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Relation entre le couvert végétal et les conditions édaphiques en zone a déficit hydrique

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par Madani Djamila
Université de Batna - magistere 2008
  

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Introduction :

Dans les régions méditerranéennes et désertiques, et en particulier, dans les pays du moyen orient, les sols qui contiennent du calcaire dans un ou plusieurs horizons sont très fréquents (Ruellan, 1976).

Le calcaire peut provenir de l'altération de la roche mère (Ruellan, 1976) ou de précipitation de carbonate de calcium secondaire (Ruellan, 1971 ; Duchauf four et Souchier, 1977).

Il peut se trouver sous trois formes principales : diffuses, en concentrations ou discontinues.

En Algérie, les sols calcaires, se distribuent sur l'ensemble du Nord de l'Algérie, particulièrement dans les étages bioclimatiques arides et semi- arides. 3-1- Définition et dénomination de sols calcaires :

3-1-1- Le calcaire :

Le constituant essentiel de calcaire est le carbonate de calcium, cristallisé sous forme de calcite à symétrie rhomboédrique (Deo shorta, 1979 ;Djili et Daoud,1999 ;Djili,2000).

Le calcaire est une roche sédimentaire principalement organogène qui peut être détritique (contenant au moins 50% de CaCO3 (exemple : un calcaire marnaux) (Baize et Girard , 1995), ou chimique (Vatan, 1967 ; Loz et Mathieu, 1990).

3-1-2- Sol calcaire :

Un sol calcaire c'est un sol contenant du CaCO3 libre en quantité suffisante pour présenter une effervescence visible sous l'action d'HCl dilué à froid, le CaCO3 est souvent accompagné de MgCO3.

Selon la teneur en calcaire, il y a cinq (05) classes de sols calcaires (Loz et Mathieu , 1990) :

- Sols très faiblement calcaires avec un taux de CaCO3 < 2%.

- Sols faiblement calcaires avec un taux de CaCO3 de 2 à 10%.

- Sols moyennement calcaires avec un taux de CaCO3 de 10 à 25%.

- Sols fortement calcaires avec un taux de CaCO3 de 25 à 50%.

- Sols très fortement calcaires avec un taux de CaCO3 > 50% . Selon (Ruellan, 1976), les sols calcaires sont en général caractérisés par la présence de trois horizons principaux :

- Dans la partie moyenne du sol, un horizon d'accumulation du

calcaire : c'est un horizon Bca, qui peut être plus ou moins développé.

- Au- dessus, un horizon A moins calcaire : il peut être non calcaire. - Au- dessus, un horizon C, également moins calcaire que l'horizon

Bca.

La distribution du calcaire dans ces trois horizons, qui sont étroitement liés entre eux, définit le profil calcaire.

Selon Djili (2000), le profil calcaire en Algérie est fonction de la pluviométrie :

-Les Zones arides (P> 300 mm) : l'accumulation de calcaire semble être homogène dans tout le profil, mais avec un pourcentage de calcaire légèrement plus élevé dans les horizons de Sub- surface.

-Les Zones semi- arides (350< P< 450 mm), le profil devient de plus en plus calcaire en profondeur.

- Les Zones humides et Sub- humides (P> 600 mm), le profil est relativement moins calcaire que ceux des autres zones climatiques, le calcaire est reparti d'une façon homogène dans les horizons de surface et de Sub- Surface.

3-2- Origine du calcaire dans le sol :

D'une manière générale, les matériaux originaux calcaires, laissent dans le sol des fragments de roches calcaires (carbonatées, calcaires et dolomiques) ou simplement riches en calcium (les basaltes par exemple) de dimensions diverses et en quantités variables selon la nature de la roche d'une part et selon les conditions de l'altération d'autre part (Ruellan, 1976).

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La fraction grossière du calcaire présente dans le profil correspond aussi à un héritage direct de la roche mère sous- jacente (Brewer, 1964) cité par Bonneau et Souchier (1979).

Cependant, le calcaire est soluble, et dans de nombreuses situations, il y a un enchaînement de phénomènes de dissolution et de précipitation du carbonate et de calcium, dans un premier stade, le calcaire est dissous :

CaCO3 + H2O + CO2 Ca+2 + 2H2CO3

Insoluble Soluble

C'est la décarbonation qui libère dans le milieu des ions calcium, ces ions sont déplacés par les eaux percolantes ou par diffusion sur des distances variables, tant au sein d'un horizon ou des divers horizons du profil.

Le transfert du calcium s'arrête avec la reprécipitation du carbonate de calcium, dans ce cas il y a un calcaire de néoformation dont l'accumulation peut présenter une intensité et des formes très divers fiées (Pseudo mycélium, nodules, en croûtement, croûtes compactes) (Bonneau et Souchier, 1979).

Il arrive aussi que le calcaire du sol ait une origine biologique et qu'il soit constitué, partiellement ou en totalité, par des coquilles de gastéropodes (Hélicidés) (Mathieu et al, 2003).

3-3- Formes du calcaire dans le sol :

Le calcaire peut être distribué et individualisé de trois façons différentes :

3-3-1- Distribution diffuse : le calcaire se présente sous forme de particules fines de dimensions égales ou inferieures à 1 mm.Ces particules,sont distrbuées au hasard dans la base de l'horizon( Ruellan,1971)

3-3-2- Concentrations discontinues : les principales formes.

- Les pseudo- myceliums.

- Les amas friables.

- Les nodules.

En Algérie, d'après Djili (2000), les formes diffuses et discontinues, se localisent aussi bien dans les régions Sud de l'Algérie septentrionale, ces deux formes sont les bien représentées dans l'ensemble du profil.

3-3-3- Concentrations continues : il y a plusieurs types d'encroûtements : - Les encroûtements non feuilletés : il y a deux types :

- Les encroûtements massifs et les nodulaires.

- Les encroûtements feuilletés : il y a deux types :

* Les croûtes et les dalles compactes.

Selon Djili (2000), la forme continue se situe essentiellement au niveau des régions arides et semi- arides.

Cette forme se rencontre rarement en surface ; elle est relativement plus fréquente à la base du profil.

3-4- propriétés des sols calcaires :

3-4-1- pH:

L'effet du calcaire sur les propriétés physico- chimiques des sols n'est plus à démontrer (Odasso et Rota, 1992), de nombreux travaux ont mis en évidence l'influence directe ou indirecte du calcaire sur la variation du pH. Floate et Enrigh (1991) ont trouvé une relation hautement significative entre l'apport du calcaire et l'augmentation du pH, Vorobyova et al (1991) pensent que les variations des valeurs du pH sont conditionnées par l'équilibre calcium- carbonates des sols.

Le pH est donc l'une de ces principales caractéristiques du sol qui est fortement influencée par la teneur en carbonate de calcium.

Djili (2000) a montré que dans le contexte des sols du Nord de l'Algérie, une augmentation des taux de calcaire entre 0 et 2,5% provoque une augmentation du pH jusqu'à une valeur maximale de 7,82%. Au delà du seuil de 2,5% de CaCO3, les particules de carbonate de calcium auront essentiellement un effet stérique sur les propriétés des sols.

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3-4-2- Taux d'argile :

Halitim (1988) note que << la teneur en argile est inversement proportionnelle au pourcentage de calcaire », mais il y a dans la nature des sols qui sont à la fois très peu argileux et très peu pourvus en calcaire (par exemple les sols lessivés développés sur les dunes prélitorales du sahal algérois) (Djili, 2000).

Dans le contexte des sols du Nord de l'Algérie Djili (2000) trouve qu'il n'y a pas de proportionnalité entre les taux d'argile et les taux de calcaire .L'argile ne commence à avoir un effet sur les taux de calcaire qu'à partir d'une teneur qui avoisine les 40% d'argile.

A partir de ce seuil, les teneurs en calcaire des sols diminuent très fortement quand les taux d'argile augmentent, ce phénomène serait dû probablement au fait que la faible perméabilité hydraulique des horizons très argileux ne permet pas l'entraînement et l'accumulation des carbonates de calcium dans le sol.

3-4-3- Matière organique :

Selon Pouget (1980 b) et Trachaud (1994) << les processus d'humification et de minéralisation de la matière organique sont régis, entre autres par la présence du calcaire dans le sol, le calcium ayant un effet protecteur contre la dégradation microbienne ».

Djili (2000), dit que les sols riches en calcaire le sont aussi en matière organique.

3-4-4- CEC :

La CEC est contrôlée surtout par la nature et les taux d'argile, ce dernier se traduit par la diminution de calcaire.

La CEC devrait diminuer quand les taux de calcaire augmentent, seulement, dans la nature, le calcaire et l'argile sont accompagnés par de nombreux constituants du sol (sables, limons, matière organique, gypse, etc ) (Djili, 2000).

Dans le contexte des sols du Nord de l'Algérie Djili (2000) trouve que l'augmentation des taux de calcaire entre Zéro et 40% s'accompagne par l'augmentation de la CEC, au delà de ce seuil, la CEC diminue quand les taux de calcaire augmente suite au faible pouvoir d'échange du carbonate de calcium.

3-5- Sols calcaires en Algérie :

Les sols calcaires en Algérie sont localisés dans le Nord du pays, ou ils sont dans leur majorité faiblement à fortement calcaires, ils s'expriment mieux entre les isohyètes 270 et 500 mm (Figure 5). Les taux en calcaire se localisent préférentiellement dans les zones inférieures du pays (régions steppiques et hauts plateaux) (Djili, 2000).

Selon F.A.O (2005) les types de sols calcaires en Algérie sont :

- Sols bruns calcaires dans les bioclimats humides et sub- humides (calcisols).

- Sols à accumulations calcaires en profondeur (chatins et bruns iso humiques) dans les bioclimats semi- arides et arides (calcisols).

3-6- Classification de sols calcaires :

La plupart des sols calcaires sont regroupés selon la classification C.P.C.S (1967) parmi les sols peu évolués, calcimagnésiques, iso humiques et les sols fersiallitiques à réserves calciques (Ruellan, 1976).

Dans le cadre de la classification FAO (1973), ce sont selon les cas, des fluvisols, des rendzinas, des yermosols des verusols, des castanozems, des cambisols.

3-7- Effet du calcaire sur le sol et les végétaux :

Le calcaire fournit le calcium qui provoque la floculation des colloïdes minéraux et organique du sol, action nécessaire a l'établissement d'un état structural, et permet au sol de créer les réserves, en éléments nutritif (Eliard, 1979). On sait que l'humus calcique est le meilleur ciment des agrégats, le calcium est nécessaire aussi à l'édification de tissus de végétaux (Mathieu et al, 2003).

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Mais quand le calcaire se trouve dans le sol à la fois en quantité trop forte, les conséquences pour les plantes peuvent être fondamentales, ce qui explique que l'on distingue classiquement des plantes, cultivées ou spontanées, résistant au calcaire « calcaro- tolérantes » et des plantes souffrant, « plantes calcifuges ». Ces effets néfastes pour la plante peuvent être compensés par d'autres facteurs pédologiques : texture argileuse, bilan hydrique, etc (Baize et Girard , 95).

En outre, le calcaire fin bloque certains éléments indispensables aux plantes comme le fer, B, Cu, Mn , Zn, en solubilisation de la calcite au niveau des racines dont le fonctionnement se trouve perturbé, obstacle à la minéralisation de la matière organique par effet d'enrobage (Morel, 1996).

3-8-Conclusion :

La présence de calcaire en grande quantité, dans le sol affecte sa qualité, baisse la fertilité et par conséquence la production végétale.

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