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L’acidité du sol est un problème de production végétale de plus en plus préoccupant dans le centre et l’est de l’Oklahoma. Bien que les conditions de sol acide soient plus répandues dans l’est de l’Oklahoma, le fait qu’elles y soient plus naturelles a permis aux exploitants agricoles de mieux gérer l’acidité des sols dans cette partie de l’État. En revanche, dans le centre et l’ouest de l’Oklahoma, le problème semble s’aggraver avec le temps. Cette fiche d’information explique pourquoi les sols deviennent acides et les problèmes que les sols acides créent pour la production agricole. OSU Extension Facts PSS-2229 explique comment l’acidité du sol et les besoins en chaux sont déterminés par l’analyse du sol. Une fiche d’information ultérieure traite de la gestion des sols des terres à blé en Oklahoma (voir Extension Facts PSS-2240).

Pourquoi les sols deviennent plus acides

Les quatre principales causes d’acidification des sols sont énumérées ci-dessous :

1. Pluies et lessivage
2. Matériau parental acide
3. Décomposition de la matière organique
4. Récolte des cultures à haut rendement
5. Nitrification de l’ammonium

Les causes de l’acidité des sols mentionnées ci-dessus sont plus faciles à comprendre si l’on considère qu’un sol est acide lorsqu’il y a une abondance de cations acides (prononcé cat-œil), comme l’hydrogène (H+) et l’aluminium (Al3+) présents par rapport aux cations alcalins comme le calcium (Ca2+), le magnésium (Mg2+), le potassium (K+) et le sodium (Na+).

Les pluies et le lessivage

Les pluies excessives sont un agent efficace pour éliminer les cations basiques sur une longue période (des milliers d’années). En Oklahoma, par exemple, nous pouvons généralement conclure que les sols sont naturellement acides si les précipitations sont supérieures à 30 pouces par an. Par conséquent, les sols à l’est de la I-35 ont tendance à être acides et ceux à l’ouest de la I-35, alcalins. Il existe cependant de nombreuses exceptions à cette règle, principalement en raison des points 4 et 5, de la production agricole intensive et de l’application d’azote ammoniacal. Les pluies sont les plus efficaces pour rendre les sols acides si beaucoup d’eau circule rapidement dans le sol. Les sols sablonneux sont souvent les premiers à s’acidifier parce que l’eau percole rapidement et que les sols sablonneux ne contiennent qu’un petit réservoir de bases (pouvoir tampon) en raison de leur faible teneur en argile et en matières organiques. Comme l’effet des précipitations sur le développement des sols acides est très lent, il faut parfois des centaines d’années pour que le nouveau matériau parental devienne acide en cas de fortes précipitations.

Matériau parental

En raison des différences de composition chimique des matériaux parentaux, les sols deviendront acides après des durées différentes. Ainsi, les sols qui se sont développés à partir de matériaux granitiques sont susceptibles d’être plus acides que les sols développés à partir de schistes calcaires ou de calcaires.

Décomposition de la matière organique

La décomposition de la matière organique produit du H+ qui est responsable de l’acidité. Le dioxyde de carbone (CO2) produit par la décomposition de la matière organique réagit avec l’eau du sol pour former un acide faible appelé acide carbonique. Il s’agit du même acide qui se développe lorsque le CO2 présent dans l’atmosphère réagit avec la pluie pour former naturellement des pluies acides. Plusieurs acides organiques sont également produits par la matière organique en décomposition, mais ce sont aussi des acides faibles. Comme pour les pluies, la contribution au développement de sols acides par la matière organique en décomposition est généralement très faible, et ce ne sont que les effets accumulés pendant de nombreuses années qui pourraient jamais être mesurés dans un champ.

Production végétale

La récolte des cultures a son effet sur le développement de l’acidité du sol parce que les cultures absorbent les éléments semblables au calcaire, sous forme de cations, pour leur nutrition. Lorsque ces cultures sont récoltées et que le rendement est retiré du champ, alors une partie du matériel de base responsable de contrecarrer l’acidité développée par d’autres processus est perdue, et l’effet net est une augmentation de l’acidité du sol. L’augmentation du rendement des cultures entraîne l’élimination d’une plus grande quantité de matières de base. Les céréales contiennent moins de matières de base que les feuilles ou les tiges. Pour cette raison, l’acidité du sol se développera plus rapidement dans le cadre d’un pâturage de blé continu que lorsque le grain seul est récolté. Les fourrages à haut rendement, comme le bermudagrass ou la luzerne, peuvent entraîner un développement de l’acidité du sol plus rapide qu’avec les autres cultures.

Le tableau 1 identifie la quantité approximative d’éléments de type calcaire éliminés du sol par une culture de blé de 30 boisseaux. Notez qu’il y a presque quatre fois plus d’éléments calcaires retirés dans le fourrage que dans le grain. Cela explique pourquoi un pâturage de blé qui est mis en pâture deviendra acide beaucoup plus rapidement que lorsqu’on produit uniquement du grain. En utilisant 50 pour cent de chaux ECCE, il faudrait environ une tonne tous les 10 ans pour maintenir le pH du sol lorsque la paille (ou le fourrage) et le grain sont produits annuellement au niveau de 30 boisseaux par acre.

Nitricification

L’utilisation d’engrais, en particulier ceux fournissant de l’azote, a souvent été accusée d’être une cause d’acidité du sol. L’acidité est produite lorsque des matières contenant de l’ammonium sont transformées en nitrate dans le sol. Plus on applique d’engrais azotés ammoniacaux, plus le sol s’acidifie.

Tableau 1. Bases éliminées par une culture de blé de 30 boisseaux

* Paille/fourrage

** Une tonne de luzerne permet de retirer un peu plus que cette quantité.

Ce qui se passe dans les sols acides

Connaître le pH du sol permet d’identifier les types de réactions chimiques qui sont susceptibles de se produire dans le sol. En général, les réactions les plus importantes du point de vue de la production végétale sont celles qui concernent la solubilité des composés ou des matières dans les sols. À cet égard, nous sommes surtout concernés par les effets du pH sur la disponibilité des éléments toxiques et des éléments nutritifs.

Les éléments toxiques comme l’aluminium et le manganèse sont les principales causes d’échec des cultures dans les sols acides. Ces éléments posent problème dans les sols acides car ils sont plus solubles à faible pH. En d’autres termes, une plus grande partie de la forme solide de ces éléments se dissout dans l’eau lorsque le pH est faible (<5,5). Il y a toujours beaucoup d’aluminium présent dans les sols car il fait partie de la plupart des particules d’argile.

Toxicités des éléments

Lorsque le pH du sol est supérieur à environ 5,5, l’aluminium présent dans les sols reste dans une combinaison solide avec d’autres éléments et n’est pas nocif pour les plantes. Lorsque le pH descend en dessous de 5,5, les matériaux contenant de l’aluminium commencent à se dissoudre. En raison de sa nature de cation (Al3+), la quantité d’aluminium dissous est 1000 fois plus importante à un pH de 4,5 qu’à 5,5, et 1000 fois plus importante à 3,5 qu’à 4,5. C’est pourquoi certaines cultures semblent très bien se porter, mais échouent complètement si le pH du sol change légèrement. Le blé, par exemple, peut bien se porter même à un pH de 5,0, mais échoue généralement complètement à un pH de 4,0.

La relation entre le pH et le manganèse dissous dans le sol est similaire à celle qui vient d’être décrite pour l’aluminium, sauf que le manganèse (Mn2+) n’est multiplié que par 100 lorsque le pH passe de 5,0 à 4,0.

Les niveaux toxiques d’aluminium nuisent à la culture par « élagage des racines ». C’est-à-dire qu’une petite quantité d’aluminium dans la solution du sol, supérieure à la normale, entraîne la détérioration ou l’arrêt de la croissance des racines de la plupart des plantes. En conséquence, les plantes sont incapables d’absorber l’eau et les nutriments normalement et elles apparaissent rabougries et présentent des symptômes de carence en nutriments, en particulier en phosphore. L’effet final est soit un échec total de la culture, soit une perte de rendement importante. Souvent, le champ semblera subir un stress plus important de la part des ravageurs, comme les mauvaises herbes, en raison du mauvais état de la culture et de son incapacité à rivaliser.

Les niveaux toxiques de manganèse interfèrent avec les processus de croissance normaux des parties aériennes des plantes. Cela se traduit généralement par une croissance rabougrie, décolorée et de mauvais rendements.

Phosphore indésirable

L’effet néfaste de ces éléments toxiques est le plus facilement (et économiquement) éliminé par le chaulage du sol. Le chaulage augmente le pH du sol et fait passer l’aluminium et le manganèse de la solution du sol à des formes chimiques solides (non toxiques). Pour les graminées, l’augmentation du pH à 5,5 permet généralement de rétablir des rendements normaux. Les légumineuses, en revanche, se développent mieux dans un environnement riche en calcium et ont souvent besoin d’un pH compris entre 6,5 et 7,0 pour des rendements maximaux.

Un pH du sol compris entre 6,0 et 7,0 est également souhaitable du point de vue de la disponibilité optimale des nutriments. Cependant, les carences en nutriments les plus courantes en Oklahoma concernent l’azote, le phosphore et le potassium, et la disponibilité de ces éléments ne sera pas grandement modifiée par le chaulage. Les éléments nutritifs les plus affectés par le pH du sol sont le fer et le molybdène. La carence en fer est plus susceptible de se produire dans les sols alcalins (pH élevé). La carence en molybdène n’est pas courante en Oklahoma, mais elle serait plus susceptible de se produire dans les sols acides et pourrait être corrigée par le chaulage. Le molybdène est essentiel pour la fixation de l’azote par les cultures de légumineuses.

Hailin Zhang

Directeur

Laboratoire d’analyse des sols, de l’eau et des fourrages

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