Soutenance mémoire
LE CYCLE DE L’AZOTE
Le type de sol
Les sols brun rouille à halloysite ou nitisols : Les nitisols correspondent à une première étape de la pédogénèse ferrallitique en climat tropical, par l’altération de roches volcaniques. Ils évoluent ensuite, par transformation de l’halloysite en kaolinite et gibbsite soit sur place dans le solum soit latéralement en topo séquence. La transformation se fait par individualisation et la relocalisation des oxyhydroxydes de Fe et des hydroxydes d’Al ou par altération des argiles sous l’effet de phénomènes d’oxydo réduction et d’individualisation de la silice pouvant donner des indurations siliciques et pétro-siliciques. Caractéristiques : entre 50 et 80 % d’argile (Référentiel pédologique 2008). En présence de minéraux argileux, la matière organique, se combine avec l’argile du sol ou fraction colloïdale en prenant pour référence l’équivalent sphérique < 2 µm. Les surfaces de la structure argileuse développées sont suffisamment grandes pour que les surfaces d’interaction avec l’eau, les ions et les autres minéraux comme les oxydes et matières organiques deviennent déterminantes. Une petite quantité d’argile influence alors fortement les propriétés physiques des sols et quand l’argile dépasse environ un tiers de la masse du sol, les propriétés physiques deviennent largement celles de l’argile. La texture des sols influence donc la minéralisation, notamment par la présence d’argiles qui assurent une protection physique de la matière organique (Ladd et al. 1995).
La banane en monoculture
Les systèmes de culture ont des effets sur les stocks organiques (Feller 1988). Mais avant de comprendre comment, il est nécessaire de connaitre le fonctionnement de la culture mise en place : la banane Pour pousser dans de bonnes conditions, le bananier a besoin d’un climat tropical. Le bananier est sensible au déficit hydrique d’où la nécessité d’irriguer Le bananier de la famille des Musacées, genre Musa est une herbe pouvant atteindre jusqu’à 15 m de hauteur (la plus grande du monde), les feuilles en s’enroulant les unes autour des autres forment le tronc ou plutôt un pseudo tronc. La partie racinaire appelée rhizome est pérenne et émet autour du pseudo-tronc principal des œilletons qui se développent en rejets La partie aérienne est annuelle et après récolte, est détruite. Le cycle suivant se fait à partir du rejet. La culture de la banane exige une bonne maîtrise de la fertilisation car la plante à croissance rapide mobilise des éléments plus que d’autres à divers stades de son évolution. (Lassoudière 2006). Les apports tiennent donc compte du stade végétatif mais aussi de la qualité et la richesse du sol, qui en milieux tropicaux sont limités par la biodisponibilité de l’azote non lié à la matière organique, mais limités à la taille de la fraction labile (Sierra et Marban ,2000).
Plantes de couverture utilisées en association
Les mulchs vivants sont des plantes de couverture cultivées en association avec un culture commerciale de manière à fournir des services écologiques et agronomiques comme la protection contre l’érosion, l’accroissement de la fertilité des sols et de la biodiversité ou l’étouffement des adventices. (De Tourdonnet 2008). Un couvert végétal est efficace contre l’érosion car en recouvrant le sol durant la saison des pluies, il ralentit l’écoulement du ruissellement et qu’il maintient une bonne
porosité à la surface du sol. (Roose ,1994), L’azote dans la biomasse aérienne des cultures de couverture varie considérablement au sein des espèces, mais les légumineuses contribuent généralement à un surplus d’azote (réf). Dans notre cas nous devons comprendre d’abord les mécanismes de transfert du couvert végétal avec le sol. Une partie des composés carbonés synthétisés au niveau des organes aériens des végétaux et des racines retournent vers le sol : ils servent de substrat aux bactéries de la rhizosphère qui vont à leur tour libérer dans le milieu soit des composés tels que les polysaccharides responsables de l’agrégation des particules, soit des exo-enzymes susceptibles d’hydrolyser des composés organiques présents dans les sols. Il y a également rejet dans le sol de protons rejet par les racines, dont l’origine est double : d’une part la « pompe à protons » qui fonctionne pour permettre l’entrée des cations dans la racine. D’autre part toute nutrition azotée à base induit, au cours de la transformation des nitrates en ammonium au sein du couvert, une production de protons qui sont rejetés dans le sol hors des racines. (Stengel et al., 1998) Certaines espèces de couvert peuvent contribuer à améliorer le comportement ou le rendement de la culture suivante. Cela peut être le cas de légumineuses qui peuvent contribuer de façon significative aux fournitures en azote de la culture suivante, avec comme conséquence une baisse de la dose à apporter et/ou un effet positif sur le rendement. Les bactéries de la famille des rhizobiacées, et notamment du genre Rhizobium peuvent infecter les racines des légumineuses entraînant la formation de nodules ou nodosités. Par ces nodules, la plante hôte (la légumineuse) offre un micro-habitat exceptionnellement favorable à la bactérie tout en lui procurant des substrats carbonés provenant de la photosynthèse. En
retour, la bactérie fixe l’azote atmosphérique (N2) et le fournit à la plante hôte sous formeassimilable NH3 (Dommergues et al, 1999). Les graminées fourragères peuvent avoir un effet dépressif sur la culture suivante(assèchement du sol) (Labreuche, Cohan 2009) Dans le cas d’une association de bananier avec des graminées comme plantes de couverture, il a été montré que l’effet de la concurrence de la plante de couverture est important, mais l’analyse de cet effet s’avère très sensible à la modification du niveau de minéralisation du sol que peut induire la présence de plante de couverture (Laurens, 2008).
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Table des matières
CHAPITRE I : INTRODUCTION GENERALE ET PROBLEMATIQUE Introduction Les enjeux Contexte Problématique Objectif CHAPITRE II : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE La matière organique du sol et sa participation aux cycles du carbone et de l’azote LE CYCLE DE L’AZOTE La minéralisation de la M.O.S., processus clé de la remise à disposition de l’azote pour les plantes LE CYCLE DU CARBONE La minéralisation de la matière organique FACTEURS INFLUANT SUR LA MINERALISATION LE CLIMAT INFLUENCE DES PRATIQUES AGRICOLES LE TYPE DE SOL Fonctionnement de la bananeraie et contribution de la minéralisation à la contribution du bananier Intégration de plantes de couverture dans les systèmes de culture et incidence sur le fonctionnement biologique du sol Hypothèses de travail CHAPITRE III : MATERIELS ET METHODES Présentation du dispositif expérimental CHAPITRE IV : RESULTATS CHAPITRE V DISCUSSION CONCLUSION BIBLIOGRAPHIE ANNEXES
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