Catégorie:PH du sol

Le pH des sols forestiers prédit à l’aide de la végétation. Source: GIS Sol

Le sol, d'un point de vue chimique, se définit par son acidité ou son alcalinité (basicité). Le pH d'un sol fertile, où la vie microbienne se développe de façon optimale et où les éléments du sol sont les mieux assimilés par les plantes, se situe entre 6 et 7.

Définition

Le pH, ou potentiel Hydrogène, est un indice qui permet de mesurer le taux d’acidité ou de basicité. L'indice de pH est l'inverse de la concentration en H+ dans une solution. Autrement dit, plus l’indice est faible, plus l’acidité est forte, entre 1 et 14, avec un point neutralité situé à pH 7 (pH<7 acide, pH>7 basique). Le pH est une grandeur logarithmique. Ainsi, une solution à pH 3 est dix fois plus acide qu'une solution à pH 4.

Pour le sol et les plantes qui s’y développent, le pH a beaucoup d’importance, il influe notamment sur l’absorption des nutriments par les racines.

Un sol à pH très bas, inférieur à 5 donc très acide, va provoquer des carences en calcium (les plantes acidophiles ne sont pas concernées), en phosphore.

Un sol à pH élevé, supérieur à 8, donc très basique, empêche l’assimilation du magnésium et du fer.

Mesurer le pH

La mesure du pH du sol est réalisée couramment selon deux méthodes :

le pH_eau correspond au pH d’une suspension de terre dans l’eau : le mieux référencé en France, suffit à lui seul pour le diagnostic.

le pH_KCl correspond au pH d’une suspension de terre dans une solution de chlorure de potassium : donne des valeurs inférieures au pH_eau de 0,5 à 1 unité.

Outils d'analyse du pH du sol

Analyse en laboratoire.
Papier pH / papier de tournesol : change de couleur en fonction du pH de la solution dans laquelle il est plongé.
pH mètre : plus précis que le papier pH, il utilise une électrode.
Kits du commerce.

Variation du pH

Exemple d'un suivi de pH Kcl et pH eau sur une parcelle (source : GALYS)

Les analyses de sol et la mesure du pH indiquent une valeur d'acidité mais ne reflètent pas la dynamique dans le sol. Celui-ci varie dans l'année, entre l'été et l'hiver, pouvant aller jusqu'à 1 point d'écart.

Période hivernale : Le pH est plus élevé car l'activité biologique est au ralenti, la minéralisation qui cause l’acidification est faible.
Période de printemps et d'été : Le pH est plus faible, la minéralisation est importante.
pH Kcl : Il peut être utilisé comme un indicateur de potentiel d’acidification du sol, les laboratoires se servent plus de cette mesure comme un étalon pour corroborer les valeurs du pH eau.

Il est donc important lorsque l’on regarde une analyse de sol de savoir où l’on se situe dans l’année pour identifier si le sol va être plutôt plus acide ou plus basique que la valeur indiquée sur l’analyse.

Représentation schématique du processus par lequel la base qui accompagne le calcium joue sur le pH du sol

La remonté du pH par des bases et non par le calcium

L'acidité dans le sol est causée par les ions H⁺ principalement, mais aussi Fe³⁺, Al³⁺.

Les bases sont des ions chargés négativement qui se lie avec les ions H⁺ et favorise la fixation d’un cation Ca²⁺ sur le complexe argilo-humique.

Ce n’est donc pas le calcium dans l’amendement qui va jouer sur le pH mais bien la base qui accompagne le calcium. par exemple, lorsqu’une molécule de carbonate de calcium (CaC03) entre en contact avec une molécule d’eau, cela donne un élément Ca²⁺ et un élément HCO^3-. HCO^3- va se lier à la charge positive d’un ion H⁺ et en réduire la concentration dans le milieu.

Le travail du sol

Le travail du sol présente l'intérêt de brasser les horizons superficiels et limite les acidifications de surface. Pour les transitions vers l'ACS, le pH est un élément à gérer avant d'entamer sa transition ou au tout début de celle-ci.

Lorsqu'on passe sur des systèmes sans travail du sol, on peut avoir une décalcification qui s’opère en surface. Cela se produit souvent sur des exploitations en début de transition vers le semis direct car le manque d’activité biologique induit un manque de brassage de l’horizon de surface par les vers de terre. Dans ce cadre, des apports adaptés d’amendements basiques peuvent avoir leur rôle à jouer.

Cela ne doit pas être pris à la légère car lorsque la vie du sol n'est pas encore assez intense pour remplacer un brassage mécanique, cette acidité peu causer du tort au niveau chimique : toxicité, manque d'assimilation d'éléments. Mais aussi au niveau physique en modifiant les propriétés du sol : mauvaise structuration et aération de la surface du sol. Biologiquement un pH trop extrême est aussi néfaste. Il est donc conseiller d'avoir un pH > 5,8 voire 6 avant d'entamer sa transition.

Impacts du pH

Représentation schématique de la sensibilité des cultures au pH

Sur les plantes

Les cultures s’acclimatent plus ou moins bien à l’acidité :

Certaines s’adaptent sur des pH assez faibles : on peut citer le maïs et les prairies permanentes.
Plus sensibles à l’acidité : Les légumes (haricots, épinards), l'orge (leur optimum se situe autour de pH 6,5 - 7).
Intermédiaire : Le triticale.

Sur la chimie du sol

Le pH impacte la solubilisation et l’absorption des éléments par la plante. La plage d’assimilation optimale se situe entre 6,5 et 7. En-dessous de 5,5 certains éléments peuvent être absorbés en excès, comme l’aluminium. Celui-ci peut créer des problèmes de toxicités aluminiques et engendrer des pertes jusqu’à 10% de de rendement en moins, surtout sur blé, colza et prairies.

Certains éléments solubilisent plutôt sur des pH basiques comme le molybdène, d’autres sur des pH acides comme le fer et le manganèse.

Légende=Impact du pH sur le sol
Légende=Plages d'assimilation des éléments nutritifs en fonction du pH

Sur l'activité biologique

Le pH optimum pour la vie biologique du sol se situe également entre 6 et 7.

Les pH trop acides : ils peuvent créer des problèmes de toxicités, un turn over de la matière organique très faible avec des ratios C/N élevés.
Sur la plage optimale : un turn over de la matière organique plus élevé, un renouvellement rapide de la fertilité, beaucoup d'activité biologique et des ratios C/N proche de 10.
Les pH trop basiques : mêmes effets que les pH acides, ralentissement du turn over de la matière organique et de l'activité biologique, ratios C/N élevés.

Sur la fertilité physique

L'acidité du sol influe sur la stabilité du complexe argile-humique. Les amendements, en apportant du calcium et en faisant remonter le pH du sol peut créer des conditions favorables pour avoir une bonne stabilité structurale.

La figure ci-dessous présente des photos issues d'essais de l’INRA sur des micro-parcelles avec le même type de sol pour montrer l’impact de la fertilisation sur les propriétés physiques du sol. On observe sur les pH acides moins de mottes et de porosité que sur les pH basiques. Cela montre l’intérêt d’avoir un bon statut acido-basique dans son sol.

Amendement et conséquences sur le pH

Types d'amendements et bases associées

Chaque type d'amendement est lié à une base plus ou moins forte qui aura un impact plus ou moins rapide sur le pH :

Carbonate de calcium (CaCO3) : produit que l’on retrouve naturellement dans le cycle du calcaire. Les bases sur ces produits sont des bases faibles (qui ne réagissent pas totalement avec l’eau) donc ils auront une action lente sur le pH.
Oxyde de calcium (CaO) ou chaux vive : la base O^2- est une base forte qui réagit totalement avec l’eau. Ce produit a un effet flash sur le pH.
Hydroxyde de calcium (CaOH2) ou chaux éteinte ou chaux vive humidifiée : la base OH- est également une base forte avec une rapidité d’action.

Conséquences économiques

Une étude menée par l’UNIFA en collaboration avec Terrena sur une rotation de 4 ans a comparé des parcelles dans des exploitations en polyculture-élevage de l’Ouest de la France avec un maintien du pH proche de la neutralité et des parcelles ayant un sol acide.

Les résultats ont montré un gain de productivité de +6% et de rentabilité de +61 €/ha/an pour les parcelles avec un chaulage adapté. Cela démontre l’intérêt d’avoir un pH correct sur l’aspect rendement et sur la marge finale.