et la structuration du sol parl’humus. Nombreuses sont les sources de matières organiques que l’on peut exploiter : d’origine végétale (pailles de céréales, engrais verts tels Cajanus, Tephrosia, soja, Pueraria Thimbergiana ), d’origine animale (sang desséchée, corne torréfiée), et celles d’origine mixte (fumier de ferme qui est constitué de litières et de déjections animales).

CONCLUSION

Pour conclure, la présente étude nous a permis d’élucider les influences de l’acidité du sol sur la nutrition des plantes. Elle bloque l’assimilabilité des nutriments par les plantes en libérant d’autres éléments toxiques, nocif à leur développement. L’acidité provient naturellement, par les activités biologiques ou parla nature de la roche mère formant le sol, ou encore par les activités humaines, lesquelles vont acidifier le sol par apports en excès de fertilisants chimiques ammoniacaux. Le solacide se caractérise par la présence d’une végétation qui s’adapte à ce milieu. L’assimilabilité des nutriments tels les macroéléments, les mésoléléments et les oligo-éléments dépendent essentiellement de cette acidité du sol. Leur assimilabilité selon le pH se différencie des uns aux autres ; les macroéléments, notamment le phosphore, et méso éléments, sont plus affectés par la baisse du pH par rapport aux oligo-éléments qui sont disponibles de manière optimale à pH légèrement acide. En cas de forte acidité du sol, les composés aluminiques se dissolvent et se libèrent dans la solution du sol, entrainant ainsi la brulure, l’épaississement et la faible croissance racinaire, limitant le bon développement de la plante. Cette acidité critique est importante dans la manière où elle va se répercuter sur la croissance et développement de la plante, diminuant ainsi la production. Des études ont su développées des méthodes pratiques qui peuvent corriger cette acidité du sol : le chaulage. Cette pratique procure autant pour le solque pour les plantes, divers bénéfices agronomiques qui vont améliorer ainsi la productionagricole. Madagascar caractérisé par une importante surface de sols ferrallitiques, rencontre la même contrainte liée à l’acidité du sol. Ces problèmes d’acidité des sols ferrallitiques se manifestent sous divers angles tels la faible capacité d’échange du sol, la carence en nutriments qui sont liés à la sensibilité à l’érosion de ce type de sol. Cependant, divers chercheurs ont pumettre en valeur, avec des pratiques agronomique, des alternatives pour corriger cetteacidité des sols ferrallitiques à Madagascar : chaulage et dispositifs antiérosifs.

Table des matières

1. INTRODUCTION 
2. GENERALITES SUR L’ACIDITE 
2.1. Définition de l’acidité
2.2. Le sol
2.3. Le sol acide
2.3.1. Définition d’un sol acide
2.3.2. Caractéristiques d’un sol acide
2.3.3. Processus d’acidification
2.3.4. Le complexe absorbant du sol acide
2.3.5. Les plantes bio-indicatrices d’acidité
3. LA NUTRITION MINERALE DE LA PLANTE 
3.1. Les éléments essentiels à la plante
3.1.1. Les macroéléments
3.1.2. Les mésoéléments
3.1.3. Les oligo-élémnents
3.2. L’assimilation des éléments minéraux selon le ph dusol
31. Assimilation en nutriments dans sols acides
3.3. Le pH critique dans le sol
4. CORRECTION DE L’ACIDITE DU SOL PAR AMENDEMENT A LA CHAUX
4.1. Les propriétés de la chaux
4.1.1. Propriétés chimiques
4.1.2. Propriétés physiques
4.1.3. Propriétés physiologiques
4.2. Les différentes matières de chaulage
4.2.1. Calcaire dolomitique
4.2.2. Calcit
4.2.3. Marne
4.2.4. Boues contenant des carapaces de crustacés et des coquilles de moules et d’huîtres
4.3. Vitesse de réaction du calcaire dans le sol
4.4. Détermination des besoins du sol à traiter
4.5. Effets du chaulage sur l’assimilabilité des substances nutritives
5. CAS DE MADAGASCAR
5.1. Les différents types de sols à Madagascar
5.2. Caractéristiques des sols ferralitiques
5.3. Problèmes des sols ferralitiques
5.4. Amélioration des sols ferrallitiques des Hautes Terres de Madagascar
5.4.1. Amendement dolomitique
5.4.2. Installation de dispositifs antiérosifs
5.4.3. L’apport en matières organiques
6. CONCLUSION