Examen 2 Flashcards
(129 cards)
1
Q
Qu’est-ce que le pH?
A
C’est la mesure de l’activité des ions H+ dans la solution de sol (acidité active)
Le pH est un indicateur de l’acidité, ce n’est pas la cause de l’acidité
2
Q
Quelle est la formule pour trouver le pH?
A
pH=-log(H+)
3
Q
Quelle est la relation entre la CEC et le pH?
A
Plus j’augmente le pH, plus j’ai de charges négatives dans mon sol, donc j’augmente aussi la CEC. La CEC c’est le total de charges négatives dans un sol.
4
Q
Donner la disponibilité des éléments suivants en fonction du pH du sol:
* Calcium
* Magnésium
* Potassium
* Phosphore
A
- Calcium: pH entre 7 et 9
- Magnésium: pH entre 7 et 8.5
- Potassium: pH entre 6.5 et 14
- Phosphore: pH idéal de 7
Donc en résumé le pH idéal se situe entre 6.5 et 7
5
Q
Comment se fait la mesure du pH?
A
À l’aide d’un pH-mètre??
6
Q
Pourquoi l’aluminium influence le pH dans un sol acide?
A
L’aluminium va s’hydrolyser. Ce qui veut dire qu’il va s’associer avec des molécules d’eau comme dans l’équation suivante:
Al3+ +H2O→AlOH2+ +H+
Donc l’aluminium va libérer des H+. Cependant, si le sol contient beaucoup de bases échangeables, comme des Ca2+ ou du Mg2+ qui pourraient neutraliser les ions H+. C’est ce qui se produit quand on met de la chaux.
7
Q
Mises en situation:
Vous travaillez en laboratoire pour analyser le sol d’une forêt qui montre des signes d’acidification. Après une série de tests, vous observez une forte concentration d’ions aluminium (Al³⁺) en solution.
a) Expliquez le processus par lequel l’aluminium en solution influence le pH du sol à travers l’hydrolyse.
b) Décrivez pourquoi ce phénomène pourrait être problématique pour la végétation de la forêt.
A
Réponse:
a) L’hydrolyse de l’aluminium se déroule lorsque les ions Al³⁺ réagissent avec l’eau pour former des ions hydroxylés (comme AlOH²⁺) tout en libérant des protons H⁺, ce qui diminue le pH du sol.
b) L’augmentation des ions H⁺ peut abaisser le pH du sol, rendant l’environnement plus acide. Un sol trop acide peut entraîner une toxicité de l’aluminium pour les racines des plantes, réduire l’activité microbienne bénéfique et limiter la disponibilité de certains nutriments essentiels, affectant ainsi la croissance de la végétation.
8
Q
Mise en situation:
Un agriculteur se plaint que son sol est devenu de plus en plus acide malgré des applications fréquentes de compost. Vous effectuez une analyse de sol et constatez une faible concentration de cations basiques échangeables (comme Ca²⁺ et Mg²⁺) et une forte présence d’aluminium.
a) Décrivez comment le manque de bases échangeables influence le processus d’acidification en présence d’aluminium.
b) Suggérez une méthode pour diminuer l’acidité de ce sol de manière durable.
A
a) Le manque de bases échangeables (Ca²⁺, Mg²⁺) signifie que les protons H⁺ libérés lors de l’hydrolyse de l’aluminium ne sont pas neutralisés. En l’absence de cations basiques pour tamponner l’acidité, le pH continue de baisser.
b) Une solution consiste à amender le sol avec de la chaux (CaCO₃) ou du dolomite (CaMg(CO₃)₂) pour augmenter les bases échangeables. Cela permettra de neutraliser les ions H⁺ et d’augmenter la capacité tampon du sol, stabilisant ainsi le pH sur le long terme
9
Q
Mise en situation:
En tant que consultant en gestion des sols, on vous demande d’expliquer l’importance des bases échangeables dans les sols forestiers situés dans des régions de fortes précipitations.
a) Pourquoi les sols de ces régions ont-ils tendance à devenir acides ?
b) Expliquez comment l’hydrolyse de l’aluminium et le manque de bases échangeables contribuent à ce processus.
A
a) Les fortes précipitations lessivent les cations basiques (comme Ca²⁺, Mg²⁺) du sol, ce qui réduit la capacité de ce dernier à tamponner les protons H⁺. Cela favorise l’acidification, surtout en présence de minéraux contenant de l’aluminium.
b) Dans ces conditions, l’aluminium en solution est susceptible de s’hydrolyser, libérant des H⁺ et accentuant l’acidité. Le manque de bases échangeables signifie que les H⁺ ne sont pas neutralisés, permettant au pH de baisser davantage.
10
Q
Pourquoi les cations comme le Ca2+ le Mg2+, le K+ et le Na+ sont considérés comme des bases et qu’ils contribuent à neutraliser le pH?
A
Ce sont des cations qui iront remplacer les ions H+ sur les sites d’échanges de la CEC. Les H+ se retrouveront donc dans la solution où ils pourront être emportés par le lessivage.
11
Q
Qu’est-ce que la CEC et comment fonctionne-t-elle?
A
C’est l’ensemble des charges négatives. Elle attire les cations. Dans une solution, il y a les cations normaux et les cations avec de l’aluminium. Les cations avec de l’aluminium sont responsables de l’acidification de la solution.
Autre définition: c’est la capacité d’un sol à retenir et échanger des cations sur ses surfaces colloïdales. Les cations basiques comme le Ca2+ le Mg2+, le K+ et le Na+ sont dans le sol et permettent de neutraliser le pH. Ces cations sont appelés ‘‘bases échangeables’’, car ils sont facilement échangeables dans la solution de sol
12
Q
Qu’est-ce que le pouvoir tampon dans un sol?
A
C’est la capacité d’un sol à résister aux changements de pH
13
Q
Quelles sont les causes d’acidification des sols?
A
- Pertes de bases échangeables de la CEC
- Production d’acides organiques
- Fertilisants à base d’ammonium
- Érosion des sols
- Altération de la roche mère
14
Q
Cause d’acidification des sols
Comment fonctionne l’acidification par la perte de bases échangeables de la CEC?
A
Sous certaines conditions, les bases échangeables peuvent être lessivés ou s’en aller. Les cations basiques comme le Ca2+, le Mg2+, le K+ et le Na+ (ce sont des bases échangeables) ne sont donc plus disponible. Le sol perds alors sa réserve de cations basiques et cela diminue sa capacité tampon.
15
Q
Cause de l’acidification des sols
Pourquoi les engrais fertilisants chimiques contribuent-ils à l’acidification des sols?
A
Car ceux-ci contiennent de l’ammonium NH4+. Lorsque celui-ci est appliqué dans le sol, il subit une transformation microbienne (nitrification) qui convertit le NH4+ en NO3-. Des ions H+ sont alors libérés dans le sol, ce qui abaisse le pH.
En fait, la plupart des engrais ajoutés dans les sols contiennent des ions H+ qui vont se libérer au cours du cycle de dissolution de l’engrais.
16
Q
Quelle est la différence entre l’acidité résiduelle, l’acidité active, l’acidité échangeable et l’acidité de réserve?
A
- L’acidité active correspond à la concentration d’ions H+ en solution dans le sol.
- L’acidité échangeable désigne les ions H+ et Al3+ adsorbés sur les colloïdes du sol, mais échangeables.
- L’acidité de résiduelle: contrairement à l’acidité échangeable, ce type d’acidité ne l’est pas. Les ions responsables de l’acidité résiduelle ne peuvent pas être remplacés par d’autres cations comme le Ca2+ ou le K+.
- L’acidité de réserve: C’est la somme de l’acidité échangeable et active.
- ABsorber: Processus par lequel une substance est intégrée uniformément dans le volume d’une autre.
ADsorber: Processus par lequel une substance adhère à la surface d’une autre.
17
Q
Expliquer les différents types d’acidité à l’aide de l’analogie de l’éponge trempée dans l’eau et du vinaigre:
A
- Le vinaigre libre dans l’eau est comparable à l’acidité active
- Le vinaigre aDsorbé à la surface de l’éponge (donc il est remplaçable) est comme l’acidité échangeable
- Le vinaigre profondément imbibé et lié dans les fibres internes (plus difficile à extraire) est comme l’acidité résiduelle
18
Q
Qu’est-ce que le pH tampon SMP?
A
C’est une solution qui permet de mesurer le pH tampon d’un sol. Cette solution cherche à maintenir un pH stable. Si on la met dans un échantillon avec des H+ et des Al3+, ces ions vont réagir avec la solution et nous pourrons ainsi déterminer la capacité tampon du sol.
19
Q
Qu’est-ce que l’ECC ou le PN?
A
L’ECC c’est l’équivalent de carbonate de calcium.
C’est une façon d’exprimer le pouvoir neutralisant d’un produit chaulant
20
Q
Qu’est-ce que l’IVA et à quoi ça sert?
Aussi, qu’est-ce qui est pris en compte lors du calcul de l’IVA?
A
IVA = Indive de Valeur Agricole
C’est une caractéristique donnée sur la poche de chaux lorsqu’on l’achète
Le calcul tient compte du pouvoir chaulant (pouvoir neutralisant (l’ECC)) et du pourcentage d’efficacité de la finesse de mouture.
Calcul = pouvoir neutralisant X efficacité de la finesse de la mouture.
21
Q
Quelles sont les 3 façon de déterminer le pouvoir neutralisant (ECC et PN) d’un produit chaulant?
A
- L’analyse minéralogique
- Un titrage
- Une analyse compositionnelle.
22
Q
Pourquoi le pourcentage d’efficacité de la finesse de mouture est important dans le calcul de l’IVA
A
Car plus les particules sont fines, plus ce sera facile à solubiliser dans l’eau
23
Q
Comment se fait la mesure du pH
A
C’est une électrode qui est placée dans l’eau et qui mesure la différence de potentiel entre deux pôles pour mesurer l’activité des ions H+ en solution.
24
Q
Qu’est-ce qui peut faire varier le pH mesuré dans un sol?
A
- La saison d’échantillonnage
- La finesse de mouture de la solution d’échantillonnage
- La dilution de l’échantillon
- La nature de la solution (eau, CaCl2, KCl)
- Le temps d’équilbre
- La pression partielle de CO2
25
Qu'est-ce qui donne à un sol son pouvoir tampon?
C'est l'acidité de réserve. Plus il y en a, plus le potentiel de libération d'ions *H*+ est grand, donc plus le pouvoir tampon du sol est grand aussi.
26
Comment fonctionne le chaulage?
1. Le *CaCo*3 se dissous dans l'eau
2. Le *CO* 3 2- produit réagit avec 2 *H*+
27
Quels sont les 3 types de chaux au Québec?
* La chaux calcique (riche en *CaCO*3)
* La chaux magnésienne (riche en *MgCO*3)
* La chaux dolomitique (elle contient 20% ou plus de *MgCO*3
28
Quelles sont les conditions d'application pour la chaux dans un sol?
| Incorporation, période d'épandage, temps de réaction et la fréquence...
* Incorporation : entre 5 et 10 cm, pas trop profond
* Période d'épandage: quand il y a un faible risque de compactage
* Le temps de réaction: 12 à 18 mois
* Fréquence: gros chaulage aux 4 ou 5 ans et un chaulage de correction à toute les années.
29
Quels sont les facteurs qui sont à l'origine de l'alcalinité des sols?
* Les bases fortes comme les carbonates et les bicarbonates sont les principaux contributeurs de l'alcalinité
* Les conditions arides et où il y a peu de lessivage peuvent être la cause de l'alcalinité des sols.
* Si un sol comporte trop de sodium, cela peut aussi entraîner la formation d'un sol alcalin
30
Quelle est le différence entre une chaux fine et une chaux traditionnelle?
Une chaux fine réagira mieux et plus rapidement dans le sol qu'une chaux traditionnelle, car elle se dissoudra mieux dans le sol.
| Cependant, la chaux fine coûte généralement plus cher...
30
Quelles sont les principales sources d'amendement calcaires?
* Les minéraux et les roches (calcaire, marne, dolomite ou balsate)
* Les produits transformés (chaux vive, chaux hydraté)
* Autres (résidus de betterave à sucre, cendre de bois, poussière de cimenterie)
31
Qu'utilise-t-on dans un sol pour corriger l'alcalinité?
* Des amendements organiques acides
* Des fertilisants à base d'ammonium
* Des amendements inorganiques à base de soufre élémentaire (il est oxydé par des bactéries)
32
Comment fonctionnent les charges permanentes dans le sol?
* Ce sont des charges qui résultent de substitutions isomorphiques dans les phyllosilicates. Ces substitutions ce sont produites lors de la formation des minéraux.
* Ces charges sont de signe négatif, donc elles attirent les cations
* Elles sont permanentes, car elles ne sont pas modifiées par le pH.
33
Comment fonctionnent les charges variables dans le sol?
* Ce sont des charges dont le signe varie en fonction du pH du milieu dans lequel ils sont
* Elles se trouvent sur les oxydes hydratés de Fe et d'Al, sur la matière organique et sur la kaolinite et les bordures des autres phyllosilicates.
34
Que retrouve-t-on dans la solution du sol
| En solution et en suspension...
En solution:
* Des composés solubles
* Des composés organiques et inorganiques
* Des cations et des anions
* Solution électrolyte
En suspension:
* Des composés non solubles
* Des composés inorganiques et organiques
35
Que font les charges de surface?
Elles sont responsables de la rétention des éléments dans le sol. Responsables du pouvoir absorbant...
| Cela correspond à la CEC et à la CEA
36
Sur quoi retrouve-t-on les charges de surface?
Elles se trouvent sur les **oxydes hydratés de Fe et d'Al**, sur la **matière organique** et sur la **kaolinite et les bordures des autres phyllosilicates**.
36
Que se passe-t-il dans les minéraux à charges variables quand le pH est plus élevé que le PCZ
| Point de charge 0
Les minéraux *à charge variable* développent des charges négatives.
37
Que se passe-t-il dans les minéraux à charges variables quand le pH est plus faible que le PCZ
| Point de charge 0
Les minéraux *à charge variable* développent des charges positives
38
Quels sont les principaux cations basiques échangeables et leur forme ionique?
* *Ca* 2+
* *Mg* 2+
* *K* +
* *Na* +
* *NH* 4+
39
Quels sont les principaux cations acides échangeables et leur forme ionique?
* *Al* 3+
* *AlOH* 2+
* *Al(OH)* 2+
* *H* +
40
Qu'est-ce qui distingue les cations échangeables des cations non-échangeable?
Les cations échangeables sont retenus par des forces électrostatiques, alors que les cations non-échangeables sont retenus par des liaisons chimiques (ionique ou covalente)
41
Pourquoi les processus d'échange cationiques dans le sol sont important?
Le processus d'échange cationique est important, car il permet de retenir la majorité des éléments nutritifs dans le sol. Le processus permet aussi d'échanger les cations retenus dans le sol avec la solution de sol et de rendre les éléments plus accessibles.
42
Donner des exemples qui expliquent pourquoi les processus d'échange cationiques dans les sols sont importants
* L'absroption des ions par les racines ou le lessivage provoque un déséquilibre et force le complexe d'échanges à restituer des ions à la solution du sol
* Le remplacement des ions *Al* 3+ par des cations comme le *Ca* 2+ lors de l'addition de chaux dans le sol.
* L'échange de *Ca* 2+ contre des ions *K* + lors de l'apport d'engrais potassique (*KCl*)
43
Expliquer la sélectivité des cations échangeables
| 3 critères
1. Plus un cation à un degré de valence élevé, plus il sera fort (le *Al* 3+ sera plus fort que le *Ca* 2+).
2. L'action de masse: si on apporte beaucoup de *Ca* 2+ dans un champ suite à un chaulage, on vient saturer les sites d'échange et le *Ca* 2+ prendra toute la place.
3. Le degré d'hydratation des ions: si un ion est entouré d'une mince couche d'eau ( *Ca* 2+ et *Mg* 2+) il sera mieux fixé qu'un ion avec une couche d'eau plus épaisse (*K* + ou *Na* +)
44
Quelles sont les caractéristiques de la CEC?
* Elle représente la somme des charges négatives présentes par unité de masse de sol.
* Les unités sont: cmol+/kg de sol
* Les charges sont négatives, mais la CEC est exprimée en cmol**+**/kg, car elle représente le ***nombre de sites** pouvant retenir des cations par kg de sol*
| C'est la capacité d'échange cationique
45
# CEC
Qu'est-ce que le pourcentage de saturation en base?
| À quoi ressemble globalement la formule pour connaître cette donnée?
## Footnote
Voir la photo pour voir la formule...
C'est la proportion de cations basiques qui occupent la CEC du sol.
46
# CEC
Qu'est-ce qui fait varier le pourcentage de saturation en bases dans un sol?
* La richesse des cations basiques du matériel d'origine
* Le chaulage et la fertilisation
* Le lessivage (climat, conductivité hydraulique)
* pH
47
Pourquoi la saturation en calcium dans un sol est toujours très élevée?
Car le calcium possède une très fine couche d'eau autours de lui. Le calcium est donc plus attiré dans la CEC.
48
Comment on fait pour mesurer la CEC?
On doit prendre des réactifs chimques comme l'acétate d'ammonium qu'on va faire couler dans une certaine masse de sol séché pour saturer la solution en ions positifs et se débarasser des autres ions. Ensuite, on flush les ions de *NH* 4+ à l'aide d'une solution de *K* + et on conserve la solution de *NH* 4+ ainsi obtenue. Cette solution sera ensuite dosée pour obtenir le nombre d'ions de *NH* 4+ qui ont étés retenus sur la surface du sol
49
Quelles sont les 2 méthodes d'estimation de la CEC?
* La somme des cations basiques échangeables et la somme des cations acides échangeables (acidité échangeable)
* Le contenu en argile et en matière organique
50
Donner une définition des principales caractéristiques des cations non-échangeables:
| Pourquoi ces cations sont-ils non-échangeables?
## Footnote
Nommer aussi les principaux cations non-échangeable et la classe de métaux dont il font partie
* Ce sont des cations peu disponibles pour les plantes (car ils sont fortements retenus)
* Si ces cations s'accumulent dans les sols, cela occasionnera une saturation et ce sera toxique.
* Il y a une réglementation pour s'assurer que ces cations ne sont pas trop présents et que les sols ne sont pas saturés.
* On ne veut pas les avoir en trop grande quantité, car un sol contaminé est extrêmement difficile à décontaminer, puisque ce sont des cations qui sont fortements retenus dans le sol.
| Car les cations sont retenus par des liaisons chimiques fortes (ionique)
## Footnote
Ce sont des métaux de transition (*Cu* 2+, *Zn* 2+, *Mn* 2+)
51
Sur quelle type de charge les cations non-échangeables sont-ils retenus?
Il faut absolument que ce soit des charges localisées.
52
Donner les principales caractéristiques (d'où ils proviennent, sur quoi sont-ils retenus) des anions échangeables et les conséquences qu'ils ont dans les sols.
| Donner les principaux anions échangeables aussi
* Les anions échangeables proviennent des groupes fonctionnels et des OH
* Ils sont retenus par attraction électrostatiques sur les charges **positives ** de la **CEA**.
* Ce sont des anions facilement lessivables
| *NO* 3-, *Cl* -, *SO4* 2-
53
* Qui sont les anions non-échangeables?
* Pourquoi sont-ils non-échangeables?
* Peuvent-ils s'accumuler dans les sols, si oui, pourquoi et si non, pourquoi?
* Que se passe-t-il au niveau du nombre de site de rétention pour ces anions?
* Les phosphates, les borates, les molybdates (*H2PO4* -, *HPO4* 2-)
* Ils sont non-échangeables, car ils forment des liaisons chimiques.
* Ils sont fortement retenus, donc ils peuvent s'accumuler dans les sols
* Le nombre de site est limité, donc on arrive rapidement à la saturation et au lessivage dans l'environnement
54
Comment fonctionne la conatmination par des contaminants environnementaux dans les sols exactement?
Quand l'élément sature tout les sites de réception du sol, l'excédant va être lessivé et devenir un contaminant environnemental. Exemple: le phosphore
55
Quel est le principal donneur d'électron dans les sols?
La matière organique (le carbonne dans celle-ci principalement).
56
Qui sont les principaux receveur d'électrons dans la matière organique?
| Il faut les donner en ordre d'importance du + important au - important
1. Oxygène (O2)
2. NO3-
3. MnO2 ou Fe(OH)3
57
Quelle est la différence entre la réduction et l'oxydation?
* La réduction c'est le gain d'électrons par une substance
* L'oxydation c'est la perte d'électrons par une substance
58
Quels sont les éléments qui sont influencés par le potentiel REDOX dans les sols?
* Carbone
* Oxygène
* Azote
* Soufre
* Fer
* Manganèse
59
Qu'est-ce que le potentiel REDOX?
Qu'est-ce que ce potentiel permet de déterminer?
* C'est une valeur quantitative (en Volts) qui permet de déterminer l'état REDOX d'un système.
* Le potentiel permet de déterminer quels éléments vont accepter les électrons provenants de la M.O.
* Permet aussi de déterminer quel sera la forme dominante des éléments dans l'environnement.
60
Quels sont les 2 types de potentiels REDOX?
| Que représente ces deux types de potentiels?
* Potentiel standard (E0): c'est le potentiel théorique dans les tables de mesures
* Potentiel non standard (Eh): c'est le potentiel réellement mesuré
61
Que représente ce graphique? Quelles sont les 2 valeurs qui sont représentés dans le graphique?
Le graphique représente le potentiel REDOX (pe) et le pH. Il y a donc un lien entre le pH et le potentiel REDOX
62
Quels sont les classes de sols en fonction de leur potentiel REDOX?
| Juste mettre les classes de sols en ordre croissant du potentiel REDOX
1. Oxydé
2. Modérément réduit
3. Réduit
4. Très réduit
| Le plus haut chiffre du potentiel REDOX sera le numéro 1.
63
Quels sont les facteurs qui sont requis pour la croissance des plantes?
* De l'eau
* De l'air
* Des éléments nutritifs
* Un support
64
Quel est le rôle physiologique pour les plantes de ces éléments:
C, H, O, N, S
Ce sont des éléments qui sont responsables des assimilations REDOX dans les plantes.
| C, H, O, N, S
65
Quel est le rôle physiologique pour les plantes de cet éléments:
Phosphore
* Transfert de l'énergie (ATP)
| Phosphore
66
Quel est le rôle physiologique pour les plantes de ces éléments:
K, Na, Mg, Ca
Ils sont utilles pour le potentiel osmotique, l'équilibre des charges et la perméabilité membranaire
| K, Na, Mg, Ca
67
Quel est le rôle physiologique pour les plantes de ces éléments:
Fe, Cu, Zn, Mo
Ces éléments sont responsables du transport d'électrons dans la plante
| Fe, Cu, Zn, Mo
68
Qu'est-ce que la rhizosphère?
C'est tout ce qui se passe alentours des racines.
69
70
Pourquoi l'acidité varie autant dans la rhizosphère?
Car il y a un relâchement de cation et d'anions en fonction des besoins de la plante.
71
Quelle est la signification des chiffres sur un sac d'engrais?
* Le premier chiffre = % d'azote
* Deuxième chiffre = % Phosphore (P2O5)
* Troisième chiffre= % Potassium (K2O)
72
Quels sont les critères pour la sélection d'un engrais minéral agricole?
* Le contenu (éléments nutritifs et autres composés)
* Le coût
* La facilité d'application et de manipulation
* Les réactions dans le sol
73
Quels sont les 3 types d'engrais minéraux?
| Et leurs signification
* Engrais simple: un seul élément
* Engrais composés: deux éléments
* Engrais complet: trois éléments, donc complet
74
Quelle est la différence entre un engrais de ferme et un engrais MRF?
* Engrais de ferme: c'est les résidus de déjections animales liquide et solide avec la litière
* MRF (Matière Résiduelle Fertilisante): ce sont les résidus industriels ou municipaux, les poussières de cimenterie et des cendres de bois.
75
Quelles sont les étapes à faire avant l'application des engrais de ferme et des engrais MRF?
1. Il faut les caractériser (pour savoir ce qu'il y a dedans)
2. Il faut déterminer quand les appliquer
3. Il faut déterminer quelles doses appliquer
4. I faut déterminer les conditions appropriées.
76
Quels sont les problèmes possibles suite à l'application d'engrais de ferme ou de MRF?
* EXCÈS D'AZOTE OU DE PHOSPHORE
* Présence de métaux
* Contaminants organiques
* Microorganismes pathogènes
77
Qu'est-ce qui va influencer la composition des engrais de ferme?
* L'espèce animale
* L'âge
* L'alimentation
* La santé des animaux
* La régie
* L'entreposage
78
Pourquoi s'intéresse-t-on à la température du sol?
Car elle à une influence sur:
* La germination
* L'activité microbienne
* La vitesse des réactions chimiques
* L'intensité et le type d'altration des sols
* La structure et l'agrégation du sol
* La survie des plants
79
Quels sont les principaux facteurs qui feront varier la température dans le sol?
* Les cultures intercalaires
* Le drainage
* Les paillis foncés
* Les paillis pâles
80
Qu'est-ce que la surface spécifique et pourquoi est-ce important d'en tenir compte?
C'est l'ensemble des surfaces disponibles pour des réactions dans un volume donné de sol. C'est important d'en tenir compte, car cela va avoir une influence sur la vitesse des réactions et plusieurs autre facteurs dans le sol
81
Qu'est-ce que la stabilité structurale dans les sols?
* C'est l'arrangement spatial des particules minérales (sables, limons et argiles) et leurs liaisons dans le sol
* C'est aussi la résistance des liens à l'intérieur des agrégats aux forces d'abrasion externe
* La stabilité structurale détermine la susceptibilité ou la résistance du sol à l'érosion hydraulique, à la formation d'une croûte et à la compaction
82
Comment faire pour mesurer la stabilité structurale d'un sol?
Deux méthodes:
* Test maison à l'aide d'une colonne d'eau
* Test en laboratoire appelé DMP (diamètre moyen pondéré). On calcule la proportion de chaque type de particule par rapport aux autres.
| Plus le DMP est élevé, meilleure sera la stabilité structurale
83
Que représente la masse volumique réelle et quelle est la valeure moyenne pour un sol minéral?
| Son symbole? Quelle est la masse volumique moyenne des sols minéral?
La masse volumique réelle représente la masse volumique du sol sans tenir compte du volume occupé par les pores dans le sol
La masse volumique réelle d'un sol minéral est en moyenne de 2.65
| **ρs** = masse de sol sec/volume des solides
84
Que représente la masse volumique apparente et qu'est-ce qui peut la faire varier?
| Donner aussi son symbole + un ordre de grandeur sol minéral vs organique
La masse volumique apparente c'est la masse volumique du sol, mais en tenant compte de l'espace occupé par les pores. La masse volumique apparente sera donc toujours plus petite que la masse volumique réelle.
| **ρa** = masse de sol sec/volume total
## Footnote
La masse volumique apparente d'un sol organique sera toujours plus faible que celle d'un sol minéral
85
Comment fait-on pour mesurer la masse volumique apparente?
On utilise la méthode du cylindre qui consiste à peser un échantillon séché à 105 Celsius dans un volume connu comme un cylindre. Ensuite on prends la masse totale qu'on a obtenu et on la divise par le volume total du contenant.
86
Quelle est l'utilité de la masse volumique apparente?
Elle sert à déterminer la porosité des sols, la capacité de rétention en eau et le niveau de santé des racines en donnant une bonne idée de la compaction du sol.
87
Quels sont les 2 types de porosité dans le sol et quelle est la différence entre les 2?
| Quel est le symbole de chaque type de porosité?
* Porosité totale: c'est le rapport entre le volume total de tous les pores **qu'ils soient connectés ensemble ou non** et le volume total du sol
* Porosité effective: c'est le rapport entre le volume total de tous les pores **connectés ensemble** et le volume total de sol.
| **η** = porosité totale
**ηe** = porosité effective
88
Quelle est l'utilité de chacun des 2 types de porosité dans les sols?
* **La porosité totale** permet de donner une idée générale de la capacité des sols à retenir l'eau ou l'air
* **La porosité effective** permet de donner précisément la capacité fonctionnelle d'un sol pour la rétention de l'air dans le sol
89
Quel est l'importance de la macroporosité et de la microporosité dans un sol?
La macroporosité est utile pour le drainage, puisque ce sont des pores plus grands qui laisseront passer plus d'eau.
La microporosité est plutôt associée avec la réserve en eau d'un sol.
Il est donc important d'avoir un équilibre entre les 2
90
Qu'est-ce que la compaction?
C'est le tassement vertical d'un sol suite à l'application d'une force en surface
91
Quelles sont les causes de la compaction?
C'est la déformation irréversible d'un sol ainsi que la rupture et du réarrangement des microagrégats.
92
Quelles sont les conséquences de la compaction?
* Le sol est plus difficile à travailler
* Il y a une dégradation de la structure
* Réduction de la macroporosité
* Modifications de la morphologie des racines
* Carrence en minéraux
* Maturité innégale
* Baisse de rendement
93
Comment mesure-t-on la compaction?
| Quelle est l'unité de mesure de cette mesure?
À l'aide de la compacité
| C = rapport entre le volume des solides sur le volume total Vs/Vt.
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Quelles sont les stratégies pour minimiser la compaction dans les sols?
* Ne pas circuler ni travailler des sols trop humides
* Diminuer la pression exercée par les machineries agricoles
* Réduire le nombre de passage de la machinerie dans un champ
* Faire de la circulation contrôlée
* Minimiser le travail du sol
* Insérer des cultures améliorantes dans les rotations
* Maintenir un bon taux de matière organique dans le sol
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Quelles sont les stratégies de détection pour la compaction dans les sols?
* Faire des profils cultural avec une pelle...
* Faire des mesures de masse volumique apparente
* Utiliser un pénétromètre
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Quelles sont les stratégies pour corriger la compaction?
* Compaction de surface: Chisel, charrue et herse
* Compaction de profondeur: sous-soleuse
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Quelles sont les différentes façon de mesurer le contenu en eau d'un sol et quels sont les symboles de ces mesures?
* Contenu en eau *pondérale* : **θg**
* Contenu en eau *pondérale humide* : **θgh**
* Contenu en eau *volumique* : **θv**
* *Hauteur d'eau équivalente* : **e**
* *Indice de saturation en eau du sol* : **Is**
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Expliquer ce que chaque mesure du contenu en eau signifie:
* Contenu en eau *pondérale* : c'est la masse d'eau contenue dans le sol par rapport à la masse de matière sèche.
* Contenu en eau *pondérale humide* : c'est la masse d'eau contenue dans le sol par rapport à la masse totale de l'échantillon (incluant l'eau et le sol)
* Contenu en eau *volumique* : c'est le volume d'eau contenu dans un volume total de sol
* *Hauteur d'eau équivalente* : c'est la hauteur d'eau libre qui serait obtenue si l'eau contenue dans un volume de sol donnée était extraite et répartie uniformément sur une surface équivalente
* *Indice de saturation en eau du sol* : c'est le rapport entre le volume d'eau présent dans le sol et le volume des pores totaux (c'est la capacité du sol à retenir l'eau).
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Comment fonctionne la rétention d'eau en conditions saturée?
* Tous les pores sont remplis d'eau
* L'eau exerce une **pression positive**
* L'eau du dessus exerce une pression sur celle du dessous.
* Il y a de l'eau de gravité (de l'eau facilement accessible stockée dans les macropores)
100
Comment fonctionne la rétention de l'eau en conditions non saturée
* Remontée capillaire: Loi de Jurin
* Plus la texture des particules est fine, plus l'eau monte dans le sol par capillarité
* L'eau de cohésion vs eau d'adhésion: l'eau de *cohésion* c'est l'eau qui est la plus éloignée d'une particule de sol, c'est celle qui va être le plus accessible. Elle se situe dans les micropores. L'eau *d'adhésion* est celle qui est le plus près des particules de sol et la tension entre les particules est très élevée. Cette eau ne peut être retirée que par séchage à 105 Celsius.
101
La remontée capillaire est dictée par quelle loi et que doit-on savoir à propos de cette loi?
La remontée capillaire obéit à la loi de Jurin qui dit que: la hauteur d'eau avec laquelle l'eau va monter dans le sol est inversément proportionnelle à la grosseur des pores.
Donc en gros, plus les pores sont petits, plus la hauteur d'eau va monter.
102
# Vrai ou faux:
L'eau en condition saturée dans le sol est sous tension alors que l'eau qui est en condition non saturée est sous pression dans le sol
Faux, l'eau en condition saturée est sous pression, puisque les molécules d'eau s'empilent l'une sur l'autre et appliquent une pression sur celle du dessous.
En condition non saturée, les molécules d'eau veulent se déplacer du plus mouillé au moins mouillé et cela créé une tension dans les particules d'eau.
103
Quelle est la condition pour l'apparition de l'eau de gravité?
On doit être dans un sol en condition de saturation d'eau. L'eau de gravité correspond à l'eau située dans les macropores. Pour que ceux-ci soient pleins et que l'eau s'y écoule, on doit être en condition saturée.
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Quels sont les différents types de potentiel de l'eau du sol et quelles sont leurs différentes caractéristiques?
* Potentiel matriciel: c'est la* force d'attraction que les particules de sol ont sur l'eau*. Il est toujours **négatif**
* Potentiel osmotique: *c'est le potentiel des ions en solution*. Par exemple: les ions dans la rhizosphère vont influencer la disponibilité de l'eau pour la plante. Toujours **négatif**.
* Potentiel de pression: c'est le potentiel énergétique des *molécules d'eau qui interragissent les unes par rapport aux autres*. En condition de **saturation ce sera un potentiel de 0** et en condition **non saturée ce sera un potentiel négatif**
* Potentiel gravitationnel: c'est un potentiel qui résulte de *l'effet de l'élévation par rapport au point de référence*. Il peut être **positif ou négatif** tout dépendemment du point de référence.
| Le potentiel gravitationnel peut être observé uniquement dans le champ.
105
Quel instrument permet d'évaluer la tension de l'eau dans le sol?
Il s'agit du tensiomètre qui permet de déterminer la force avec laquelle les particules d'eau tirent les unes sur les autres. Plus elles tirent, plus la tension affichée sur le tensiomètre sera grande et ça veut donc dire que le sol est sec ou du moins que l'eau est moins facilement accessible pour les plantes.
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Quel est le lien entre le point de flétrissement permanent, le point de flétrissement temporaire, la capacité de rétention au champ et l'eau hygroscopique?
Ce sont les 4 stades de déshydratation de l'eau dans le sol.
1. La capacité de rétention: c'est la capacité d'eau qui est retenue après une grosse pluie et après que l'eau de gravité se soit évacuée
2. Le point de flétrissement temporaire: c'est le seuil où l'évapotranspiration de la plante ne permet par d'être compensé par la quantité d'eau absorbé par la plante dans le sol.
3. Le point de flétrissement permanent: c'est quand les plantes ne peuvent plus continuer leurs métabolisme même en arrêtant l'évapotranspiration. C'est donc un point irréversible.
4. L'eau hugroscopique c'est l'eau d'adhésion. C'est l'eau qui ne peut être extraite qu'avec un séchage à 105 Celsius.
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Quel type d'eau est utilisable par les plantes et quel type ne l'est pas?
L'eau utilisable correspond à la quantité d'eau qui se situe entre la capacité au champ et le point de flétrissement temporaire.
108
Qu'est-ce qu'une courbe de rétention en eau du sol et à quoi ça sert?
C'est une courbe qui décrit graphiquement la relation entre la teneur en eau et la tension dans le sol.
Elle permet de déterminer l'eau disponible pour les plantes dans le sol en identifiant des données comme la capacité de rétention au champ et le point de flétrissement permanent.
109
Comment construit-on une courbe de rétention de l'eau dans le sol?
En utilisant des marmites à pression.
La marmite permet d'appliquer une certaine pression d'air correspondant à un certain point de rétention en eau du sol. Exemple: on mets une pression de 1500kpa pour simuler le point de flétrissement permanent. On peut ensuite évaluer la quantité d'eau qui est sortie de l'échantillon et déterminer quelle quantité d'eau l'échantillon peut contenir avant d'atteindre le point de flétrissement permanent.
110
Qu'est-ce qu'un TDR et comment ça fonctionne. Qu'est-ce que ça mesure?
Le TDR est un instrument qui permet de mesurer la différence de potentiel électrique entre 2 tiges de métal. Cette différence permet de connaître la quantité d'eau dans le sol, mais pas sa tension. Donc le TDR permet de mesurer la teneur en eau volumique d'eau dans le sol.
111
Quelle est la différence entre l'infiltration, la percolation et le lessivage de l'eau dans le sol?
* Infiltration: **entrée d'eau dans le sol** suite à un apport (pluie ou irrigation)
* Percolation: c'est le mouvement **vertical** de l'eau dans le sol qui descend à travers le profil vers les couches les plus profondes.
* Lessivage: c'est le processus dans lequel l'eau **entraîne les nutriments dissous** vers les couches les plus profondes lors de la percolation.
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Qu'est-ce que la conductivité hydraulique saturée?
| Quelle est la loi qui régit la conductivité hydraulique saturée?
C'est l'indicateur de la perméabilité d'un sol. C'est donc une mesure de la vitesse d'infiltration de l'eau.
| Calculée en centimètres par heures ou en mètres par jours.
## Footnote
C'est la loi de Darcy et elle indique que la vitesse de l'infiltration de l'eau est proportionnelle à la conductivité hydraulique saturée.
113
Quelle est la définition de l'évaptranspiration?
C'est la somme des quantités d'eau perdues par évaporation de l'eau du sol et de la plante.
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Quels sont les facteurs qui augmentent ou diminue l'évapotranspiration et la transpiration de l'eau sur la plante et dans un sol?
Évapotranspiration:
* L'énergie du soleil
* La nature des surfaces
* Les conditions qui affectent le mouvement de l'eau à travers la surface
* Les conditions de renouvellement de l'air au-dessus de la surface
Transpiration (eau perdue par les plantes)
* Type de végétal
* Âge de la plante
* Dimensions de la plante
* Physiologie
* Système racinaire
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Quelles sont les différentes techniques qui permettent de limiter les pertes en eau dans un champ?
* Utilisation de paillis
* Irrigation goutte-à-goutte
* Labour d'automne (l'eau de fonte va s'infiltrer dans les buttons du labour)
* Garder une certaine couche de matière organique
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Quelles sont les solutions et aménagements qui permettent de contrer l'érosion hydrique et éolienne?
* Bande de protection riveraines
* Bassins de captation des sédiments
* Haies brise-vent
* Culture en terrasses
* Faire des voies de circulation de l'eau végétalisées pour éviter l'érosion de celles-ci
117
Pour la dégradation des sols: quel est le constat fait lors du rapport de 1990?
La principale cause de dégradation des sols est la détoriation de la structure des sols.
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Quels sont les objectifs généraux du travail du sol?
* Améliorer les propriétés du sol
* Incorporer les fertilisants, amandements et les engrais
* Assainir les cultures
* Lutter contre l'érosion
| Le travail du sol doit être bien fait pour en receuillir les bénéfices.
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Quels sont les différents outils et quels sont les effets de ces outils de travail du sol?
* Les outils à dents servent principalement à créent une onde de choc et fracturent/éclattent le sol.
* Les disques: découpent le sol et les résidus. Ça broie et pulvérise le sol. C'est utilisé pour mélanger les résidus.
* Les écrans: ils sont placés sur les instruments de travail et servent à éclater les particules qui remontent et qui iront se fracasser dessus.
* Les peignes: ils servent à trier les particules. Ça fait remonter les grosses particules en surface.
* Les rouleaux: émiettent le sol et referment les pores pour améliorer la gestion de l'eau en surface.
## Footnote
* Dents: elle vont faire remonter les grosses particules en surface. C'est bon pour éviter l'érosion.
* Les disques remontent les résidus fins du sol. C'est pas bon, car ça favorise l'érosion.
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Quels sont les principaux avantages et inconvénients du travail conventionnel du sol?
**Avantages**
* Facilite l'incorporation des engrais et pesticides
* Contrôle certains organismes nuisibles
* Prépare facilement le lit de semences
* Favorise le réchauffement au printemps
* Aide à faire du nivellement
**Inconvénients**
* Demande beaucoup d'énergie
* Diminue les résidus de surface
* Augmente les risques d'érosion
* Ne favorise pas la vie dans le sol (microorganismes)
* Pas de protection du sol
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Qu'est-ce que le travail réduit du sol?
Le travail réduit se fait en 2 étapes:
* Travail primaire: se fait à l'automne avec un chisel ou une herse à disque
* Travail secondaire: se fait sur les premiers centimètres en surface au printemps. Permet de préparer le lit de semences, de niveler la surface et d'incorporer les engrais et les pesticides.
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Quels sont les avantages et les inconvénients du travail réduit du sol?
Avantages:
* Incorporation possible d'engrais et de pesticides
* Contrôle de certains organismes nuisibles (mauvaises herbes et parasites)
* Nivellement
* Moins d'énergie que le travail conventionnel
* Offre une protection du sol
* Conserve une partie de la matière organique
* Réduction du compactage, donc meilleure infiltration de l'eau
Inconvénients:
* Réchauffement plus lent au printemps
* Il faut adapter les équipements de travail du sol
* Des conditions de travail plus sèches sont nécessaires.
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En quoi consiste le semi direct dans un sol?
C'est quand il n'y a aucun travail du sol avant les semis
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Quels sont les avantages et inconvénients du semi direct?
Avantages:
* Donne un maximum de couverture de résidus
* Améliore grandement la structure et l'activité biologique
* Diminution du compactage
* Réduction des coûts
* Économie de temps
* Demande en énergie très faible
Inconvénients:
* Réchauffement plus lent au printemps
* Aucun contrôle des mauvaises herbes
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En quoi consiste la culture sur billons?
C'est quand on cultive en rangée sur de petites buttes d'environ 15cm de hauteur. Ça laisse une quantité importante de résidus en surface. Il faut faire des bons saclage tôt après la levée.
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Quels sont les avantages et les inconvénients de la culture sur billons?
Avantages:
* Protection contre l'érosion
* Amélioration de la structure et de l'activité biologique
* Diminution du compactage
* Faible coûts des machineries
* Économie de temps
* Demande réduite en énergie
Inconvénients:
* Périodes courtes pour le sarclage et le billonnage
* Contraintes pour le déplacement dans les champs à cause des billons
* Le semi peut parfois être difficile
* C'est une technique qui ne fonctionne pas pour les cultures en rang rapprochés.
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