Déterminants biologiques de l’agrégation dans les Vertisols des Petites Antilles. Conséquences sur l’érodibilité

Résumé :

Les Vertisols du Sud-Est de la Martinique, développés sur dépôts volcaniques ont une fragilité physique naturelle liée à leur garniture ioniques relativement riche en sodiumandles Vertisols de la Grane-Terre de la Guadeloupe sont calciques et plus stables physiquement. Ces sols sont actuellement soumis à une agriculture maraîchère intensive, il s’ensuit une forte dégradation physique, surtout en termes d’érosion en nappe pour les Vertisols de Martinique. L’installation de prairies permanentes, irriguées et fertilisées permet d’augmentation rapide et le maintien du stock organique à des niveaux élevés, associé à de fortes activités biologiques (racines, vers de terre, microorganismes). Les conséquences sur l’agrégation, la diminution de l’érosion et l’alimentation en eau pour les plantes sont remarquables. Le but de cette étude est de (1) mettre en relation les activités biologiques avec l’agrégation de ces sols, (2) identifier des indicateurs biologiques de l’état physique des sols, (3) préciser les rôles respectifs des activités biologiques dans les mécanismes de l’agrégation à différentes échelles de taille et (4) étudier par quels mécanismes, les activités biologiques influence cette agrégation. Un dispositif de terrain adapté, basé sur une sélection d’antécédents culturaux et d’itinéraires techniques variés mais aussi sur quelques situations expérimentales a permis de différencier à la fois des niveaux de teneur en carbone et des niveaux (biomasses et/ou densité) d’activité biologique. Pour chacune ou certaines de ces situations, diverses analyses ont été réalisées : (1) caractérisation de l’agrégation et de sa stabilité grâce à une cinétique de désagrégation dans l’eau, (2) caractérisation de l’érodibilité par simulation de pluie, (3) caractérisation de la matière organique (teneurantaille et origine), (4) caractérisation micromorphologique et analytique des agrégats 2-20 µmandet enfin (5) à l’échelle la plus fine, étude des phénomènes d’agrégation et d’hydratation des argiles sous l’effet des polysaccharides microbiens. Ces études ont notamment permis de montrer la relation forte qui existe entre les diverses composantes biologiquesAndorganiques et physiques dans les Vertisols. Les racines, les vers de terre et les microorganismes (notamment ceux producteurs d’exopolysaccharides) sont plus nombreux sous prairies que sous cultures maraîchères (à la fois, pour la Martinique et la Guadeloupe). Ainsi, divers indicateurs de l’état physique de Vertisols peuvent être identifiés, parmi eux, la biomasse ou la densité de vers de terre, la biomasse racinaire, la teneur en carbohydrates, mais de façon plus pertinente, la teneur en C. Dans les Vertisols, l’introduction de plantes fourragères provoque un développement racinaire important qui stimule l’activité microbienne dans la rhizosphère. Ceci se traduit aussi par une entrée importante de C dans le système, sous différentes formes (sucres, débris…). Cette production de C, au contact des particules argileuses, permet le développement d’agrégats organo-minéraux de type 1 (présence de débris organiques) et d’agrégats bactériens qui contrôlent vraisemblablement la stabilité de l’agrégation. Dans ces sols, les vers de terre, bien que produisant des quantités importantes de turricules dans les systèmes fourragers ne semblent pas participer de façon très nette à la stabilité de l’agrégation, même s’il smodifient les proportions d’agrégats bactériensAndorgano-minéraux type 1 ou type 2. Ainsi, la conservation des Vertisols, et notamment des Vertisols calco-magnéso-sodiques tels que ceux de Martinique nécessite l’existence d’une activité racinaire forte qui stimule l’activité microbienne et permet un enrichissement du sol en débris végétaux et produits organiques colloïdaux. L’agrégation du sol est alors renforcée et l’érodibilité beaucoup moins importante. Il est donc recommandée d’utiliser les prairies irriguées en rotation avec les cultures maraîchères intensives ou d’associer ces deux cultures au cours d’un même cycle, et d’utiliser dans tous les cas de figures, des travaux superficiels pour la préparation du sol.