Le sol étant un milieu nutritif où les plantes puisent tous les éléments chimiques nécessaires à leur croissance (à l’exception du carbone), est le siège de nombreux phénomènes. La capacité d’échange anionique ou CEA est une des propriétés chimiques du sol faisant intervenir un phénomène de nature physico-chimique d’adsorption. Pour de plus amples informations à ce propos, nous allons voir en premier lieu la définition et l’origine de la CEA et en second lieu, les anions essentiels du sol.

I. DEFINITIONS

La capacité d’échange anionique du sol se définit comme étant la quantité totale d’anions échangeables que le sol peut adsorber ; s’exprime en milliéquivalents par 100g de sol.

L’adsorption des anions dans le sol se traduit par la fixation des anions sur les colloïdes à caractère essentiellement électronégatifs. Ceci s’explique par la présence sur ces colloïdes de sites électropositifs, et par l’existence de divers modes de liaison chimique entre complexe absorbant et anion.

II. ORIGINES DE LA CAPACITE D’ECHANGE ANIONIQUE (CEA) DANS LE SOL   :

La CEA trouve son origine dans les faits suivants :Les hydroxydes de fer Fe(OH)3 et d’aluminium Al(OH)3 constituent un complexe absorbant pour les anions du fait qu’ils peuvent être électropositifs s’ils perdent des hydroxydes OH. De ce fait, Fe et Al deviennent des complexes absorbants pour les anions.

L’hypothèse avancée par Hendricks formulant la possibilité d’une substitution du silicium (Si) dans la couche tétraédrique de l’argile par l’anion PO4

3- de même taille.

L’existence, au niveau des surfaces de rupture des argiles :- des atomes métalliques Fe3+ ou Al3+ mis à nus qui fixent les anions.- des groupements OH- qui sont susceptibles d’être remplacés par les

anions.

Les cations polyvalents tels que : Fe2+ ou Fe3+ ou Ca2+ ou Al3+ , présents dans la solution du sol, servent de pont entre le colloïde électronégatif du sol et l’anion.

III. LES VALEURS DE LA CEA   :

La valeur de la CEA est conditionnée par les quatre (4) paramètres suivant :

Le Ph, La concentration en anion dans la solution du sol, La nature du complexe absorbant, La nature de l’anion.

1. Le pH   :

La totalité des anions présents dans le sol sont des éléments nutritifs facilement assimilables pour les plantes. La capacité d’absorption d’un sol vis-à-vis des anions comme : Cl-, NO3

-, PO- augmente quand le pH va de la neutralité vers l’acidité.

Cependant, il est nécessaire de souligner que pour d’autres formes du phosphore (cf. anions essentiels), il en est différemment. En effet, dans les sols acides, le phosphore se complexe avec le fer et devient insoluble. Dans les sols basiques, il se complexe avec le calcaire. Il peut donc avoir du phosphore dans le sol, mais ce phosphore est non-prélevable. Il ne devient soluble et donc assimilable qu’à un pH ajusté vers la neutralité.

2. La concentration en anion dans la solution du sol   :

La solution du sol est caractérisée :

– par la teneur en eau (fraction d’espace porale occupé) – par la concentration globale et la force ionique– par la concentration en ions.Une élévation de la CEA a été observée à mesure que la concentration en anion de la solution du sol augmente.

3. La nature du complexe absorbant   :

Lorsque le rapport Si O2/ R2O3 (avec R=Fe ou Al) diminue, la CEA augmente. Autrement dit, la substitution du silicium par le fer ou l’aluminium dans le réseau cristallin a pour effet la formation de sites électropositifs qui favorisent la fixation des anions. (cf. origine)

4. La nature de l’anion   :

Selon la nature de l’anion, la CEA croit suivant l’ordre qui suit :

OH- < Cl- < NO3- < SO4

2- < PO43-

On peut en déduire que plus la valence de l’anion considéré est importante, plus le nombre de liaisons possibles qu'il peut engager avec d'autres est élevé.

IV. LES ANIONS ESSENTIEL S DU SOL

ANIONFORME DES IONS FONCTION ROLES

Phosphore HPO42-   1. croissance des plantes  H2PO4-  élément nutritif 2. constituant de l'ATP

 PO43- phosphate élément nutritif

3. réduit le temps de maturation des graines

  PO-  4. augmente la résistance aux maladies

Azote NO2- nitrite   1. rôle dans le métabolisme

  NO3- nitrate élément nutritif et polluant

2. constituant des protéines et de la matière

    vivante

     3. facteur de croissance et de la qualité

Soufre SO43- sulfite   1.élaboration d'acide aminé

 SO42- sulfate élément nutritif 2. métabolisme des vitamines

  S2- sulfure   3. responsable de l'odeur      4. croissance des plantes

Plusieurs autres anions sont présents dans le sol ; certains sont des oligo-éléments et d’autres n’ont pas d’effet sur le sol mais présents dans la solution du sol.

CONCLUSION

En résumé, le sol contient beaucoup d’éléments minéraux sous forme d’ions et les anions en font partie. Ces derniers jouent un rôle fondamental dans la nutrition et déterminent la fertilité d’un sol bien que les phénomènes d’échange d’anions au niveau du sol sont peu connus.