Effet des ions calcium sur des sols bruns acides plantés de Châtaigniers ou de Douglas - Conséquences sur la libération d'aluminium

Effects of calcium ions on acid brown soil planted with Douglas or chestnuts - Impact on aluminium release

Laboratoire des Sciences de l'Eau et de l'Environnement Faculté des Sciences - 123, Avenue Albert Thomas 87 060 LIMOGES Cedex - France

Résumé

Afin d'étudier l'impact du calcium sur la libération d'aluminium, les horizons A, B (ou B supérieur) et C d'un sol brun acide typique de la région Limousin (FRANCE) planté de deux espèces arboriées différentes (châtaigniers et Douglas) ont été sélectionnés. On dose l'aluminium monomère et total ainsi que les principaux cations (Mg²⁺, Na⁺ , K⁺, H⁺ ) libérés en parallèle de l'aluminium. Les taux de ces cations libérés par chaque horizon de sol ont été évalués à partir d'expériences en réacteur discontinu. Les expériences dans des solutions de calcium (1mol. l^-1 i.e. 40 éq de Ca²⁺ par kg de sol) montrent que les quantités d'aluminium monomère et total libérées diminuent avec la profondeur du prélèvement dans le sol sous Douglas; dans le sol sous châtaigniers, la quantité d'aluminium monomère libéré augmente avec la profondeur du prélèvement. Pour un apport de Ca²⁺ 1 mol. l^-1 , le sol sous Douglas libère plus d'aluminium que le sol sous châtaigniers. A ces concentrations de Ca²⁺, les taux d'aluminium libérés semblent fonction de la spéciation de l'aluminium (aluminium facilement échangeable et aluminium lié à la matière organique). En faisant varier la concentration en Ca²⁺ (0 à 40 éq. kg^-1 de sol) on met en évidence le rôle des cations échangeables du sol dans la faculté de ce dernier à libérer de l'aluminium. Pour la gamme de concentrations allant de 2 à 4 éq de Ca²⁺ par kg de sol, le sol de châtaignier libère plus d'aluminium que le sol sous Douglas. La quantité d'aluminium monomère (toxique) représente en général un tiers de l'aluminium total libéré par horizon. Pour des sols de la région limousins, les résultats obtenus peuvent aider à la mise en place d'apport à base de calcium pour lutter contre l'acidification des sols ou pour favoriser la croissance des arbres.

Abstract

The A, B (Bsup) and C horizons of a typical acid brown soil of Limousin (FRANCE) planted with two different species of tree (chestnuts and Douglas) were selected to study the impact of calcium on the aluminium release. For each soil horizon, the concentration of the main cations (Mg²⁺, Na⁺, K⁺, H⁺) and of monomer and total aluminium released by the soil were determined in batch reactor condition. In the presence of calcium solutions (1 mol. l^-1, i. e 40 eq. kg^-1 of soil), the quantities of monomer and total aluminium released decrease with depth for the soil under Douglas ; for the soil of chestnuts, the quantity of released monomer aluminium increases with the depth of the horizon. In the presence of Ca²⁺ 1 mol. l^-1 the soil under Douglas released more total aluminium than the chestnuts one. The quantity of the total aluminium released by soil are in accordance with the aluminium speciation (aluminium easily exchangeable and bound to the organic matter). The study of the aluminium release as a function of concentration of Ca²⁺ (0 à 40 eq. kg^-1 soil) shows that the cations co-released with aluminium have a major role in the faculty of a soil to release aluminium. For the low concentration of Ca²⁺ (2 to 4 eq Ca²⁺ per kg of soil) the soil planted with chestnut release more aluminium than those planted with Douglas. For most of these experiments, the quantity of monomer toxic aluminium represents a third of the total aluminium released by horizon. For this kind of soil in Limousin, the results obtained may help for management of spreading of calcium compounds for amendments on soil used to prevent soil acidification or to support the growth of trees.