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SOLS Physico-chimie

Parmi les constituants des sols, les colloïdes argileux et humiques (cf. argiles, humus), étroitement associés, possèdent des propriétés d'échange d'anions et surtout de cations comparables à celles des résines échangeuses d'ions (cf. échangeurs d'ions). La capacité d'échange, le pH et le degré de saturation en cations métalliques de cette capacité d'échange constituent les caractères importants des sols, lesquels sont également le siège de diverses autres réactions, comme celles d'oxydoréduction. Constamment modifiée par l'alimentation des plantes et les apports d'engrais, la phase liquide du sol contient des électrolytes, et il en résulte des échanges continuels entre les phases solide (appelée parfois « complexe absorbant ») et liquide. Celle-ci se déplace sous l'effet de la transpiration des végétaux, et les flux ioniques qui en résultent s'ajoutent aux processus de diffusion pour amener au contact des racines les éléments nutritifs dont elles ont besoin.

Réactions d'échange

Échanges de cations

Les charges négatives du réseau cristallin des argiles n'étant pas totalement compensées par des cations appartenant à ce réseau, des cations « compensateurs », largement interchangeables, sont attirés et retenus à la surface des minéraux argileux. Ces faits, découverts par T. Way dès 1850, ont été peu à peu précisés et expliqués ; de même que l'échange intervenant dans une résine synthétique, ils peuvent être schématisés ainsi :

Les grosses molécules constituant la matière organique relativement stable des sols, souvent appelée humus, possèdent pour leur part des fonctions acides faibles et des fonctions phénoliques susceptibles de s'ioniser au fur et à mesure de l'alcalinisation du milieu ; il en résulte des réactions assimilables elles aussi à des échanges :

Argile et humus étant intimement liés entre eux, c'est l'ensemble de leurs propriétés d'échange que l'on désigne par capacité d'échange de cations T. En raison de l'ionisation variable des fonctions organiques, elle est définie par rapport à un pH (pH 7, généralement) et peut varier en sols cultivés d'environ 50 à 500 milliéquivalents-grammes par kilogramme de terre selon la nature et la proportion des argiles et le taux de matières organiques. Par ailleurs, S étant la somme des cations métalliques, le degré de saturation V de la capacité d'échange

varie avec la teneur du sol en calcium actif.

Parmi les cations échangeables, on trouve surtout le calcium (notamment dans les sols formés sur roche mère calcaire), puis le magnésium, le potassium, le sodium et divers éléments-traces (Mn, Cu, Zn, etc.). Le fer, qui est présent dans les sols sous de multiples formes, peut également intervenir. Les ions H+ tiennent aussi une place toute particulière : en effet, lorsque les cations métalliques sont insuffisamment abondants, les charges négatives sont compensées par des ions H+, ce qui confère au sol un caractère acide que l'on apprécie le plus couramment par la mesure du pH des suspensions de terre, à l'aide de techniques bien définies. Les meilleures conditions agronomiques correspondant au voisinage de la neutralité, on remédie à une proportion excessive d'ions H+ (ou Al3+ se substituant aux H+) par le chaulage, c'est-à-dire par des apports de chaux ou de calcaire finement broyé (cf. sols - Amélioration et travail).

Échanges d'anions

Les colloïdes du sol présentent un certain caractère amphotère qui se traduit, surtout en milieu acide, par la possibilité d'adsorption et d'échange d'anions. Ces réactions sont toutefois beaucoup plus limitées : les ions NO-3 et Cl- ne sont nettement retenus qu'en sols très acides ; SO2-4 l'est assez faiblement ; le problème se pose surtout à l'égard des[...]

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Écrit par

  • : directeur de la station d'agronomie au centre de recherche de l'Institut national de la recherche agronomique de Toulouse

Classification

Pour citer cet article

Robert BLANCHET. SOLS - Physico-chimie [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Article mis en ligne le et modifié le 14/03/2009

Média

Teneur en éléments nutritifs adsorbables - crédits : Encyclopædia Universalis France

Teneur en éléments nutritifs adsorbables

Autres références

  • ABSORPTION VÉGÉTALE

    • Écrit par et
    • 4 440 mots
    • 6 médias
    Dans la phase liquide, le végétal absorbe les éléments du sol sous forme d'ions : par exemple, pour le potassium (K), ce n'est pas l'élément K qui est utilisé par la plante, mais le cation K+, provenant d'un sel de potassium dissocié dans l'eau (KCl, KNO3—, K2SO42—...
  • ACTINOMYCÈTES

    • Écrit par
    • 3 450 mots
    • 4 médias
    La fonction écologique des Actinomycètes au sein des écosystèmes est la décomposition des substances organiques.Les Actinomycètes, fort nombreux dans les sols, se joignent aux autres Bactéries et aux Champignons comme nettoyeurs de la nature et formateurs d' humus. Ils prolifèrent surtout...
  • AFFAISSEMENTS DU SOL

    • Écrit par
    • 2 171 mots
    • 1 média

    Pour l'homme, le sol donne l'image même de la stabilité. Ni les modifications locales par érosion ou sédimentation ni les séismes ne mettent en cause cette référence. Alors, quand le sol se dérobe, l'homme est désemparé. Certes, la géologie enseigne que partout le sol monte ou descend – par exemple,...

  • AFRIQUE (Structure et milieu) - Géographie générale

    • Écrit par
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    • 29 médias
    Les grands typesde sol sont étroitement dépendants des composants des roches mères et du climat. Le Maghreb comprend la gamme variée des sols méditerranéens, incluant encroûtements calcaires et sols salins. Dans le désert et les régions arides, les sols sont squelettiques, mais il suffit d'une pluie...
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