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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE

SCIENTIFIQUE UNIVERSITÉ EL HADJ LAKHDAR

- BATNA – INSTITUT DES SCIENCES VETERINAIRES ET DES

SCIENCES AGRONOMIQUES

THESE Présentée en vue de l’obtention du diplôme de :

MAGISTER EN AGRONOMIE

OPTION : PÉDOLOGIE

Par : Mr BENSMAINE BOUBAKER

THEME

TRANSFORMATION DE L’AZOTE EN CONDITIONS SALINES ET SODIQUES

Soutenue le :…………………..devant le jury d’examen composé de : Mr BENSAAD. A. MCA. Université Batna Président

Mr HALITIM. A. Prof. Université Batna Rapporteur

Mr BENSAID. R. Prof. Université Skikda Examinateur

Mr YAHIAOUI. A. MCA. Université Batna Examinateur

Année Universitaire : 2012-2013

Remerciements

Au terme de ce travail, je remercie tout d’abord, Dieu le tout

puissant du destin dont il m’a réservé et de m’avoir aidé à

achever ce travail.

Je tiens à exprimer ma gratitude à Mr Halitim A., Professeur à

l’université de Batna qui est à l’origine de la présente étude et

qui a bien voulu m’orienter et diriger ce travail qu’il trouve ici

mes respects les plus profonds.

Ma plus grande reconnaissance s’adresse à :

Mr Bensaad A., Maitre de conférences à l’université de Batna,

qui me fait l’honneur de présider le jury.

Mr Bensaid R., Professeur à l’université de Skikda et Mr

Yahiaoui A., Maitre de conférences à l’université de Batna, qui

m’ont bien honoré d’examiner le présent travail.

Mon frère Ammar, pour son assistance à la fois morale et

matérielle très marquée.

Mes cousins Abdelbaki et Youcef, pour leurs encouragements et

soutien moral incessants.

Mes amis Laalmi et Belkacem, pour l’aide qu’ils m’ont accordée.

A toute personne m’ayant, de loin ou de près, aidée à

l’aboutissement de cette thèse.

Dédicaces -A la mémoire de mon cher regretté père, que Dieu protège

son âme et lui accorde sa clémence. .

-A ma très chère mère.

-A : mon frère et mes sœurs et leurs petites familles.

-A mon épouse.

-A mes enfants :Haydar, Wail, Raounak, Aya et ma nièce Wafa.

-A mes aimé(e)s proches et mes amis et à tous ceux qui me sont cher(e)s.

Je dédie ce modeste travail.

Bensmaine B.

SOMMAIRE

Introduction 01

PREMIERE PARTIE

ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE

PREMIER CHAPITRE

L’AZOTE DANS LE SOL

1/ Définition…………………………………………………………………………………. 04

2/ Importance de l’azote…………………………………………………………………….. 04

3/ Distribution de l’azote dans le sol………………………………………………………… 04

4/ Formes et teneurs du sol en azote…………………………………………………………. 04

4-1/ Azote total………………………………………………………………………………. 05

4-2/ Azote-organique………………………………………………………………………… 05

4-3/ Azote minéral ………………………………………………………………………….. 06

4-4/ Autres formes d’azote …………………………………………………………………. 06

5/ Dynamique des transformations de l’azote dans le sol………………………………….. 06

5-1/ Processus régissant les pertes et les gains d’azote……………………………………… 07

5-2/ processus régissant la teneur du sol en azote minéral………………………………….. 10

DEUXIEME CHAPITRE

EVOLUTION DE L’UREE DANS LE SOL

1/ Historique…………………………………………………………………………………. 13

2/ Généralités………………………………………………………………………………… 13

3/ La fabrication industrielle de l’urée………………………………………………………. 14

3-1/ Le procédé de fabrication ………………………………………………………………. 14

3-2/ Les étapes de la fabrication de l’urée…………………………………………………… 14

4/ Evolution de la production et de la consommation mondiales de l’urée…………………. 15

4-1/ Production………………………………………………………………………………. 15

4-2/ Consommation………………………………………………………………………….. 15

5/ Evolution de l’urée dans le sol……………………………………………………………. 16

5-1/ Hydrolyse et ammonification ………………………………………………………….. 17

5-2/ Nitrification de l’urée………………………………………………………………….. 22

5-3/ L’immobilisation ………………………………………………………………………. 27

5-4/ La rétrogradation de l’azote uréique dans le sol ……………………………………….. 28

5-5/ La volatilisation d’ammoniac ………………………………………………………….. 28

5-6/ La dénitrification ………………………………………………………………………. 33

5-7/ Les pertes d’azote uréique dans le sol ………………………………………………… 35

6/ Phénomènes accessoires lies a l’évolution de l’urée …………………………………….. 36

TROISIEME CHAPITRE

LES SOLS SALES

1/ Introduction ……………………………………………………………………………… 37

2/ La salinisation des sols problème a l’échelle du globe ………………………………… 38

3/ Généralités sur la salinité et la sodicité des sols …………………………………………. 39

4/ Principales origines de la salinité ………………………………………………………… 40

4-1/ L’océan ………………………………………………………………………………… 40

4-2/ La lithosphère ………………………………………………………………………… 40

4-3/ L’altération des minéraux ……………………………………………………………… 40

4-4/ Les sels fossiles ……………………………………………………………….…………41

5/ Quelques effets des sels dans le sol………….………..…………………………………...41

5-1/ L’effet sur la structure du sol…………………………………………………………….41

5-2/ L’effet sur les plantes ……………………………………………………………………41

6/ les paramètres caractérisant les sols sales …………………………………………………42

6-1/ La conductivité électrique (CE) ………………………………………………………...42

6-2/ Le sodium adsorbé (SAR)……………………………………………….……………….42

6-3/ Le pourcentage de sodium échangeable (ESP) ………….……………………………..42

7/ Mise en valeur des sols sales ………………………………………..…………………….44

QUATRIEME CHAPITRE

INFLUENCE DES SELS SUR LA MINERALISATION DE L’AZOTE DANS LE SOL

1/ Généralités………………………………………………………………………………… 45

2/ Les sels et la minéralisation de l’azote dans le sol……………………………………… 45

2-1/ Influence des sels de calcium et de magnésium sur la minéralisation ………………… 46

2-2/ Influence des sels du sodium sur la minéralisation …………………………………… 46

2-2-1/Influence des sels du sodium sur l’ammonification …………………………………. 46

2-2-2/Influence des sels du sodium sur la nitrification …………………………………….. 47

2-3/ Influence de l’alcalinité sur l’ammonification et la nitrification………………………. 47

2-4/ Influence de la conductivité électrique sur l’ammonification et la nitrification……. 48

3/ Influence des sels sur la microflore totale fongique……………………………………… 48

Conclusion…………………………………………………………………………………… 49

DEUXIEME PARTIE

ETUDE EXPERIMENTALE

MATERIELS ET METHODES D’ETUDE

1- Matériels d’étude……………………………………………………………… 50

1-1/ Le sol…………………………………………………………………………………… 50

1-2/ L’engrais……………………………………………………………………………… 51

1-3/ Les sels…………………………………………………………………………………. 51

2- La méthode expérimentale………………………………………………… 52

2-1/ Préparation des traitements…………………………………………………………… 52

2-1-1/ Traitement des échantillons avec du sel……………………………………………… 52

2-1-2/ La fertilisation des échantillons par l’urée…………………………………………… 53

2-2/ Mesures et méthodes d’analyses effectuées …………………………………………… 53

-Dosage de NH4+ et NO3

- ……………………………………………………………… 54

-Calcul de la capacité de rétention …………………………………………………….. 54

2-3/ Méthodes des analyses physico-chimiques du sol utilisées ……………………………. 54

TROISIEME PARTIE

RESULTATS ET INTERPRETATION

PRESENTATION ET ANALYSE DES CHIFFRES OBTENUS

1/ Effet de la concentration saline sur la production de l’azote…………………………….. 60

1-1/ La production d’azote ammoniacal……………………………………………………. 60

1-2/ La production d’azote nitrique…………………………………………………………. 64

1-3/ La production d’azote minéral…………………………………………………………. 68

2/ Effet de la sodicite sur la production de l’azote………………………………………….. 72

Premier cas : A FAIBLE SALINITE…………………………………………………… 72

1/ Production de l’azote ammoniacal………………………………………………….. 72

2/ Production de l’azote nitrique ……………………………………………………… 76

3/ Production de l’azote minéral ……………………………………………………… 80

Deuxième cas : A SALINITE EXCESSIVE………………………………………………. 83

1/ Production de l’azote ammoniacal…………………………………………………. 83

2/ Production de l’azote nitrique……………………………………………………… 87

3/ Production de l’azote minéral …………………………………………………….. 91

ANALYSE DES COURBES ET INTERPRETATION DES RESULTATS

A faible salinité……………………………………………………………………………… 95

A salinité excessive………………………………………………………………………….. 97

Conclusion …………………………………………………………………………………..102

References bibliographiques…………………………………………………………………105

Introduction

- 1 -

Introduction

De tous les éléments nutritifs des plantes l’azote est sans doute celui qui a fait

l’objet d’études les plus poussées et qui, aujourd'hui encore, occupe nombre de

chercheurs. Il y a de bonnes raisons à cela, il est fort peu abondant dans le sol et les

quantités que les plantes cultivées en retirent chaque année sont relativement

grandes (Buckman et Brady, 1965).D'autre part son rôle est primordial dans la

nutrition azotée des plantes cultivées, il rentre dans la construction de la plupart des

composés organiques (protéines, acides amines, chlorophylle) d’où l'intérêt

particulier comme élément nutritif essentiel des plantes. En fait la nutrition des

végétaux vis-à-vis à cet élément est généralement très efficace sur l'évolution des

rendements avec des proportions directes qui se poursuivent jusqu’à des doses

élevées (Godet et Soubier, 1979).Sa maîtrise par les cultures nécessite une

connaissance approfondie du système correspond au cycle de l'azote. Généralement

les mécanismes et les agents responsables sont bien connus, mais il manque souvent

les éléments nécessaires à une approche quantitative des problèmes.

Dans le sol l'azote est engagé dans des combinaisons organiques à plus 95% de

l'azote total, il est (l’azote organique) constitué de protéines (34% à 50%), d'acide

nucléique (3% à 10%), d'aminosucre (5% à 10%), de composes de condensation

ainsi que des formes complexées avec la lignine. Ces constituants sont groupés en

deux fractions: l'une comprend des formes assez rapidement dégradable, possédant

un taux de minéralisation annuel le plus souvent supérieur à 10 %, l'autre est

relativement stable et ne serait guère minéralisée à plus de 0.6 % par an sous climat

tempéré (Hebert in godet et Soubier, 1979). Par voix biologique l'azote organique

subit des oxydations et des réductions multiples qui le fixent au sol ou le libère.

Dans la croissance et développement des plantes l'azote constitue souvent le

facteur limitant. Ainsi son importance ne relève pas seulement de son pourcentage

élevé dans la matière sèche, mais plus encore du rôle exceptionnel dévolu aux

substances azotées;

Las matières azotées jouent un rôle de réserves nutritives et peuvent être

utilisées comme substrat respiratoire en particulier à la germination.

Introduction

- 2 -

C'est par leurs parties protéiques que les enzymes peuvent se lier au substrat et

jouer ainsi un rôle catalytique.

La moitié parfois plus des protéines foliaires est située dans les chloroplastes

qui en sont particulièrement riches : le chloroplaste est protoporphyrine définie

par quatre noyaux azotées pyroles chelatant en son centre un atome de

magnésium, d'autres pigments végétaux et divers agents d'oxydoréductions ont

une structure voisine (Duthil, 1973).

Dans le cytoplasme et les organites les protéines développent une surface

considérable et portent de nombreuses charges ce qui contribue à organiser le

métabolisme.

Le déséquilibre en nutrition azotée de la plante provoque une perturbation au

niveau de son développement et sa croissance :

L'excès d'azote dans le sol provoque un développement végétatif intense, si

cette excès persiste la maturation des graines sera retardée, 'accumulation des

réserves sera à son tour ralentie (Diehl, 1975) et la sensibilité au parasitisme et à

la verse devenue accrue.

Cependant la carence en azote se traduit par une réduction de la taille et une

teinte vert jaunâtre; la végétation prend un part dresse, les bourgeons se

développent mal et n'évoluent pas .Chez les céréales la réduction du tallage est

particulièrement nette. Donc la bonne maîtrise de la fertilisation azotée est liée à

la bonne connaissance des mouvements de l’azote dans le sol et son action sur

la plante.

En Algérie les sels au sens large du terme constituent les traits caractéristiques

des paysages arides, plus de 95 % des sols sont en effet soit calcaire soit gypseuses

soit sal-sodiques (Halitim, 1988). Donc il est utile voire nécessaire d’étudier le

devenir de l’azote organique apporté au sol et soumis à certaines influences

spécifiques telles que: la concentration saline et la nature ionique du complexe

adsorbant.

Introduction

- 3 -

Les résultats obtenus quant aux effets de la salinité sur les espèces microbiennes

et la minéralisation restent limitée (Dellal et Halitim, 1992) et ceux sur la solidité

sont presque inexistants.

Les travaux de : Sing et al., (1969) ; Mac Cormick et Wolf, (1980) ; Agarwal et

al., (1980) ; Mac Clung et Frankenberger, (1987) ; Sindhou et Cornfield, (1967) et

Mac Cormick et Wolf, (1980) indiquent que l’évolution de l’azote dans le sol en

présence de sels est soumis à des contraintes physico-chimiques. La production

d’azote minéral est inversement proportionnelle au taux de sels dans le sol.

Par le présent travail d’expérimentation au laboratoire sur la transformation de

l’urée apportée au sol à différents niveaux de salinité et différentes valeurs de SAR

dans des conditions contrôlées de température et d’humidité, le but visé est l'étude

de l'effet de la concentration saline et la catégorie de sel dans le sol sur l'évolution

de l'urée en tant qu'engrais azoté organique [CO(NH2)2] et par conséquent le devenir

de l'azote uréique dans le sol sous ces conditions. Telles connaissances nous

permettent de ressortir les avantages et les inconvénients et avancer les opinions

convenables pour une meilleure maîtrise de la fertilisation azotée en zones arides et

semi arides.

Notre travail comporte trois parties :

-1°/ Etude bibliographique.

-2°/ Matériels et méthodes d’étude.

-3°/ Présentation et interprétation des résultats.

Premier chapitre----------------------------------------------------------------L’azote dans le sol

- 4 -

1/ Définition

L’azote est un élément chimique de numéro atomique 7, symbole N, et de

masse atomique 14, 06. Il est incolore, inodore et insipide, c’est l’élément le plus

léger du groupe V du tableau périodique (FNIE, 1986).

Il est un parmi les éléments nutritionnels majeurs des espèces cultivées d’où sa

grande influence sur les rendements. C’est pour cette raison qu’il est nomme

traditionnellement“ le pivot de la fumure (Duthil, 1973).

L’azote existe dans la nature sous deus états (FNIE, 1986) :

- Dans l’air à l’état moléculaire (N2), dont il représente 78%.

- Dans le sol à l’état combine, sous forme organique ou inorganique.

2/ Importance de l’azote

L’azote est une partie intégrante de la matière organique vivante. Il est

combine a d’autres corps tels que le carbone, oxygène, hydrogène, soufre,

phosphore… pour donner de la matière organique azotée (albunoides, protéines,

protides), qui jouent un rôle fondamental dans la constitution de la cellule ,la

chlorophylle ou la structure des chromosomes porteurs du patrimoine héréditaire

(Dellal, 1979).

3/ Distribution de l’azote dans le sol

Les différentes études montrent que les principales formes d’azotes sont

reparties en fonction des conditions pédoclimatiques est culturales et en fonctions

de la profondeur (Dommergues et Mangenot, 1970).

Les facteurs intervenant sur les processus physiques (lessivage), physico-

chimiques (absorption et rétrogradation) et biologiques (humification et

minéralisation) régissent la dynamique de l’azote dans le sol (Dommergues et

Mangenot, 1970).

4/ Formes et teneurs du sol en azote

IL est sous forme organique (95% de l ‘azote total) au niveau des horizons de

surfaces. La forme minérale ne représente qu’un faible pourcentage de l’azote


- 5 -

total (moins de 5%) Stevenson, (1964) , in Zoumanigui K. ,(1981) il existe d’autres

formes d’azote inorganiques qui sont difficilement détectables et qui apparaissent

lors des processus microbiens de transformation de l’azote dans le sol, tels que

l’hydroxylamine (NH2OH), l’acide hypo nitrique, l’oxyde nitreux (N2O),

l’ammoniac (NH3 ),protoxyde d’azote (NO) et nitrique (NO3) (Dommergues et

Mangenot, 1970).

4-1/ Azote total

L’azote total des sols au niveau des horizons de surface varie entre 0.1%et

0.5% .Les abaques de fertilité de Dabin (1963) rapporte in (Calvet. et Villemin,

1986), concernant l’azote total permettent de séparer :

Sol très pauvre avec N inferieur à 0.05%

Sol pauvre avec N supérieur à 0.05% et inferieur à 0.1%

Sol moyen avec N supérieur à 0.1% et inferieur à 0.15%

Sol riche avec N supérieur 0.15 et inferieur à 0.25%

Sol très riche avec N supérieur à 0.25

L’ensemble de toutes les formes de l’azote minéral et organique présentes

dans un échantillon de sol excepte l’azote gazeux est essentiellement représenté

par N2 de l’air.

4-2/ Azote-organique

L’azote du sol sous forme organique particulièrement dans les horizons de

surfaces. Il représente 95% de l’azote total (Hebert, 1979). Il est constitue de

protéines (34% à 50%) d’acides nucléique (3%à10%) et d’amino-sucres (5% à

10%) de composes de condensation. Il est intégré dans les macromolécules

organiques complexes résultant de la décomposition des matières végétales,

animales et microbiennes.ces formes ne sont pas généralement assimilables sauf

les plus simples telle que l’urée. Duchauffour. (1977) précise que les acides amines

libres sont en très faibles quantités dans le sol.


- 6 -

4-3/ Azote minéral

Les formes d’azote inorganiques dans le sol sont les formes ammoniacales

(NH4+ échangeable et NH4

+ fixe) ; nitrique (NO3-) et Nitrite (NO2

-) (Dommergues et

Mangenot, 1970).

L’azote nitreux (NO2-) est quelques fois détectable mais sa teneur est

généralement très petites en comparaison avec les teneurs des ions NH4+ et NO3

- ;

ces formes minérales sont négligeables (Baize,1988).

4-3-1/ Azote ammoniacal

C’est l’azote qui est présent sous forme d’ammonium NH4+ certain s ions

sont associes de façon échangeable au complexe absorbant ; d’autres sont fixés sur

les minéraux argileux et non échangeables (rétrogrades).L’azote ammoniacal non

fixé est peu assimilable par les plantes une part peut se transformer rapidement en

azote nitrique . C’est la nitrification.

4-3-2/ Azote nitrique

C’est l’azote qui est présent sous forme de nitrates (NO3-) c’est la forme la

plus disponible pour l’absorption par les racines des plantes .la teneur du sol en

azote nitrique et nitrites varie selon certains facteurs : leurs mobilisation

biologique très variables (fluctuante) , dépend en grande partie des pluies des

variations de la température et de l’humidité du sol.

4-4/ Autres formes d’azote

Il s’agit des oxydes d’azote et de l’azote de l’air .Se sont des molécules qui

sont formées par la dénitrification sous l’action des micro- organismes. Cette

dénitrification existe dans tous les sols cultivés (Morel R.,1996) ;elle provoque la

pertes d’azotes sous forme gazeuse vers l’atmosphère(Baize ,1988).

5/ Dynamique des transformations de l’azote dans le sol

Dans la biosphère l’azote évolue et subit des transformations, dont les plus

importantes sont de natures microbiennes, qui régissent les pertes et les gains

d’azote dans le sol et sa teneur en azote assimilable par la plante.


- 7 -

5-1/ Processus régissant les pertes et les gains d’azote

Ils sont deux processus: le premier induisant un enrichissement et le deuxième

induisant un appauvrissement.

5-1-1/ Processus approvisionnant l’azote (gains)

Ils ont deux natures :

5-1-1-1/ Processus de nature non microbienne

5-1-1-1.1/Absorption d’azote combine par le sol

C’est l’ammoniac absorbe en petites quantités par les colloïdes organiques à

partir de l’air. Ces quantités sont estimées négligeables.

5-1-1-1.2/Apports par les eaux météoriques et la poussière atmosphérique

Les eaux de pluie renferment de l’azote sous forme combinée, nitreux,

ammoniacale et nitrique elles peuvent apporter de 1kg à 15kg d’azote/ha /an

(Leclerc, 1985).Cet azote proviendrait de la contamination industrielle, du sol et de

la fixation de N2 par des mécanismes électriques.

5-1-1-1.3/Apports par les engrais, semences et eaux d’irrigation

Ils peuvent être considérables en agriculture intensive.

Notant que l’azote des résidus végétaux (racines résiduelles, engrais vert

enfouie, litières forestières,… etc.), n’est pas considéré comme apport au sol, mais

une restitution après avoir été puise par la végétation

5-1-1-2/ Processus de nature microbienne

Il y a deux modes de fixation :

5-1-1-2.1/ La fixation symbiotique de (N2)

Elle se fait- essentiellement - par les micro-organismes fixateurs de N2

(Rhizobium) vivant en symbiose avec les légumineuses, au niveau des nodosités

racinaires. Cette association exige la présence simultanée d’une source d’énergie,

d’un pouvoir fixateur et d’un enzyme approprie. Les produits de la photosynthèse

fournissent l’énergie nécessaire, servent de substrats pour les bactéries et alimentent


- 8 -

indirectement leur pouvoir réducteur. Ils constituent également la charpente

carbonée nécessaire à la synthèse des amides à partir de l’NH3 produit au cours de

la fixation (Lescure et al.,1986 ; Drevon, 1988).

La réduction de N2 résulte en plus de l’hydrogénase, de l’intervention d’un

système activant l’N2 :c’est la nitrogénase (Heckmann et Drevon, 1988).

Lors de la fixation symbiotique de N2 divers processus sont affectes par une

inhibition en présence des nitrates.

Une part importante de l’azote nodulaire fera retour au sol par l’enfouissement

de la plante hôte (légumineuse) ou par la litière. La luzerne fixe symbiotiquement

environ 250 kg d’azote /ha /année parmi lesquels 50 kg restent dans le sol (Bonneau

et Souchier, 1979).

L’association en activité symbiotique renforce l’équilibre de l’écosystème : les

légumineuses lors de cette association, bénéficient d’un avantage certain pour

coloniser des sols nus ou incendies et préparer le sol aux non légumineux.

La vitesse d’enrichissement en azote s’abaisse ou s’annule quand le sol tend

vers un équilibre climatique.

5-1-1-2.2/ La fixation non symbiotique de (N2)

Les micro-organismes responsables de la fixation non symbiotique de l’azote

moléculaire peuvent être des bactéries du genre «Clostridium » qui sont des

bactéries anaérobies ou des bactéries aérobies « azotobacters ».Ce mode de

fixation peut jouer un rôle important dans l’économie de l’azote de différents

écosystèmes (Dommergues et Mangenot, 1970).

5-1-2/ Processus appauvrissant le sol en azote (perte)

Plusieurs facteurs interviennent :

5-1-2-1/ La nutrition végétale

L’utilisation de l’azote par la végétation dépend d’un part de sa disponibilité et

d’autre part des besoins de végétal en azote.


- 9 -

5-1-2-2/ Le lessivage

C’est le paramètre parmi les plus influant sur la perte d’azote et par conséquent

sur sa teneur dans le sol. Il concerne essentiellement NO3- déplacé avec l’eau

infiltrée. Il porte aussi sur cexemple suite à une fertilisation potassique (le K+

domine la CEC des argiles d’où la réduction de retenir le cation NH4+ par les

colloïdes).

Les pertes d’azote dépendent de certains facteurs tels que : les précipitations,

l’évapotranspiration et la texture (Kanwar et al. 1985 ; Cockborne et al., 1988).

5-1-2-3/ Volatilisation de l’ammoniac

La volatilisation de l’ammoniac est une forme d’azote gazeux perdu par le sol.

Elle dépend de la nature d’azote appliqué et des caractéristiques édaphiques : dans

les sols calcaires à pH élevé (supérieur à 8) et de CEC à valeurs basses, la

volatilisation est importante (Dommergue et Mangenot, 1970. Fauri et Bardin,

1979).Une élévation de température (10°C à 40°C) et les alternances d’humectation

et de dessiccation favorisent les pertes de l’ammoniac (Adiamo et al.1972 et Fauri

et Bardin, 1979), c’est l’effet de ces variation sur l’activité des microorganismes

telluriques. Selon Fauri et Bardin (1977) la volatilisation réduit en sol sec, augmente

aux faibles humidités puis décroit lorsque la teneur en eau voisine l’humidité

équivalente.

5-1-2-4/ L’altération et l’érosion

L’altération et l’érosion favorisent l’appauvrissement du sol en éléments

nutritifs. Ainsi les pertes sont fonction de : la topographie, du climat, de l’état du sol

et de la couverture végétale.

5-1-2-5/ Les incendies forestières

Ces incendies peuvent causer des pertes importantes en éléments nutritifs et en

azote pour les forets (jusqu’à 50% de la quantité de N du départ).En plus de leur

effets directes sur pertes d’azote, l’incendies mis le sol nu aux effets de altération et

de l’érosion et par conséquent plus de pertes en azote et en éléments nutritifs


- 10 -

5-2/ processus régissant la teneur du sol en azote minéral

Contrairement aux légumineuses qui ont besoin aux micro-organismes pour

fixer le N2 en une vie symbiotique et qui sera migré vers toutes les parties de la

plante (pour sert de nutrition), les plantes supérieures absorbent l’azote minéral sous

forme nitrique et ammoniacale. C’est une raison pour laquelle il est important de

comprendre les mécanismes qui maintiennent l’équilibre entre la forme organique et

la forme minérale de l’azote dans le sol et mieux cerner ses mouvements et

transformations dans son contexte pédologique.

5-2-1/ Processus enrichissant le sol en azote Minéral

Ils se sont de deux natures :non microbienne et microbienne ;

5-2-1-1/ Processus non microbien

Il s’agit de la libération des cations ammonium (NH4+) rétrogradés entre les

feuilles des argiles, elle dépend en plus de la nature du colloïde mais aussi de la

richesse du sol en cation K+(élément concurrentiel à l’ ammonium en matière de

rétrogradation par les colloïdes argileux).L’enrichissement du sol en azote par ce

processus est de moindre importance.

5-2-1-2/ Processus microbien

C’est la minéralisation de l’azote, elle comporte la phase d’ammonification et la

phase de nitrification.

5-2-1-2.1/ L’ammonification

C’est l’ensemble des réactions de dégradation biologique des composes

organiques azotes du sol par les bactéries et les champignons et qui aboutissent à la

formation d’une substance minérale azotée (l’azote ammoniacal).

L’ammonification se déroule dans des conditions écologiques très diverses (pH

4 à pH 9) grâce à la diversité des micro-organismes adaptés. Cependant elle peut

être considérablement stimulée par une augmentation convenable du pH et de

température et ralentie avec les fortes acidités.


- 11 -

5-2-1-2.2/ La nitrification

C’est l’ensemble des réactions biologiques aboutissants à la formation d’azote

nitrique (NO3-), sous l’action des :

Nitrosomonas : des bactéries qui sont responsables de la

transformation de l’azote ammoniacale en azote nitreux, c’est la première étape

dans la nitrification, suivant la réaction :

NH4 + 3/2 O2 NO -2 + 2H+ + H2 O + 63,8 Kcal/mole

Nitrobacters: des bactéries qui sont responsables de la transformation de

l’azote nitreux en azote nitrique, c’est la deuxième étape dans la nitrification,

suivant la réaction :

NO2- + 1/2 O2 NO3

- +17,5Kcal/mole

Les nitrobacters sont des batteries autotrophes exigeantes, actives à pH 8,0 à

9,0. Un pH élevé, responsable de la formation de l’ammoniac non ionise (NH3) est

réputé inhibiteur vis-à-vis de nitrobacter (Navarro et al., 1987).Par contre dans

certains sols forestiers et de pelouse, on note encore une production importante de

nitrates à pH 5 ou même inferieur (LADD et al. 1982).Ce sont des micro-

organismes aérobies. Les faibles ou fortes teneur en oxygène baisse la production

des nitrates. Ils exigent aussi une quantité suffisante en dioxyde de carbone (co2)

(Navarro et al., 1987).La température optimale est situe entre 28°C et 36°C et peut

aller à 40°C .La vitesse de minéralisation se double dan l’intervalle (5°C à 35°C)

lorsque la température augmente de 10°C (Stanford et al., 1975).

En raison de sa position de carrefour dans le chemin d’évolution de l’azote vers

plusieurs directions (la dénitrification, l’absorption par le végétal, la

lixiviation,…etc.) la nitrification prend un emplacement stratégique dans le devenir

de l’azote du sol. Comme c’est aussi une activité microbienne très sensible aux

facteurs du milieu, elle peut servir d’indicateur de l’activité biologique dans le sol

ou dans l’eau.


- 12 -

5-2-2/ Processus appauvrissant le sol en azote minéral

On distingue :

5-2-2-1/ Processus non microbien

L’ammoniac d’origine microbienne (issu de la minéralisation de leurs

protéines) forme, suite aux réactions chimiques sur la matière organique, des

composés organiques plus stables que protéique microbien (Broadben et Nakashima

, 1967 in Dommergues et Mangenot, 1970).

5-2-2-2/ La réorganisation (immobilisation)

Dans le sol, l’azote minéral forme à l’intérieur des cellules microbiennes, des

combinaisons organiques non utilisables par les végétaux supérieures, on dit qu’il

ya une réorganisation brute ou immobilisation brute. A la mort de ces micro-

organismes, ou à la suite d’excrétion, les composes organiques sont libérés et par

minéralisation ultérieure, se retransforment en état minérale assimilable par les

végétaux. Dans le sol, la minéralisation et l’immobilisation se déroulent

simultanément dans un «cycle interne » (Janson, 1958 in Bonneau et Souchier,

1979).

Une minéralisation nette indique une accumulation de l’azote minérale dans le

sol (la minéralisation brute emporte sur l’immobilisation brute), alors qu’une

immobilisation nette indique une chute de la teneur du sol en azote minéral

(l’immobilisation brute emporte sur la minéralisation brute) (Dommergues et

Mangenot, 1970 ; Morel, 1968 et Leclerc, 1985)

Deuxième chapitre------------------------------------------------ Evolution de l’urée dans le sol

- 13 -

1/ HISTORIQUE

L’emploi de l’urée comme engrais azotée a suscite en France au cours de la

troisième décennie du vingtième siècle d’assez nombreux travaux de recherche. Les

essais directs en cultures en vue de comparer cette nouvelle source d’azote aux

autres formes plus connues ont donnés des résultats variables (Soubier et al. 1955).

Il n’étant pas fabrique industriellement de façon économique ce nouvel engrais

n’était pas offert régulièrement sur le marche. Ce simple fait explique que la

question soit resetée en sommeil. L’urée a été utilisée pour la première fois en tant

qu’engrais azoté en 1935, mais une certaine perplexité quant à son efficacité née de

résultats anciens contradictoires, subsiste dans l’opinion agricole, ce qui a limité son

utilisation (Gould et al, 1986).

Mais depuis 1945 des progrès industriels très important ont permis de fabriquer

l’urée à un prix concurrentiel avec les autres formes d’engrais azotés. La fabrication

s’est beaucoup développée en France et surtout à l’étranger, particulierement aux

Etats-Unis. L’urée a fait l’objet d’un emploi agricole étendu sans que l’on signale

d’échec, mais les travaux scientifiques se sont particulièrement orientés sur un

nouvel emploi de l’urée : la pulvérisation foliaire (Soubier et al. 1955).

L’urée est aussi incorporée dans les sols, seule ou en combinaison avec d’autres

engrais azotés.

2/ GENERALITES

L’urée [CO(NH2)2] est un diamide d’acide carbonique. C’est un composé cristallin

blanc, soluble dans l’eau, avec un poids moléculaire de 60,06, un point de fusion de

132,7°C et un contenu en azote de 46,6%. C’est l’engrais le plus concentre,

commercialisé en petite perles de 1 à 2 mm de diamètre, sa densité est faible : 50 kg

occupent le volume de 68 à73 litres (Eliard, 1979 ; Gros, 1979 ; FAOSTAT, 1987).

Sa richesse en azote est intéressante d’un point de vue économique: de moindres

quantités sont utilisées ce qui permet de réduire les coûts. C’est une molécule non

polaire fortement soluble, idéale pour un usage en pulvérisation foliaire, de même

qu’en mélange avec d’autres composés fertilisants, pesticides ou herbicides.


- 14 -

L’urée synthétique contient un petit pourcentage de biuret : NH(CONH2)2,

(produit toxique pour la végétation (Gros, 1979; Eliard, 1979). Dommergue et

Mangenot, (1970) expliquent qu’il n’y a aucun risque d’accumulation car divers

microorganismes assurent la biodégradation de cette substance toxique,

(FAOSTAT, 1987).

L’utilisation de l’urée par la végétation nécessite l’action préalable d’une

diastase microbienne, l’uréase, une bonne activité microbienne et une teneur

suffisante en humus favorise l’hydrolyse (Duthyl, 1973).

3/ LA FABRICATION INDUSTRIELLE DE L’UREE

3-1/ Le procédé de fabrication

La préparation de l’urée repose sur la méthode découverte par Bassarov en

1870. Cette méthode est basée sur la déshydratation, sous température et pression

élevées, du carbamate d’ammonium, obtenu par synthèse directe à partir

d’ammoniac et de dioxyde de carbone. Des améliorations successives du procédé

basé sur cette réaction, ont suivi et ont été utilisées pour la première fois à des fins

commerciales, par I.G. Farbenindustrie en Allemagne en 1920. La production

d’urée à l’échelle industrielle n’émergea que dans les années 1950, et a nécessité

des améliorations de qualité et coût de production.

3-2/ Les étapes de la fabrication de l’urée

La fabrication industrielle de l’urée se déroule en deux étapes sous une forte

pression.

Première étape:

2 NH3 +CO2 NH2COONH4 (Carbamate de NH4+)

Deuxième étape:

NH2COONH4 (Carbamate de NH4+) NH2CONH2+H2O (Urée)

La première réaction est rapide, exothermique et totale (140 à 250 bar, 180°C), et

conduit à la formation de carbamate d’ammonium. La décomposition thermique du

carbamate en urée est plus lente, endothermique et la conversion est de l’ordre de 50


- 15 -

à 80%. L’urée obtenue se présente sous forme de solution aqueuse d’une

concentration d’environ 70 à 80% que l’on transforme par évaporation sous vide de

l’eau en une masse se prêtant au pompage (urée fondue). La transformation suivante

donne un engrais granulé. Elle consiste soit en un prillage, procédé où les gouttelettes

d’urée se solidifient dans un courant d’air ascendant lors de leur chute à l’intérieur

de la tour de prillage, soit en une granulation de l’urée fondue sur des disques

rotatifs ou autres dispositifs à refroidissement.

4/ EVOLUTION DE LA PRODUCTION ET DE LA CONSOMMATION

MONDIALE DE L’UREE

4-1/ Production

Les principales régions productrices d’urée sont la Russie, le Canada et l’Arabie

Saoudite. D’autres producteurs du Moyen-Orient sont aussi importants (Iran et Iraq,

du moins avant la guerre du Golfe) (Glibert et al, 2006). La production d’urée au

Moyen-Orient n’a cessé de croître depuis les années 1980, passant de 2 millions de

tonnes par an en 1980 à 10 millions de tonnes par an en 2000. En Chine la

production d’urée a triplé entre 1989 et 1999. Depuis 2000, de nombreux pays

d’Amérique Latine ont augmenté leur production de plus de 25% (Glibert et al,

2006).

4-2/ Consommation

Jusque dans les années 1960, l’urée représentait seulement 5% de la

consommation mondiale d’engrais azotés. Les années 1980 ont vu une accélération

de l’utilisation d’urée telle que l’urée représentait 40% des engrais azotés totaux au

début des années 1990. Aujourd’hui l’urée représente le fertilisant azoté le plus

utilisé dans le monde (Figure B).

La Chine et l’Inde représentent environ la moitié de la consommation globale, et

ont doublé leur consommation d’urée lors de la dernière décennie. Les Etats-Unis et

le Canada représentent environ 20% du marché global de l’urée (Glibert et al, 2006).

En France la consommation d’urée reste très faible (0,2 millions de tonnes en 2000 ce

qui représente 0,5% de la consommation mondiale, FAOSTAT 2005)


- 16 -

100

80

60

40

20

0

1970 1980 1990 2000

Urée Engrais Azotés

60 50 40 30 20 10 0 1970 1980 1990 2000

Figure B : évolution de la consommation mondiale des engrais azotés et de

l’urée (Données FAOSTAT, année 2005).

5/ EVOLUTION DE L’UREE DANS LE SOL

Les propriétés de l’urée en font un fertilisant azoté de choix. En effet, au

cours de sa transformation, elle est sujette à différents mécanismes de pertes

d’azote, comme la volatilisation ammoniacale, le lessivage ou la dénitrification

(Figure A). L’ammoniac qui émane de l’urée apportée au champ contribue aux

pluies acides, tandis que les nitrates produits dans le sol, contribuent non seulement

à la contamination des eaux souterraines par lessivage, mais aussi à la destruction

de la couche d’ozone, par la formation d’oxyde nitrique selon le processus de


- 17 -

dénitrification. L’accumulation de nitrite dans le sol suite à l’hydrolyse de l’urée

peut aussi entraîner toxicité et pertes d’azote. Le biuret (dimère de l’urée), en faible

concentration dans l’urée, est phytotoxique sous certaines conditions. Ces différents

problèmes sont aujourd’hui en majorité minimisés grâce aux nouvelles technologies

et évolutions des procédés de fertilisation.

Figure A : Dynamique de l’urée dans le sol (d’après Prasad, 1998).

5-1/ Hydrolyse et ammonification

L’ammonification est la biodégradation de la matière organique azotée du sol

(protéines, amides, …) par des micro-organismes responsables (champignons,

bactéries,…)sous certaines actions enzymatiques spécifiées ,formant ainsi l’azote

ammoniacal.

L’urée est un produit très soluble (105 kg/100 litres d’eau à 20°c), son

hydrolyse libère l’ammonium (produit du processus d’ammonification). Cette

hydrolyse n’a lieu qu’en présence d’un catalyseur, qui est l’uréase, enzyme produite


- 18 -

par les micro-organismes et naturellement présente dans le sol ( Duthyl, 1973 et

Gros, 1979).

CO(NH2)2 + 2H2O UREASE CO3(NH4+)2 CO3HNH4+NH3

D’après Soubier et al. (1955), l’hydrolyse de l’urée au contact du sol est

toujours un phénomène rapide terminé en quelques jours. Le plus souvent 2 ou 3

jours suffisent. Plus rarement 7 ou 8 jours peuvent être nécessaires pour que

l’hydrolyse soit complète.

L’activité de l’uréase est très variable d’un sol et d’un climat aux

autres :(Bremner et Mulvaney, 1978 in Genermont, 1996) ont montres qu’elle

pouvait varier sur l’ensemble des conditions environnementales rencontrées, de 0 gr

à environ 0,003 gr d’urée hydrolysée par heure et par gramme de sol. Elle est

stimulée par un apport d’urée et est proportionnelle à la concentration de l’urée dans

le so l(Roberge et Knowles, 1967; Paulson et Kurt, 1969 et Overrein et Moe 1967 in

Genermont, 1996). On estime un jour avant que l’ureolyse ait lieu de manière

significative, et quelques jours pour qu’elle soit complète (Thomas et al. 1988 ; in

Genermont, 1996) ,24 h pour Ball et Ryden (1984) et de 5à 10 jours pour Dhutil

(1973).

L’hydrolyse et la répartition de l’urée dans le sol

A la faveur des infiltrations d’eau, l’urée applique sur le sol doit pouvoir y

pénétrer et se repartir dans sa masse, et risque de disparaitre par lessivage en

abondance d’eau et si sa molécule [CO(NH2)2] n’est pas fixée par les colloïdes

argileux (Soubier et al., 1955) (la rétention de l’urée par le sol ne pourra avoir lieu

tant qu’elle n’est pas hydrolysée en NH4+ et CO2. Elle peut donc migrer

librement).Mais si elle est mise au contact du sol et en présence de l’uréase, elle

serait rapidement hydrolysée pour donner des cations NH4+ (Duthyl ,1973 ; Gros

,1979),à ce moment toute migration se trouvera arrêtée par la rétention énergique du

NH4+ par les colloïdes.

Néanmoins ses possibilités pratiques de déplacement sous l’influence de l’eau

infiltrée restent dans les limites de l’épaisseur normale du sol pendant le court laps


- 19 -

de temps où elle ne serait pas hydrolysée. D’ou la répartition de l’azote uréique dans

le sol dépendra de l’intensité d’eau infiltrée et de la vitesse d’évolution de l’urée

vers l’ammonium par hydrolyse.

5-1-1/ Biochimies de l’ammonification de l’urée

Divers réactions complexes se produisent au cours de l’ammonification dans

le sol fournissant le substrat primaires des micro-organismes de la nitrification

(MOREL, 1996).

Au début, l’hydrolyse de l’urée aboutit à la formation de carbamate grâce à

l’enzyme uréase secrétée par les micro-organismes du sol. (Dommergue et

Mangenot, 1970 ; Lasnier-Lachaise, 1973 ; Eliard, 1979 et Genermont, 1996)

NH2 NH2

C + H2O COO

NH2 NH4+

Après la formation de carbamate, il se produit une réaction de décarboxylation:

NH2

COO 2NH3 + CO2

NH4+

la réaction suivante ionise le NH3 en NH4+:

NH3 + H2O NH4+ + OH-

L’ionisation de NH3 se fait partiellement et on aura la formation de NH4OH-

NH4OH qui est la forme de pénétration des ions ammonium dans la plante

(Mazliak, 1974).

Pour que la réaction d’ionisation puisse se faire , une humidité suffisante est

nécessaire. Le NH3 sera perdu par la volatilisation si la teneur en du sol est

insuffisante, (Tremblay et al. 2001 et Gregorich, 2003).


- 20 -

NH3 aqueux NH3 gazeux.

Le devenir de la fraction azotée (NH4+) effectivement libérée par

ammonification de l’urée est multiple :

* Immobilisée par la microflore qui préfère l’NH4+ à l’azote nitrique.

*Oxydée en nitrite et nitrate par les micro-organismes nitrifiants, elle est soumis à

certains paramètres tels que : type de sol, pH, température et à l’aération (Pochon et

Barjac, 1958).

*Utilisée par les plantes supérieures.

*Volatilisée dans l’atmosphère sous forme libre.

*Lixiviée par les eaux de pluies.

*Réorganisée dans la matière organique en formant des composes très stables

(réversion non biologique) (Broadbent et Nakashima, 1971).

5-1-2/ Microflores ammonifiantes

La population microbiènne responsable est nombreuse. Elle active dans des

conditions extrêmement variable d’une espèce à une autre. On cite :

Achromobacter, Bacillus, Clostridium, Flavobacter, Micrococcus, Pseudomonas, ,

(Dommergue et Mangenot, 1970).

Les champignons également ont le même pouvoir ammonifiant, en particulier

les moisissures. Les actinomycètes tels que le genre Streptomyces possèdent

souvent l’équipement enzymatique leur permettant de dégrader l’azote organique.

5-1-3/ Facteurs agissant sur l’ammonification de l’urée

Certaines conditions édaphiques telles que : le pH, l’humidité, état de la

matière organique et surtout la température influencent beaucoup sur l’hydrolyse de

l’urée dans le sol.

5-1-3-1) la réaction du sol

La libération d’ammoniac par hydrolyse de l’urée dans le sol, s’accompagne par

une variation du pH vers l’alcalinité dont l’importance atteint 0.5 à 0.7 unité pH


- 21 -

pour les sols dont la dose d’azote appliquée est moyenne à forte dans la pratique

courante de la fertilisation azotée.

Le pH modifie également la rétention de l’azote ammoniacal par le complexe

argilo-humique. La fixation chimique de l’ammoniac par la matière organique est

d’autant plus élevé que le sol est acide (Nommik et Vahtas, 1982; in Genermont,

1996)

Dans les sols modérément acides, l’urée ne laisse aucun ion acide dans le sol et

que l’ammoniac libéré lors de l’hydrolyse relève provisoirement le pH d’environ

d’une demi unité (Gros, 1979). Les pH inferieurs à 4sont défavorables à l’ensemble

du processus d’ammonification (Renault, 1958).

L’influence du pH se fait sentir sur le choix des micro-organismes

ammonifiants, également sur le rendement de l’ammoniac produit. Une acidité

favorise le développement des champignons alors que l’alcalinité favorise les

bactéries (Renault, 1958).

Remarque

Fenery et al., in Genermont, (1996), rapportent des résultats différents ; pour des pH

basiques la fixation d’ammoniac par la matière organique est favorisée, alors que

pour des pH acides, c’est l’adsorption sur les minéraux argileux qui est

favorisée ;ces résultats semblent reflétés simplement la dominance dans la solution

de sol des ions NH4+ pour des pH bas et de l’ammoniac aqueux pour des pH élevés.

5-1-3-2) La température

L’influence de la température extérieure sur l’ammonification est minime

dans les limites des températures courantes sous les climats tempérés (du moins

pour les sols normalement actifs du point de vue microbien).et l’hydrolyse de l’urée

commence après le premier jour et se termine dans quelques jours (Thomas et al ;

1988). Elle est retardée dans les zones froides (Gros ,1979).La transformation de

l’urée est synchronisée avec la température et par conséquent le développement

végétatif. À une température inferieure à -10°c il n’y a pas d’ammonification, à 5°c

il y a un taux de 10% d’urée ammonifie, à 15°c le taux d’ammonification passe à


- 22 -

50% et totalement transformé en NH4+ à 30°c après quatre jours d’application de

l’urée au champ (Gregorich, 2003).

Le processus d’ammonification peut se produire dans un intervalle de température

plus large : de 0°c allant jusqu'aux environs de 40°c (Vanslyke et Gullen, 1914 ;

Bremner et Mulvaney, 1978 ; Sahrawat, 1984 ; in Genermont, 1996).

5-1-3-3) L’humidité

Daprès Genermont(1996),l’alternance de dessèchement –réhumictation du

sol favorise l’ammonification à cause de la forte mortalité des micro-organismes au

cours du dessèchement.

L’hydrolyse et la diffusion de l’urée dans le sol sont déterminées surtout par

son humidité. Plus sa valeur est proche de la capacité au champ, plus il y a

formation d’ammoniac (Delaume et Patrick ,1977 ; Ferguson et Kissel, 1986 ; Black

et al. 1987 in Genermont, 1996).

5-1-3-4) Etat de la matière organique

Le rapport C/N influe sur la réorganisation de NH3 libéré. Il traduit un

équilibre entre les phénomènes de décomposition et les phénomènes de synthèse

microbienne dans le sol (Hebert, 1979).

La disponibilité de l’azote ammoniacal de l’urée dans le sol est dépend du

rapport C/N. dans les milieux acides (C/N >30), il se produit une immobilisation

importante de l’ammoniac libéré. il y a mi-immobilisation, mi- minéralisation de

l’ammoniac dans le cas où C/N se situe entre 20 et 30, alors qu’il y a minéralisation

de NH3 quand C/N < 20.

5-2/ La nitrification de l’urée

Dans les sols aérés, l’urée ammonifiée, sera soumit à une série de réaction

d’oxydation biologique, donnant du nitrite évolué, si les conditions écologiques sont

favorables, en nitrate, c’est la nitrification. Elle est complémentaire des processus

de minéralisation et concerne également la transformation des engrais ammoniacaux

(Hebert, 1979 ; Stengel et Gelin, 1998 et Morel, 1996).


- 23 -

NH3 NO2 NO3-

Les nitrates sont facilement assimilés par les végétaux, sinon sont exposés à

des pertes importantes par la dénitrification (pertes biologiques) et lixiviation

(pertes non biologiques).

Comparativement à la volatilisation, la nitrification de l’azote uréique

pendant les dix premiers jours ne concerne que de faibles quantités. Et n’a

également que peut d’effets sur les pertes totales par volatilisation de NH3, car elle

n’apparait que quelques jours après le début de la volatilisation, quant la majorité

des pertes à déjà eu lieu (Whitchead et Raistrick, 1993 ; in Genermont, 1996).

5-1-1/ La nitrification et les facteurs limitant

Plusieurs facteurs limitant interviennent lors de la nitrification :

5-2-1-1) L’humidité

L’activité maximale se situe aux environs de 50 à 60% de la capacité de

rétention ; au delà de ces valeurs, la nitrification décroit en intensité. Les bactéries

nitrifiantes sont alors remplacées par une flore anaérobies progressivement

(Davet, 1996 ; Morel 1996).

5-2-1-2) La température

Les exigences thermales des bactéries Nitrosomonas diffèrent sensiblement de

celles des Nitrobacters. Généralement, elles se situent entre 26°C et 35°C (Van

Berg et al., 1982 ; Morel 1996). Les bactéries Nitrosomonas sont tuées par une

exposition de 10 minutes à 53-55°C, selon Gibbs (1919) in (Dommergue et

Mangenot, 1970).

La température d’activité minimale est plus faible pour les Nitrosomonas que

pour les Nitrobacters. Elle est fortement ralentie à des températures inferieures à

5°C (Van Burg et al ,1982 et Morel 1996).

5-2-1-3) Le pH

Dans le sol l’activité des bactéries nitrificateurs se situe entre le pH 6.8 et 9.

Au dessous d’un pH 4.5, elle devient négligeable (Morel 1996 et Davet, 1996). Au


- 24 -

dessus du pH 9, la nitrification diminue rapidement (Dommergue et Mangenot,

1970 et Rescous et al 1996).

En réalité, Dans les sols neutres, la nitrification est rapide, les résultats ne

s’observent qu’après l’apport d’engrais ammoniacaux (Stengel et Gelin, 1998). La

réaction de la nitrification libère des protons qui induisent une diminution du pH

du sol. Elle limite la volatilisation en fin de période (Stengel et Gelin, 1998).

Par conséquent, la nitrification est un mécanisme d’acidification du sol donc

il est conseiller l’éviter la fertilisation ammoniacale en sols acides (Stengel et

Gelin, 1998). Dans ces sols, ce processus est favorisé par le chaulage

(Dommergue et Mangenot, 1970 et Morel 1996).

5-2-1-4) Les activités agricoles et l’occupation du sol

Au cours des pratiques culturales le sol modifie les propriétés physiques des

sols et la répartition de la matière organique dans le profil et donc les transferts

d’eau, de solutés, de chaleur et d’oxygène (Rescous et al 1996).

Le tassement ralentit la diffusion de l’oxygène dans le sol et modifie

l’activité de la biomasse microbienne et la disponibilité de l’azote minéral

(Nicolardot et al, 1997).

La transformation d’une prairie en terre cultivée s’accompagne d’une

abondante production de nitrate. Cela montre que la qualité du sol n’est pas en

cause (Davet, 1996). Il a été montré que le taux de nitrates est moins élevé sous

prairie que sous le même sol mis en culture. Plusieurs explications de ces faits

sont proposées :

- L’abondance des racines prélèvent les ions NH4+ et NO2

-

- L’absorption d’eau par les plantes crée des conditions moins favorables à la

nitrification.

- Les phénomènes de dénitrification amplifient dans les Rhizosphères.

- La production par les racines d’inhibiteurs de nitrification.


- 25 -

5-2-1-5) La disponibilité de la matière organique

La présence de la matière organique diminue l’intensité des processus

nitrificateurs, sous l’effet de NH4 et du CO2 (Morel, 1996).

5-2-1-6) La disponibilité des ions de l’ammonium

Le substrat ammoniacal joue un rôle dénitrifiant dans le processus de

nitrification. L’augmentation de la concentration en azote ammoniacal dans les

sols et des populations de microorganismes nitrifiants active la nitrification

(Griffith, 1998 in Generment 1996). Par contre, la technique de fertilisation doit

tenir compte de l’effet inhibiteur causé par des fortes concentrations ammoniacales

sur les microorganismes nitrificateurs (Dommergue et Mangenot, 1970), car la

présence de forte concentration d’azote ammoniacal dans les sols (870µg N-

NH4/g de sol) peut inhiber le processus de nitrification (Mehli et Mc Gill ,1982 in

Generment, 1996 et Rescous et al 1996).

5-2-1-7) La disponibilité de O2

Les bactéries nitrifiantes autotrophes sont des micro-organismes aérobies

stricts. La production de nitrates est ralentie par des faibles tensions d’oxygène ainsi

que par des tensions anormalement élevées (Dommergue et Mangenot, 1970 et

Rescous et al 1996).

5-2-1-8) La disponibilité de CO2 et CO3--

Les micro-organismes nitrifiantes autotrophes utilisent le carbone du CO2 et

des carbonates (Morel 1996 ; Rescous et al 1996). L’incorporation du carbonate de

calcium au milieu de culture constitue une des sources de carbone pour ces micro-

organismes (Dommergue et Mangenot, 1970 et Rescous et al 1996).

5-2-2/ Les micro-organismes nitrificateurs

Deux espèces microbiennes sont responsables de la nitrification :

-Première catégorie (des autotrophes), on cite les principales : Nitrosomonas et

Nitrosolobus qui sont des bactéries nitritantes (NH4+ nitritation NO2

-) et

Nitrobacters qui sont des bactéries nitratantes (NO2- nitratation NO3

-). Ces


- 26 -

bactéries (autotrophes) n’activent qu’en conditions d’aérobioses strictes et tirent

son énergie dans l’oxydation de NH4+.L’oxygène est l’accepteur final d’électrons

(Morel, 1996 et Dommergue et Mangenot, 1970).

Réactions de nitritation :

NH4+ + 3/2 O2 NO2

- + H2O + 2 H+ + 63,8Kcal

Cette oxydation se fait en trios étapes, chaque fois il ya perte de double électrons et

double protons.

NH4OH (-2H) NH2OH (-2H) NOH (-2H;+H2O) NO2H

Réactions de nitratation :

NO2- + 1/2 O2 NO3

- + 17.5 Kcal.

Nous ne connaissons de produits intermédiaires, le mécanisme consiste en une

déshydratation de l’ion nitrite (NO2-) hydraté.

HNO2 (H2O) HON (OH)2 (-2 H) HNO3

- Deuxième catégorie (des hétérotrophes), cette catégorie est beaucoup moins active

que les autotrophes. En revanche, elle supporte d’activer dans les sols acides, dans

lesquels les autotrophes sont moins actives (Genermont, 1996).

Les hétérotrophes n’utilisent pas l’énergie issue des réactions d’oxydations comme

seule source d’énergie pour leur métabolisme cellulaire. Mais la présence de

matière organique est indispensable pour la nitrification de l’urée. Au sein de cette

catégorie il y a :

* Des micro-organismes activent lors de la première phase de nitrification

(nitratation), en oxydant l’ammonium en nitrite. On cite : Achrobacter,

Corynebacterium, Nocardia, Agrobacterium, Alcaligenes, sont les plus répondus

chez les bactéries et les actinomycètes (Dommergue et Mangenot, 1970).

* Des micro-organismes qui activent jusqu’à l’obtention des nitrates comme produit

final, ils sont peu nombreux .On cite :

Aspergillus flavus (Schmidt, 1960 in Dommergue et Mangenot, 1970).


- 27 -

5-3/ L’immobilisation

L’immobilisation appelé aussi réorganisation. Dès l’apport d’engrais azoté dans le

sol, une compétition s’engage entre les micro-organismes du sol et la culture pour la

consommation de cet azote. La réorganisation correspond au processus par lequel

les micro-organismes du sol assimilent l’azote pour leurs propres besoins de

renouvellement et de croissance. La réorganisation est d’autant plus importante que

le sol a une forte activité biologique. Elle ne doit pas être considérée comme une

perte pour le système sol plante, mais elle représente une immobilisation de

l’engrais dans le compartiment organique du sol. L’urée n’est pas sujette à une

réorganisation spécifique, mais elle est plutôt immobilisée via la réaction biologique

entre forme ammoniacale et micro-organismes (Recous, 1987; Le Souder &

Taureau, 1997).

A la mort de ces microorganismes, l’azote organique contenu dans les

cellules microbiennes est libéré et a nouveau minéralisé pour redonner de nouveau

des formes minérales parfaitement assimilables par les végétaux.

Il y a minéralisation dite brute qui fait partie du cycle interne de l’azote

(Genermont ,1996).

Les deux processus minéralisation brute et la réorganisation brute se

développent en même temps.

Selon l’intensité de chacun d’eux, il y aura soit minéralisation nette soit une

réorganisation nette. (Dans le premier cas, l’azote minéral voit sa teneur

s’accroitre ; dans le second cas il tend à diminuer au profit des réserves organiques

Duthil, 1973).

L’immobilisation et les facteurs limitant

L’immobilisation c’est le phénomène qui peut être induit par un apport de

matière organique, par une activité organique dans la rhizosphère ou par les

fluctuations du carbone disponible dans le sol au cours de la variation climatiques(le

rapport C/N se voit alors très élevé « >30 », (Bouneau et Souchier, 1979).


- 28 -

Selon Rescous et al 1996, Les microorganismes immobilisent mieux l’azote

ammoniacal que l’azote nitrique. L’adjonction de l’azote minéral sous forme

d’engrais stimule l’immobilisation biologique.

5-4/ La rétrogradation de l’azote uréique dans le sol

5-4-1/ Processus physique

La capacité des sols à fixer les ions d’ammonium dépend de la présence de

minéraux argileux à trois couches ou de type 2:1. Les ions structuraux des

minéraux argileux Al+3 et Si+4 peuvent être remplacés par des ions bivalents dans

la couche octaédrique (montmorillonite, kaolinite, muscovite….) ou trivalent dans

la couche tétraédrique (Genermont, 1996).

Les cations échangeables ou fixés se retrouvent soit à l’intérieur du cristal, soit à

l’extérieur de la structure .Les racines des plantes ont la faculté d’extraire les ions

d’ammonium non échangeables provenant des fertilisants (Mengel et Scherer,

1981; Mengel et al, 1990 dans Genermont ,1996). Ces ions fixés constituent une

réserve à plus ou moins long terme pour la plante.

5-4-2/ Processus chimique

Selon Nommic et Vahtras (1982) in Genermont (1996) le NH3 peut être

retenu chimiquement par la matière organique du sol sous une forme non

échangeable ; le complexe NH3-matières organique ainsi formé devient très

résistant à la décomposition par les micro-organismes. La capacité des sols à fixer

l’ammoniac dépend de leur état d’oxydation, de la teneur en azote ammoniacal, de

leur température, de leur pH et de leur teneur en matière organique.

5-5/ La volatilisation d’ammoniaque

C’est une forme de perte de l’azote ammoniacal, de la surface du sol vers

l’atmosphère, par volatilisation d’ammoniac. Ces pertes se produisent surtout à

partir d’engrais apportés sous formes d’urée.


- 29 -

5-5-1/ Processus biochimique de la volatilisation

La volatilisation d’ammoniac est due à la rapidité d’hydrolyse de l’urée

en ammoniac et dioxyde de carbone par les uréases du sol. Il en résulte une

augmentation du pH, qui, combinée à la production d’ion ammonium, conduit à

l’accumulation d’ammoniac.

Le mécanisme de la volatilisation se décompose en deux étapes

(Genermont ,1996) :

(1) Le passage de l’ammoniac de la fraction liquide vers l’atmosphère du sol à

son contact relève de la solubilité de l’ammoniac en phase aqueuse.

(2) La diffusion de l’ammoniac gazeux dans l’atmosphère

5-5-1-1/ Solubilité de l’ammoniaque dans l’eau pure

Elle résulte de deux équilibres : celui de la dissolution partielle de l’ammoniac en

ion ammonium en phase aqueuse et celui entre la phase gazeuse et la phase

aqueuse.

▫ L’équilibre en solution

L’ammoniac (NH3) est une base faible, qui en solution, est constamment en

équilibre avec son acide conjugué l’ion ammonium (NH4+) :

NH3 aq +H20 NH4+aq+ OH- aq

Cette réaction est équivalente à :

NH4+aq+ H2O NH3 aq +H3O+ aq

Les auteurs ont montré que la concentration en ammoniac aqueux dépend de la

concentration en azote ammoniacal total et du pH de la solution.

Pour un pH < 9, tout l’azote ammoniacal est sous la forme de NH4+ dans le

cas ou le pH est supérieur à 10, c’est la forme NH3 qui est majoritaire (du plessis

et Krooje 1964 in Genermont, 1996).

▫ Passage de la phase aqueuse à la phase gazeuse

Ce passage est représenté par l’équilibre suivant :


- 30 -

NH3 aq NH3 ga

▫ Conséquence de la présence des dérivés ionique du CO2

Les équilibres cités précédemment sont des solutions aqueuses pures ne

contenant pas l’azote ammoniacal.

Dans le cas de l’urée, on prend en considération la présence du dioxyde de

carbone issu de son hydrolyse. Le dioxyde de carbone est un diacide dont les

formes dissoutes sont les bicarbonates (HCO3-) et les carbonates (CO3

2+.).

CO32+ aq + H3O+ aq HCO3

- aq + H2O.

HCO3- aq + H3O+ aq CO2 aq + H2O.

CO2 aq CO2 ga.

La volatilisation du dioxyde modifie les équilibre et influence la volatilisation

d’ammoniac .en présence du CO2 dissous , la solubilité d’ammoniac augmente et

entraine une diminution de la concentration en ammoniac gazeux ( Marion et

Dutt,1974 in Genermont, 1996).

5-5-1-2/ Diffusion en phase gazeuse

La volatilisation est le transfert de l’ammoniac à partir de la surface du sol

vers l’atmosphère.

5-5-2/ La volatilisation de NH3 et les facteurs régissant

La perte de l’azote due à la volatilisation de l’ammoniac est extrêmement

variable dans l’urée (0 % à 50% de l’azote ammoniacal apporté (Dommergue et

Mangenot, 1970 et Genermont ,1996).

La nature du fertilisant, le type du sol, les techniques culturales et le climat

sont un effet direct sur la volatilisation de l’ammoniac.


- 31 -

5-5-2-1/ Caractéristiques du sol

La C.E.C

Les argiles jouent un rôle dans la détermination de certaines propriétés

chimiques du sol notamment la capacité d’échange cationique. Plus le CEC est

élevée, plus il y a rétention de NH4+ (Martin et Chapman, 1951 in Genermont,

1996).

Le complexe argilo-humique

L’argile et la matière organique jouent un rôle prépondérant dans la structure

des sols ; leur teneur conduit a une augmentation ou à une diminution de la

stabilité des sols, favorise ou défavorise la diffusion de l’azote ammoniacal (Carter

et Allison, 1961).

La température

La température supérieure à 30°C accélère les pertes d’azote par volatilisation

réduisant la qualité d’azote disponible pour la plante. A ce niveau de la

température, les pertes de l’urée apparaissent à partir du 4ime jour de l’application

(Gregorich, 2003).

L’humidité

L’humidité du sol joue un rôle essentiel sur la diffusion de l’urée et sur

l’hydrolyse ; plus le sol est humide et plus il y a des pertes (Al–kanani et al., 1991

in Genermont, 1996).

La rétention de l’azote ammoniacal dépend de l’humidité du sol sa rétention

est maximale lorsque le sol est proche de la capacité du champ.

Au dessus, l’infiltration est diminuée, au- dessous, l’équilibre acido-basique

est déplacé dans le sens de la formation de NH3 aqueux (Plet et Tanguy, 1979 cité

par Genermont, 1996).


- 32 -

La réaction du sol

le pH du sol est un des facteurs les plus critiques de la volatilisation de

l’ammoniac (Gregorich, 2003), à ce niveau l’activité des protons détermine le

rapport entre NH3 et NH4+.

Les expérimentations confirment que plus le pH est élevé plus la volatilisation

est élevée.par contre , elle est négligeable pour des pH faibles ( Hoff et al, 1981

et Sommer et al. ,1991 in Genermont, 1996). Elle devient significative pour des

pH supérieurs à 7,2.

5-5-2-2/ Les pratiques culturales et l’occupation du sol

Carter et Allison (1961) et ( Dohler, 1991; Sommer et Ersboell, 1996 in

Genermont, 1996) ont fait remarquer que le travail du sol avant l’épandage de

l’engrais augmente la porosité et favorise la perméabilité avec une meilleure

infiltration du fertilisant, ce qui permet de réduire les pertes par volatilisation.

D‘une manière générale, il est préférable d’enfouir n l’urée après épandage par

une façon légère, surtout en sol calcaire et par temps sec (Gros, 1979). L’efficacité

des techniques d’enfouissement dépend du sol, de la technique utilisée et aussi de

la nature du fertilisant, de la qualité apporté et du délai (Sommer, 1992 in

Genermont, 1996 ).

La diffusion dans l’atmosphère peut être réduite par la présence d’un haut

couvert végétal. La volatilisation décroit avec la hauteur du mais ou du ray grass

(Genermont, 1996 ). La volatilisation nette peut être réduite par la présence des

végétaux (Kresge et Satchelle, 1960 in Genermont, 1996 ) car les feuilles assimilent

l’ammoniac gazeux et les racines consomment l’azote ammoniacal du sol

renduisant ainsi sa teneur en surface du sol.

5-5-2-3/ Nature du fertilisant

Si l’urée est appliquée sous forme granulés la volatilisation ne se fait que si

elle est humidifiée car les conditions de sol sec et de température élevé ne

permettent pas sa dissolution complète qu’après 6 jours ( Beyrouty et al,1988 in

Genermont, 1996 ).


- 33 -

La volatilisation de l’ammoniac commence entre 12h et 72h après l’apport de

l’urée au champ (Fenn et Richards, 1984 cité par Genermont, 1996). Par contre

les pertes sont plus élevées pour les engrais liquides ( Hargrove et al.,1977 in

Genermont, 1996).

5-6/ La dénitrification

C’est la transformation des nitrates, sous l’action des microorganismes

dénitrificateurs du sol en oxydes d’azote et en azote moléculaire qui seront perdu

par volatilisation dans l’atmosphère ( Duthil, 1973).

Les microbiologistes désignent par le terme de dénitrification ,le mécanisme

par lequel certains microorganismes ,se développant en anaérobiose, utilisent les

nitrates avec d’autres composés oxygénés de l’azote minéral . Les produits

ultimes de cette opération sont : NO2-, N2O, N2, NH3 ( Dommergue et Mangenot,

1970 ; Duthil, 1973 et Morel, 1996).

Une partie de NO3- provenant de L’urée après hydrolyse et nitrification de NH4,

suivant certaines conditions favorables à la dénitrification est réduit à l’état

gazeux (N2, NO2) qui s’échappent et sont ainsi perdu dans le sol.

5-6-1/ La dénitrification et les facteurs régissant

Pour expliquer la succession des réactions impliques dans la dénitrification,

différents schémas ont été proposes. Celui de Campbell et Lees (1967) cite par

Dommergue et Mangenot (1970), où le produit final est déterminé par les

conditions anaérobiques du milieu ;

*En conditions d’anaérobiose stricte, la réaction de dénitrification est :

2HNO3 HNO2 O2NHOH (Nitohydroxylamine)

N2O N2


- 34 -

*En conditions d’anaérobiose modérée, la réaction de dénitrification est :

2HNO3 2HNO2 NO2NHOH (Nitohydroxylamine)

NHO2+NH2OH (Hydroxylamine) NH3

Plusieurs conditions doivent être réunies pour qu’il y ait dénitrification :

5-6-1-1) La présence de conditions d’anaérobiose

L’absence de l’oxygène se manifeste dans le sol. En présence d’un taux

d’humidité anormal. La dénitrification peut se développer activement dans les

sols très humides (Morel, 1996). La dénitrification a été localisée dans les sites de

façon permanente:

-La rhizosphère, dans la quelle la population dénitrifiante se révélée très

nombreuses.

-La zone interne des agrégats.

-La proximité de débris organiques qui induisent une prolifération microbienne

intense sera l’origine de l’absence de l’oxygène ( Dommergue et Mangenot, 1970).

5-6-1-2) La présence de sources d’électrons

Ce sont en réalité des matières organiques en voie de décomposition. Ils se

créent une multitude de sites riches en composes organiques où se développent

des conditions favorables à la dénitrification (Morel, 1996).

5-6-1-3) Autres facteurs

-La végétation favorise la dénitrification par ses apports organiques (Duthil, 1973).

-La dénitrification est optimale aux températures (60° à 65°C).

-Un sol argileux et humide retient plus de NO2- qu’un sol léger (Gros, 1979).

-Le pH optimal se situe entre 7 et 8.6, tolérant à des faibles acidités (pH5) ou à

l’alcalinité (pH 10,5).


- 35 -

5-6-2/ Le déficit azoté par dénitrification

Le phénomène conduit à des pertes d’azotes (N2O, N2) fâcheuses au plan de la

nutrition azotée des récoltes.

Broadbent et Clark in Morel (1996), suggèrent deux types de pertes :

-Des pertes normales lentes et progressives observables en sols bien drainés.

-Les pertes accidentelles rapide et importantes se manifestent en conditions

exceptionnelles (température élevée, submersions, …).

Remarque :

Des précautions peuvent limiter la dénitrification (Dommergue et Mangenot, 1970 ;

Duthil, 1973 et Morel, 1996) :

-Apport d’engrais sous forme ammoniacal et non nitrique.

-Le contrôle de la dénitrification par adjonction d’inhibiteurs.

-Le fractionnement des apports des matières organiques fraiches.

-Favoriser la bonne aération du sol.

5-7/ Les pertes d’azote uréique dans le sol

L’azote ammoniacal issu de l’hydrolyse de l’urée, retenu par le complexe

argilo-humique du sol ou transformé en nitrates est peu mobile et par conséquent

peu polluant. L’assimilation des nitrates et de l’ammonium est souvent de règle.

Une grande partie de nitrates absorbe se voit réduite en ammonium dans les

racines ou dans les feuilles pour entrer dans les synthèses des acides aminés et des

protéines.

Les légumineuses sont colonialisées par des bactéries fixatrices d’azote

moléculaire celle-ci transforment N2 en NH3, utilisé pour les besoins azotés des

plantes (Morot-Gaudry, 1997). La partie de l’azote provenant des fertilisants, non

utilisé par les plantes, peut être a son tour organisée par les microorganismes

(Stengel et Gelin, 1998).


- 36 -

6/ PHENOMENES ACCESSOIRES LIES A L’EVOLUTION DE L’UREE

Soubier et al. (1955), dans des recherches consacrées à la dynamique de l’urée

dans le sol, ont fait les constations suivantes:

* Si l’on ne récupère pas toujours entièrement à l’analyse l’azote ammoniacal

formé au cours de l’hydrolyse, cela tient à la fixation provisoire d’ammonium sous

une forme difficilement échangeable.

* Les transformations de l’urée dans le sol ne donne lieu, que tout à fait

exceptionnellement, à des pertes d’azote anormales, supérieures à celles des autres

engrais.

-Un déficit azoté du bilan en cours de nitrification de faible importance atteint

l’urée.

- Dans certaines terres, un déficit azoté apparent au cours de l’ammonisation affecte

l’azote ammoniacal uréique. Cet ammonium fixe sous forme non échangeable

nitrifie ultérieurement, complètement dans la plupart des cas.

- Aucun constatation de perte d’azote gazeux par réaction entre l’urée et l’acide

nitreux. Cette réaction supposerait d’ailleurs un contact prolonge de ces deux

formes d’azote, ce qui doit être tout à fait exceptionnel, étant donne la rapidité

d’hydrolyse de l’urée.

- Comme pour d’autres engrais ammoniacaux, il peut se produire des pertes d’azote

par volatilisation d’ammoniac dans les sols pauvres en colloïdes quand le pH y

devient basique. Si l’urée y réalisait son hydrolyse à la surface en milieu soumis à la

dessiccation, les pertes pourraient être importantes.

*Les essais en plein champ ont montre que l’urée appliquée à l’époque convenable

avait une efficacité égale à celle des autres engrais azotes adaptés à la situation et

appliques à la même époque. Dans le cas du riz l’importance du mode de placement

de l’engrais dans le sol est soulignée.

Troisième chapitre ------------------------------------------------------------------Les sols salés

- 37 -

1/ INTRODUCTION

Les sols salés appelés aussi sols halomorphes ou sols salsodiques, ils

représentent un important pourcentage de la surface totale du globe et sont

caractérisés par leur teneur élevée en sels solubles plus solubles que le gypse

dans l’ensemble ou dans une partie du profil ou par la dégradation de la

structure de l’un de leurs horizons ou de tout leur ensemble sous l’influence de

l’un des ions provenant de ces sels, en particulier du sodium.

Le phénomène de salinisation des sols touche d’abord les régions sèches

(arides et semi arides et méditerranéennes) (Cherbuy, 1991). Il correspond à

l’accumulation excessive des sels très solubles (chlorures, sulfates, carbonates de

sodium ou de magnésium) dans la partie superficielle des sols ce qui se traduit par

une diminution de leur fertilité (Stengel et Gelin, 1998).

La présence de ces sels dans la solution du sol et l’apparition d’une structure

dégradée, diffuse et d’une compacité excessive, ont une influence sur la

végétation, qui généralement se spécialise et dont la croissance diminue,

irrégulièrement, dans le temps et dans l’espace; elle peut même disparaitre,

laissant place à un sol nu ou parfois recouvert d’une simple voile organique. Ce sol

nu présente souvent en saison sèche en surface des lamelles peu épaisses, plus ou

moins durcies, recouvrant un horizon poudreux de pseudo sable, toujours mêlé de

cristaux de sels. Ailleurs, il peut être recouvert d’efflorescences cristallines

blanches ou grises ou d’une croûte saline, ou de produits noires, humiques mélis

de cristaux de carbonate de soude. Ailleurs encore il peut rester toujours humide,

même en saison sèche, par suite de sa richesse en sels hygroscopiques (Aubert,

1967).

La salinité constitue pour les zones arides et semi arides un handicap pour le

développement agronomique et socio- économique. Les sels se sont accumulés au

point où rien ne peut croître et la terre a été abandonnée (Hadas, 1965) in

Armitage (1986). Ils posent des obstacles qui ont été reconnus comme un

problème depuis des milliers d’années, dans les régions arides et semi arides par


- 38 -

l’insuffisance de pluies pour le lessivage des sels au delà des zones racinaires

(Miller et Donahue, 1995) in Armitage (1986).

Les facteurs de la formation des sols salés sont nombreux, on cite :

température, niveau des précipitations, absence du drainage, composition de la

roche mère. Il y a d’autres facteurs qui sont induits par l’homme : une sur

utilisation de l’eau salée dans l’irrigation, les amendements excessifs (Salim et

Tessier, 1998).

2/ LA SALINISATION DES SOLS PROBLEME A L’ECHELLE DU

GLOBE :

La salinisation des sols réduit déjà, ou menace à court terme une partie non

négligeable des superficies cultivables du globe terrestre. Ce phénomène de

salinisation des sols touche d’abord les régions arides, mais on peut l’observer

dans tous les continents, dans toutes les ceintures climatiques du globe.

L’origine des sels est la décomposition des roches ignées et activités des

volcans (Halitim, 1984) les ions sont libérés par des processus tels que :

- L’hydratation (ETP élevée).

- L’hydrolyse dans le cas de lessivage ou de système de drainage.

- L’oxydation et la réduction et echange.

Selon (Yaron, 1973) in Armitage (1986) ; plus de 200 Millions d’ha de terres

irriguées dans le monde sont touchées par la salinité. ).. Il est vrai que le sol

renferme naturellement une quantité plus ou moins grande de sels solubles et ce

n’est que lorsque la concentration atteint un niveau qui nuit à la croissance des

plantes que l’on peut parler de salinisation. Cela revient de dire que l’on définit la

salinité des sols en fonction des degrés de la tolérance des plantes.

La salinisation des terres agricoles est due (F.A.O, 1984) soit :

-A l’eau d’irrigation saumâtre.

-A la nappe aquifère côtière dont l’eau est prélevée pour l’irrigation.

-A une nappe phréatique dont l’origine est une mère quaternaire fossile (albienne).


- 39 -

Le risque de voir de nouvelles terres perdues par salinisation s’est fortement

accru depuis 20 ans par suite de très fort développement de l’irrigation. Les

superficies irriguées ont été multipliées par quatre depuis 1949, pour atteindre

aujourd’hui plus de 270 millions d’hectares (Rouahna, 2007).

Ces sols ont une grande extension dans les pays du Maghreb, sous les effets :

-Des conditions arides ou semi arides d’une grande partie de cette région où les

possibilités d’évaporation sont considérables et les précipitations pluviales sont

limitées;

-De la présence fréquente de dépôts géologiques salifères, par exemple du Trias,

du Miocène, du Pliocène ou même du Quaternaire... et de nappes phréatiques ou

artésiennes salées;

-Des variations climatiques et phénomènes de sédimentation, au cours des temps

quaternaires.

3/ GENERALITES SUR LA SALINITE ET LA SODICITE DES SOLS

On parlera en général de sol salé lorsque la concentration en sels des solutions

dépasse 0.5 g/l, Cette concentration est le plus souvent mesurées par la

conductivité électrique (CE) de la solution du sol saturé exprimée en milli-

mhos/cm ou actuellement en déci siemens/m (Robert, 1996 in Rouahna, 2007).

D’après Cherbuy (1991) la salinisation d’un milieu implique la présence d’une

source de sels qui peut être soit un matériau géologique, soit l’eau de mer, soit une

nappe phréatique salée par héritage, soit l’eau d’irrigation.

En étudiant le système eau /sol, Job et Hachicha (1992) expliquent que les

mesures de la salinité du sol se font par prélèvement d’échantillons et analyse au

laboratoire. Ainsi après avoir obtenu la conductivité de l’extrait de saturation du

sol qui est la référence (USSL. 1954), la variable choisie étant la conductivité

apparente globale du sol intégré entre 0-2m de profondeur et en utilisant un

conductimètre électromagnétique (Jonc et al., 1979 in Lalmi , 2009), représentée

par deux descripteurs :


- 40 -

C.E: représente la teneur en sel.

P: représente l’allure du profil salin.

Le principe déduit est le suivant :

Un sol sous irrigation aura une valeur de la CE assez faible et une valeur de P

inferieure à 1 ; alors qu’un sol dans lequel manifeste des remontées capillaires par

suite d’abandon des champs cultivés ou par mauvaise gestion de l’eau, irrigation

non contrôlée ,labour profond inexistant, le manque de système de drainage aura

une CE plus élevée pour une valeur de P supérieure à1.

Sachant que la variable C.E dépend de l’humidité volumique, de la porosité du

sol et de la nature des argiles (Neill, 1980 in Lalmi , 2009); Job et al, (1987), ont

montré que le comportement électromagnétique des sols calcaires des régions

arides méditerranéennes est indépendant de leur teneur en gypse et se divisent en

trois classes de comportement suivant les textures : sableuse, équilibrée et limono

argileuse ou plus fins (Lalmi, 2009).

4/ PRINCIPALES ORIGINES DE LA SALINITE

Plusieurs sources peuvent être à l’origine d’accumulation de sels dans les sols

(Stengel et Gelin, 1998) :

4-1/ L’océan

Par l’intermédiaire de l’atmosphère, qui peut véhiculer des sels dissous dans

l’eau de pluie, mais surtout de très fines particules hygroscopiques sous forme

d’aérosols.

4-2/ La lithosphère

Du fait de l’altération des roches constituant les îles océaniques ou la croûte

continentale.

4-3/ L’altération des minéraux

Est la source naturelle dominante (Calvet, 2003). Leur intensité est maximum

lorsque le drainage permet de renouveler les solutions d’attaque et d’évacuer les

produits dissous (Bourrier et Lelong, 1994 in Lalmi, 2009).


- 41 -

4-4/ Les sels fossiles

C’est l’origine principale des phénomènes de salinisation primaire observée à

travers le globe.

Il s’agit soit de roches évaporitiques , soit des solutions du sol salées

emprisonnées dans des sédiments d’origine marine (Stengel et Gelin, 1998).

5/ QUELQUES EFFECTS DES SELS DANS LE SOL

5-1/ L’effet sur la structure du sol

Les cations sodium tendent à provoquer la destruction de la structure en

favorisant la dispersion des colloïdes minéraux. D’une façon générale, la

dispersion dépend de deux facteurs.

1- La quantité de cations Na+ adsorbés.

2- (ESP) dont l’augmentation favorise la dispersion.

5-2/ L’effet sur les plantes

Les grandes concentrations en sels dissous dans la solution du sol ont des

effets indirects sur les végétaux par leur action sur la structure du sol et la

circulation des fluides et de l’oxygène dans ce sol. Elles ont par conséquent des

effets directs sur la croissance et le développement des plantes.

Les effets néfastes des sels sur les végétaux ont plusieurs causes dont aucune

ne semble être dominante :

- La pression osmotique élevée de la solution du sol qui limite la biodisponibilité

de l’eau.

- La pression osmotique intracellulaire élevée due à l’absorption des sels et qui

aurait des effets inhibiteurs sur la croissance.

- La toxicité propre de certains éléments chimiques liée à leur quantité excessive,

comme le bore et surtout l’anion chlore (Calvet, 2003).


- 42 -

6/ LES PARAMETRES CARACTERISANT LES SOLS SALES

6-1/ La conductivité électrique (CE)

La présence d’ions en solution est à l’origine d’une conductivité électrique ;

c’est pourquoi cette propriété est utilisée pour caractériser les sols. Plus la quantité

des sels dissous est grande et plus la CE de la pâte saturée est élevée (Calvet,

2003) généralement la CE s’exprime en dS /m.

La salinité peut s’exprimer en g/l de NaCl en utilisant la formule approchée :

1 mmhos / cm = (58.12)/100g / l de NaCl.

6-2/ Le sodium adsorbé (SAR)

La sodicité d’une eau est la propriété de cette eau à modifier le pourcentage

des cations échangeables et notamment d’augmenter le pourcentage de Na+ quand

elle est mise en contact prolongé avec le sol (GAPON in CHERBUY,1991)

montre une relation entre le taux de Na+ échangeable d’un sol en équilibre avec sa

solution saline et le taux de Na+ de cette solution, cette relation dépend de

l’expression :

SAR= Na+ [(Ca + Mg) 2]0,5

6-3/ Le pourcentage de sodium échangeable (ESP)

Il représente le pourcentage de sodium présent sur le complexe d’échange :

ESP = Na (meq /100g) ×100 CEC (meq / 100g)

La sodisation du sol

Le pourcentage du sodium échangeable ESP peut être estimé à partir de la

composition de l’eau d’irrigation et de la concentration totale des solutés du sol

sous la condensation moyenne du champ. Pour l’évaluation de la sodisation, on

procède de la même manière que pour la salinisation, en utilisant les facteurs

suivants : le sol, la topographie et l’activité humaine.

Selon la FAO, (1984) ; la meilleure méthode pour surveiller l’alcalinisation,

consiste à déterminer au laboratoire le pourcentage du sodium échangeable (ESP)


- 43 -

de l’échantillon du sol et pour estimer le risque de l’alcanisation on détermine le

taux d’absorption de sodium (SAR) de l’eau d’irrigation.

Une autre méthode utilisée, s’énonce comme l’indiquer l’abaque de Richards

(1954) ci-après:

Abaque permettant de calculer le SAR de l'eau d'irrigation et d'estimer la valeur

correspondante de l'ESP d'un sol en équilibre avec l'eau (Richards ,1954)


- 44 -

7/ MISE EN VALEUR DES SOLS SALES

Indépendamment du facteur économique qui doit nécessairement être pris en

compte, la mise en valeur des sols salés va dépendre des processus physico-

chimiques qui les affectent. Une bonne utilisation agricole des sols salés nécessite:

- L’élimination des sels en excès (lixiviation) et la suppression de la source de

sodium (drainage de la nappe salée), ( Rouahna, 2007).

- L’utilisation des cultures résistantes à la salinité (des variétés fourragères, céréalières).

- L’application des amendements à base de Ca+2 échangeable. - Des pratiques culturales particulières : défoncement, ratissage des sels en surface.

Quatrième chapitre-------------------- Influence des sels sur la minéralisation de l’azote dans le sol

- 45 -

1/ GENERALITES

Le sol est un mélange de substances minérales et organiques. Cette dernière

faction résulte de la décomposition des résidus végétaux et animaux sous l’action

de multiples éléments biologiques (la biodégradation).

L’azote dans le sol est soumis à plusieurs processus tels que : l’immobilisation,

la rétrogradation, la volatilisation, la dénitrification et la minéralisation. Les sels

agissent sur les propriétés physiques et physico-chimiques du sol, qui deviennent

très défavorables à la prolifération des germes, d’où la perturbation des processus

microbiologiques vitaux .Dont la nitrification est la plus sensible aux sels présents

dans le sol.

Selon Dommergue et Mangenot (1970) : les sols salés constituent pour de

nombreux micro-organismes telluriques un milieu défavorable sous l’effet:

-Des ions toxiques, en excès (Na+, Cl-, etc.….) ;

-Du pH parfois très basique ;

-De la structure asphyxiante ;

-De la tension osmotique élevée

2/ Les sels et la minéralisation de l’azote dans le sol

L’activité microbienne dans les sols joue un rôle important dans la

décomposition de la matière organique et dans les cycles biogéochimiques du

carbone, de l’azote du phosphore, et du soufre etc.

D’après Laura (1976), l’addition des sels provoquait une baisse de l’activité

microbienne. C’est un facteur qui empêche le bon déroulement de la biodégradation

de la matière organique par les micro-organismes du sol, surtout pour le processus

de la minéralisation de l’azote. Cette influence défavorable est due au fait que les

sels provoquent une asphyxie, une élévation du pH, la libération des ions toxiques

tels que les carbonates, les chlorures, les sulfates ; qui inhibent certaines étapes de

la minéralisation.


- 46 -

La salinité affecte la nitrification que l’ammonification (Sindhou et Cornfield,

1967 ; Mac Clung et Frankenberger, 1987) qui semble une forme de valorisation

de l’ammoniac (NH3) selon Ali Hammoud et al (1980).

L’ammonification serait stimulée par la concentration de sel selon Singh et al.

(1969) alors que Laura (1974), fait apparaitre une sorte d’inhibition de

l’ammonification.

Par contre, les expériences faites par certains auteurs ont pu constates une

absence d’effets significatifs sur l ammonification de l’urée (Mac Clung et

Frankenberger, 1985).

Enfin, l’influence de la salinité sur les microorganismes dépend largement des

espèces anioniques et cationiques de sels dans le sol (Singh et al., 1969 ; Mac

Cormik et et Wolf,1980 et Agarwal et al.,1980) le NaCl est plus nocif que le

NaSO4. (Mac Clung et F Frankenberger, 1987), et inhibe d’avantage les activités

enzymatiques que le Ca cl2 et Na SO4, (Frankanberger et Bingham, 1982).

2-1/ Influence des sels de calcium et de magnésium sur la minéralisation

Selon Renault (1958), ces sels influencent positivement la minéralisation de

l’azote. Ils sont indispensables au processus de l’ammonification de l’azote du sol.

Car tous les micro-organismes (ammonifiants et nitrifiants) ont besoins du calcium

et du magnésium pour leur métabolisme cellulaire. Ils sont indispensables aussi à la

nitrification de l’azote à de faibles doses.

2-2/ Influence des sels du sodium sur la minéralisation

2-2-1/Influence des sels du sodium sur l’ammonification

L’ammonification est un processus qui se manifeste quel que soit les

conditions écologiques qui régissent un sol (Dommergue et Mangenot, 1970).

L’apport des sels sous forme de Na Cl, CaCl2, Na2So4, à des doses limitées ne

provoquent pas d’effets inhibiteurs sur le processus d’ammonification (pouvoir

halotolérence des germes ammonifiants).


- 47 -

2-2-2/Influence des sels du sodium sur la nitrification

La nitrification est très sensible aux chlorures de sodium. Elle est

généralement inhibée des concentrations comprises entre 0.5 et 1% (Laura,

1976).les sels ont deux effets sur les micro-organismes :

-Aux faibles doses, ils stimulent leurs accroissements et leurs activités,

-Par contre à fortes concentrations, ils deviennent très toxiques

(Zoummanigui,1981).

Laura (1976) a noté qu’il y avait une inhibition totale de nitrification à un

niveau d’ESP égale à 92 quand le NaHCO3 est ajouté au sol. D’autre part, il est

connu qu’une forte alcalinité détruit les conditions physiques est physico-

chimiques et cause un déséquilibre nutritionnel dans le sol.

Parmi tous les processus biologiques, la nitrification est la plus sensible à la

salinité, son effet toxique est fonction de la nature du sel de sodium qui se classe

dans l’ordre suivant :

NaCl --------------- 0.02%

Na2Co3 --------------- 0.20%

Na2So4 --------------- 1.00%

Selon Johnson et Guinzi in Dommergue et Mangenot (1970), la toxicité du

NaCl est beaucoup plus importante que celle de Na2So4.

2-3/ Influence de l’alcalinité sur l’ammonification et la nitrification

L’augmentation de la concentration des sels provoque une élévation du pH.

Dans les sols, l’ammonification serait légèrement diminuée de façon moins

significative alors que la nitrification se produit lentement.

Les pH élevés inhibent l’activité des micro-organismes nitrifiants qui agissent

indirectement sur la nitrification en diminuant le substrat ammoniacal par

volatilisation de l’azote (Zoummanigui, 1981).


- 48 -

2-4/ Influence de la conductivité électrique sur l’ammonification et la

nitrification

La concentration en nitrate décroit avec l’augmentation de la conductivité

électrique (C.E), l’ammonification aurait subi sous l’effet de l’augmentation de la

C.E une diminution moins importante et moins marquée que celle de la

nitrification. D’autre part, la production de l’azote ammoniacal ne varie pas dans le

même sens que la conductivité électrique (Haimoud et al., 1980). La microflore

totale est sensible lorsque la conductivité électrique dépasse 60mS/cm

(Dommergues, 1962). Alors que l’inhibition de l’activité est constatée au moins de

22 mS/cm (Mac Brady, 1918). Bien qu’une diminution de l’activité

microbiologique totale du sol est observée, à des valeurs de salinités très

faibles «< 1% NaCl » (Sindho, 1967 et Laura, 1974).

Dès que la concentration en Na, surtout sous la forme échangeable atteint des

teneurs élevés, la nitrification est inhibée voir complètement bloquée (Gallali, 1980

in Zoummanigui, 1981).

3/ Influence des sels sur la microflore totale fongique

Les caractéristiques d’un sol salé constituent pour de nombreux germes un

milieu défavorable à leur prolifération et à leur synthèse cellulaire .la majeur partie

de ces organismes semble être sensible à une concentration élevée de sels dans le

sol.

Selon Hanin et al. (1970), la microflore fongique est la plus sensible vis-à-vis

de la salinité. Tandis que la résistance des bactéries aux sels varie d’une espèce à

une autre.

Toutes ces propriétés font qu’un milieu pareil devient défavorable aux germes

du sol en affectant la transformation biologique de l’azote en particulier la

nitrification et par conséquent réduit la disponibilité de la nutrition azotée des

végétaux.


- 49 -

Conclusion

En réalité, la surface du sol est constamment enrichie en feuilles mortes et

débris variés de végétaux ; les animaux vertébrés et invertébrés y ajoutent les

déchets de leur métabolisme. Les décomposeurs ont pour rôle essentiel de

minéraliser la matière morte synthétisée en humus.

Dans le sol, il existe une multitude incomparable de transformation

biochimique qui est rarement utilisée à son maximum du fait que les

microorganismes responsables ne sont pas suffisamment mobiles.

La microflore du sol formée en partie de bactéries et de champignons libèrent

des éléments tels que : l’azote, le carbone, le phosphore, le potassium, le soufre et

le magnésium sous formes assimilables.

Or, l’activité microbiologique est conditionnée par multiples facteurs

édaphiques. Les différents types de sels exercent sur les plantes des effets

physiologiques liés à la pression osmotique et à la concentration ionique des sels ;

entrainant un déséquilibre continu sur l’activité microbienne.

Une activité microbiologique faible, laisse voir une diminution de la population

microbienne, surtout les différentes formes de bactéries ammonifiantes et

nitrifiantes (Dallal et Halitim, 1992).

En effets, la salinité et la sodicité affectent négativement la minéralisation de

l’azote (surtout la nitrification) et les espèces microbiennes responsables, en

entrainant une diminution de l’activité microbienne, selon les concentrations des

cations, et dont les valeurs sont variables selon les auteurs.

Matériels et méthodes d’étude

- 50 -

1/ MATERIELS D’ETUDE

1-1/ LE SOL

Le sol soumit à l’expérimentation est prélevé de la région de Afane situé à

25 km sur l’axe routier Batna Arris au niveau de l’embranchement menant dans

les trois directions : Arris-Bouhmar-Theniet el Abed, il est choisi pour sa très

faible salinité et la présence très réduite du calcaire (seulement en traces). Le

prélèvement est effectué sur une épaisseur allant de la surface à une profondeur

de 30cm, ce qui représente la couche hémi-organique dans laquelle se

manifeste généralement l’activité microbiologique intense.

Le sol prélevé est ensuite séché à l’air libre, broyé puis tamisé à 02 mm de

diamètre.

Les résultats analytiques du sol (tableau T1) montrent : une texture argilo-

sableuse, la densité apparente est égale à 1,5.

Sur le plan chimique et physico-chimique, le sol présente une capacité

d’échange cationique moyenne voisinant les 26 meq/100gr de sol, un taux

moyen de carbone de l’ordre de 1,39% et d’azote total de 0,21%.C’est un sol

non calcaire, le pH est basique avec un complexe adsorbant presque saturé,

essentiellement par le calcium (Ca++), c’est un sol brun calcique, avec une

charge saline soluble très faible (CE=0.29 mmhos/cm).

Les caractéristiques physico- chimique du sol sont présentées dans le

tableau T1.


- 51 -

Tableau T1 : Les caractéristiques physico-chimiques du sol soumis à

l’expérimentation.

LA GRANULOMETRIE en(%)

A 31,02

LF 08,70

LG 03,02

SF 16,95

SG 40,29

LES CARACTERISTIQUES

CHIMIQUES

(Les bases échangeables sont exprimées

en meq/100g de sol)

C (%) 01,39

N (%) 00,21

NH4+ (ppm) 40,61

NO3- (ppm) 59,98

MO (%) 02,39

C/N 06,62

Ca+2 18,98

Mg+2 04,88

Na+ 00,14

K+ 01,18

V en (%) 95,30

CEC en (meq/100g de sol) 26,42

pH [1/2,5] 08,05

CE [1/5] en (mmhos/cm) 00,29

CALCAIRE TOTAL en (%) 01,39

DENSITE APPARENTE 01,50

1.2/ L’ENGRAIS

L’urée [CO(NH2)2] est choisie comme engrais organique azoté pour cette

étude ; sa teneur en azote est de l’ordre de 46%, c’est le plus riche en azote

parmi les engrais azotés. Il permet d’étudier à la fois l’ammonification et la

nitrification. La biodisponibilité de l’azote exige la succession de ces deux

processus.

1.3/ LES SELS

Les sels utilises dans ce travail sont : le chlorure de sodium et le chlorure

de calcium en solution. Les concentrations des solutions salines sont


- 52 -

déterminées à partir des valeurs SAR et des concentrations salines. Ces sels

sont choisis pour leurs :

-Prédominance dans les sols sales et/ou sodiques.

-Solubilité très élevée.

-Anions communs.

Avec des effets considérés physiquement favorables pour le cation Ca++ et

défavorables pour le cation Na+.

2/ LA METHODE EXPERIMENTALE

Un dispositif expérimental a été mis en place au laboratoire pour suivre

l’évolution de la minéralisation de l’azote sous l’influence des sels pendant une

période de temps donnée et sous certaines conditions bien déterminées.

L’objectif est de connaitre la quantité d’azote minéral produite dans le sol,

soumis à l’expérimentation et de déterminer la minéralisation fourni par l’urée

appliquée. Le dispositif expérimental utilisé est la méthode d’incubation

(Baize, 1996), qui consiste à isoler les échantillons des autres flux (en

particulier, des apports par les pluies, de la lixiviation et du prélèvement par la

végétation).

Cette technique a pour principe de déterminer la quantité d’azote

minéralisée sous l’action de la microflore dans un échantillon du sol incubé au

laboratoire, selon la méthode de Drouineau et Gouny in Bonneau et Souchier

(1979).

2.1/ PREPARATION DES TRAITEMENTS

2.1.1/ TRAITEMENT DES ECHANTILLONS AVEC DU SEL

On prend 30g de terre fine et on y ajoute différentes solutions salines, dont

les concentrations sont rapportées dans le tableau T2.


- 53 -

Tableau T2 : concentration des solutions salines utilisées dans la préparation

des échantillons.

SAR

Concentrations des

solutions salines

(mole/m3)

Quantités NaCl

(g/l)

Quantités

CaCl2,2H2O (g/l)

0 3.1 00.0000 00.4557

200 00.0000 29.3040

5 3.1 00.1632 00.0454

200 03.4800 20.5854

15 3.1 00.1755 00.0058

200 07.4880 10.5400

45 3.1 00.1816 00.0007

200 10.0000 02.1377

Les volumes de solutions salines sont de 250 ml, trois fois et on effectue

à chaque fois une agitation et une centrifugation. Une fois les échantillons

préparés, ils sont mis à sécher à l’air libre.

2.1.2/ LA FERTILISATION DES ECHANTILLONS PAR L’UREE

Après quoi ils(les échantillons traités avec les sels) sont broyés et tamisés à

2 mm de diamètre.

25 g sont alors placés dans une capsule auxquels on ajoute de l’engrais

azoté sous forme d’urée à raison de 500 ppm, ils sont ramenés au 2/3 de la

capacité de rétention et introduit dans une étuve à 25°C. Les traitements sont

répétés trois fois. La durée d’incubation est de 28 jours.

L’arrosage se fait tous les trois jours et le volume de H2O à ajouter est

déterminé par pesées.

2.2/ MESURES ET METHODES D’ANALYSES EFFECTUEES

A la fin de l’expérimentation et afin de pouvoir suivre l’évolution de la

transformation de l’azote par minéralisation dans les différents traitements, des


- 54 -

dosages de l’azote ammoniacal et nitrique ont été effectués aux : 3ème, 7ème,

14ème, 21ème et 28ème jour d’incubation.

- DOSAGE DE NH4+ et NO3

-

Par la méthode de Brouineau et Gouny in Bonneau et Souchier (1979). Elle

consiste à la fixation, puis le dosage de l’azote d’une partie aliquote prise à

partir d’ une suspension de 5g de sol et 50 ml de chlorure de potassium, après

distillation, par entraînement à la vapeur, NH4+ est piégé par l’acide borique en

présence du rouge de méthyle, on dose ensuite par l’acide sulfurique à 0.05 N.

Quant au dosage de la fraction nitrique, on ajoute 2g d’alliage de Dewarda

dans le matras pour réduire NO3- en NH4

+, qui sera par la suite dosé par

distillation comme déjà indiqué.

- CALCUL DE LA CAPACITE DE RETENTION

Par la technique de saturation d’un échantillon sol avec de l’eau et le laisser

ressuyer pendant 24 heures. La capacité de rétention est déterminée par la

différence des pesées de l’échantillon à l’état humide et à l’état sec à 105°C (

la méthode de Boyougos in Baize, 1996). Elle est exprimée en pourcent (%).

Capaci. de rétent. % =100 (Poids humide – Poids sec)/poids sec.

2.3/ Méthodes des analyses physiques et chimiques du sol utilisees

* Granulométrie : par la méthode internationale (la pipette de Robinson).

* La conductivité électrique (CE) en mmhos/cm: par conductimètre avec

un rapport sol/eau (1/5).

* La réaction du sol (pH):par pH-mètre avec un rapport sol/eau (1/2,5).

* Calcaire total(CaCO3) en % : par le calcimètre de Bernard.

* Bases échangeables en meq/100g de sol :

¤ Les cations (Na+ et k+) sont dosés par photomètre à flamme.

¤ Les cations (Ca++ et Mg++) sont doses par absorption atomique.

* Le carbone organique (CO) en % : par la méthode Anne.


- 55 -

La matière organique (MO) en % = CO . 1,72

* La capacité d’échange cationique(CEC) en meq/100g de sol par la

méthode de Metson.

* L’azote total(N) exprimé en % : par la méthode Kjeldhal in

AUBERT(1967), qui consiste à l’attaque à chaud de la matière organique en

utilisant l’acide sulfurique concentré en présence d’un catalyseur, par

entraînement de l’azote à la vapeur et piégé par l’acide borique puis titrage par

l’acide sulfurique (0,05N).

Présentation et analyse des chiffres obtenus

- 56 -

Effets de sels de chlorure de calcium et de chlorure de sodium sur la

minéralisation de l’urée

La minéralisation de l’azote issu de l’urée a été suivie le long de

l’expérimentation, pendant 28 jours d’incubation au laboratoire dans des

conditions expérimentales contrôlées :

-Une température autour de 28°c.

-Une humidité qui représente 2/3 de la capacité de rétention.

Les résultats de l’expérimentation sont présentés dans les tableaux

suivants:

Tableau A (NH4+, NO3

- et N-minéral)

Tableau B (NH4+, NO3

- et N-minéral)

S/Tableau A (NH4+ à 3,1 mole/m3)

S/Tableau A (NO3- à 3,1 mole/m3)

S/Tableau A ([NH4+ + NO3

-] à 3,1 mole/m3)

S/Tableau B (NH4+ à 200 mole/m3)

S/Tableau B (NO3- à 200 mole/m3)

S/Tableau B ([NH4+ + NO3

-] à 200 mole/m3)

Et représentés sur les figures suivantes :

Figure A (NH4+ à 3,1 mole/m3)

Figure A (NO3- à 3,1 mole/m3)

Figure A ([NH4+ + NO3

-] à 3,1 mole/m3)

Figure B (NH4+ à 200 mole/m3)

Figure B (NO3- à 200 mole/m3)

Figure B ([NH4+ + NO3

-] à 200 mole/m3)

Les valeurs sont exprimées en mg/1kg de sol (ppm).


- 57 -

Remarque:

Les valeurs obtenues suite aux processus de minéralisation de l’azote, dans

toutes les phases, représentent celles de l’azote en provenance de l’urée

uniquement (les quantités d’azote total du sol sont supposant nulles).Elles sont

résumées dans les tableaux ci-après: A (NH4+, NO3

- et N-minéral) et B (NH4+,

NO3- et N-minéral).

Le tableau A (NH4+, NO3

- et N-minéral) donne les quantités (ppm) et les taux

(%) des fractions minérales azotées (ammoniacales, nitriques et N-minéral),

dans des conditions de température (28°C) et d’humidité (2/3 de la capacité de

rétention),contrôlées pendant 28 jours d’incubations. En fonction des

concentrations salines et du SAR.

Le tableau B (NH4+, NO3

- et N-minéral) donne les quantités (ppm) et les taux

(%) de la fraction minérale azotée (ammoniacale, nitrique et N-minéral), dans

des conditions de température (28°C) et d’humidité (2/3 de la capacité de

rétention), contrôlées pendant 28 jours d’incubations. En fonction des

concentrations salines et du SAR.


- 58 -

Tableau A (NH4+, NO3

- et N-minéral): Influence de NaCl et de CaCl2,2H2O , en concentration égale à 3,1 Moles/m3 et avec différentes valeurs de SAR ( 0, 5, 15 et 45) sur l’évolution de l’urée .

SAR

[C]SALINES

FRACTIONS AZOTEES

JOURS DE PRELEVEMENTS 0ème jour 3 ème jour 7 ème jour 14 ème jour 21 ème jour 28ème jour

mole/m3 Qttés ppm

Taux %

Qttés ppm

Taux % Qttés ppm

Taux % Qttés ppm

Taux % Qttés ppm

Taux % Qttés ppm

Taux %

TEMOIN (sol + urée)

N-amm.(NH4+) 0 0 74 14,8 84 16,8 126 25,2 151 30,2 154 30,8

N-nitri.(NO3-) 0 0 10,5 2,1 27,5 5,5 121,5 24,3 216 43,2 316,5 63,3

N-minéral 0 0 84,5 16,9 111,5 22,3 247,5 49,5 367 73,4 470,5 94,1

0 3,1

N-amm.(NH4+) 0 0 68,5 13,7 86 17,2 121,5 24,3 126 25,2 139,5 27,9

N-nitri.(NO3-) 0 0 14,25 2,85 31 6,2 139 27,8 233,5 46,7 321 64,2

N-minéral 0 0 82,75 16,55 117 23,4 260,5 52,1 359,5 71,9 460,5 92,1

5 3,1

N-amm.(NH4+) 0 0 51 10,2 78 15,6 86 17,2 98,5 19,7 119,5 23,9

N-nitri.(NO3-) 0 0 10,5 2,1 40,6 8,12 88 17,6 148,3 29,66 220,15 44,03

N-minéral 0 0 61,5 12,3 118,6 23,72 174 34,8 246,8 49,36 339,65 67,93

15 3,1

N-amm.(NH4+) 0 0 45,5 9,1 63 12,6 61 12,2 59 11,8 57,5 11,5

N-nitri.(NO3-) 0 0 6 1,2 25,5 5,1 61 12,2 59,5 11,9 38 7,6

N-minéral 0 0 51,5 10,3 88,5 17,7 122 24,4 118,5 23,7 95,5 19,1

45 3,1

N-amm.(NH4+) 0 0 44 8,8 56,5 11,3 62,5 12,5 50,5 10,1 55 11

N-nitri.(NO3-) 0 0 4 0,8 15,5 3,1 33 6,6 36 7,2 34 6,8

N-minéral 0 0 48 9,6 72 14,4 95,5 19,1 86,5 17,3 89 17,8


- 59 -

Tableau B (NH4+, NO3

- et N-minéral): Influence de NaCl et de CaCl2,2H2O , en concentration égale à 200 Moles/m3 et avec différentes valeurs de SAR ( 0, 5, 15 et 45) sur l’évolution de l’urée .

SAR

[C]SALINES

FRACTIONS AZOTEES


mole/m3 Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

%

TEMOIN (sol+ urée)

N-amm.(NH4+) 0 0 74 14,8 84 16,8 126 25,2 151 30,2 154 30,8

N-nitri.(NO3-) 0,00 0,00 10,50 2,10 27,50 5,50 121,50 24,30 216,00 43,20 316,50 63,30

N-minéral 0,00 0,00 84,50 16,90 111,50 22,30 247,50 49,50 367,00 73,40 470,50 94,10

0 200

N-amm.(NH4+) 0,00 0,00 35,50 7,10 49,50 9,90 48,50 9,70 40,50 8,10 50,15 10,03

N-nitri.(NO3-) 0,00 0,00 4,00 0,80 4,50 0,90 5,00 1,00 4,50 0,90 5,00 1,00

N-minéral 0,00 0,00 39,50 7,90 54,00 10,80 53,50 10,70 45,00 9,00 55,15 11,03

5 200

N-amm.(NH4+) 0,00 0,00 39,15 7,83 45,50 9,10 45,20 9,04 45,50 9,10 46,15 9,23

N-nitri.(NO3-) 0,00 0,00 5,00 1,00 5,00 1,00 5,10 1,02 5,50 1,10 6,50 1,30

N-minéral 0,00 0,00 44,15 8,83 50,50 10,10 50,30 10,06 51,00 10,20 52,65 10,53

15 200

N-amm.(NH4+) 0,00 0,00 25,00 5,00 27,50 5,50 28,50 5,70 29,00 5,80 30,00 6,00

N-nitri.(NO3-) 0,00 0,00 3,50 0,70 4,00 0,80 4,50 0,90 4,50 0,90 4,00 0,80

N-minéral 0,00 0,00 28,50 5,70 31,50 6,30 33,00 6,60 33,50 6,70 34,00 6,80

45 200

N-amm.(NH4+) 0,00 0,00 16,00 3,20 20,50 4,10 24,50 4,90 24,50 4,90 24,25 4,85

N-nitri.(NO3-) 0,00 0,00 1,50 0,30 2,00 0,40 2,50 0,50 2,50 0,50 2,55 0,51

N-minéral 0,00 0,00 17,50 3,50 22,50 4,50 27,00 5,40 27,00 5,40 26,80 5,36


- 60 -

1 Effet de la concentration saline sur la production de l’azote

Pour procéder à l’interprétation des données sous l‘influence de la charge

saline on considère, d’une part :

Deux valeurs de salinité :

- La première à faible concentration saline (3,1 Moles/m3),

- La deuxième à concentration saline excessive (200 Moles/m3),

Et d’autre part :

- Une valeur de SAR : (SAR=0).

1-1 LA PRODUCTION D’AZOTE AMMONIACAL (NH4+)

Les résultats de dosage de NH4+ après 28 jours d’incubation sont présentés

dans le s/tableau A (NH4+ à 3,1 mole/m3) et le s/tableau B (NH4

+ à 200

mole/m3).

Le s/tableau A (NH4+ à 3,1 mole/m3) donne les quantités en ppm et les

taux en % de la fraction azotée ammoniacale, dans des conditions de

température (28°C) et d’humidité (2/3 de la capacité de rétention), contrôlées

pendant 28 jours d’incubations à faible concentration saline et à différents

SAR.

Le s/tableau B (NH4+ à 200 mole/m3) donne les quantités en ppm et les

taux en % de la fraction azotée ammoniacale, dans des conditions de

température (28°C) et d’humidité (2/3 de la capacité de rétention), contrôlées

pendant 28 jours d’incubations à concentration saline excessive et à différents

SAR.


- 61 -

S/tableau A (NH4+ à 3,1 mole/m3 ): Influence de NaCl et de CaCl2,2H2O ,en concentration égale à 3,1 Moles/m3 et avec différentes valeurs de

SAR ( 0, 5, 15 et 45) sur l’évolution de l’urée .

SAR

[C]SALINES

FRACTIONS AZOTEES


mole/m3 Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

%

TEMOIN (sol + urée) N-amm.(NH4+) 0 0 74 14,8 84 16,8 126 25,2 151 30,2 154 30,8

0 3,1 N-amm.(NH4+) 0 0 68,5 13,7 86 17,2 121,5 24,3 126 25,2 139,5 27,9

5 3,1 N-amm.(NH4+) 0 0 51 10,2 78 15,6 86 17,2 98,5 19,7 119,5 23,9

15 3,1 N-amm.(NH4+) 0 0 45,5 9,1 63 12,6 61 12,2 59 11,8 57,5 11,5

45 3,1 N-amm.(NH4+) 0 0 44 8,8 56,5 11,3 62,5 12,5 50,5 10,1 55 11

S/tableau B ( NH4

+ à 200 mole / m3 ) : Influence de NaCl et de CaCl2,2H2O , en concentration égale à 200 Moles / m3 et avec différentes valeurs de SAR ( 0, 5, 15 et 45) sur l’évolution de l’urée .

SAR

[C]SALINES

FRACTIONS AZOTEES

JOURS DE PRELEVEMENTS

0ème jour 3 ème jour 7 ème jour 14 ème jour 21 ème jour 28ème jour

mole/m3 Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux %

Qttés

ppm Taux

%

TEMOIN (sol + urée) N-amm.(NH4+) 0 0 74,00 14,80 84,0 16,80 126,0 25,2 151,0 30,2 154,0 30,8

0 200 N-amm.(NH4+) 0 0 35,5 7,1 49,5 9,9 48,5 9,7 40,5 8,1 50,15 10,03

5 200 N-amm.(NH4+) 0 0 39,15 7,83 45,5 9,1 45,2 9,04 45,5 9,1 46,15 9,23

15 200 N-amm.(NH4+) 0 0 25 5 27,5 5,5 28,5 5,7 29 5,8 30 6

45 200 N-amm.(NH4+) 0 0 16 3,2 20,5 4,1 24,5 4,9 24,5 4,9 24,25 4,85


- 62 -

- Pour le traitement témoin : la production de NH4+ est de 154ppm.

- Pour le traitement SAR=0 à faible salinité (3,1 Moles/m3) , la production de

NH4+ est de 139,5 ppm.

- Pour le traitement SAR=0 à salinité excessive (200 Moles/m3) , la production

de NH4+ est de 50,15 ppm.

On constate un effet dépressif de la salinité sur l’ammonification de l’urée

puisque la production de l’azote ammoniacal (NH4+) passe de 139,5 ppm dans le

cas de faible salinité (3,1 Moles /m3) à 50,15 ppm en conditions excessivement

salines.

En analysant l’ammonification de l’urée dans le sol avec le traitement à valeur

de SAR=0 en conditions non salines (concentration saline=3,1 moles/m3), on

remarque que l’ammonification est très élevée (atteignant la valeur de 139,5 ppm

qui représente un taux de 27,9 % de la quantité d’azote uréique ajoutée) par rapport

au même traitement en condition de salinité excessive (concentration saline=200

moles/m3) où la production d’azote ammoniacal après 28 jours d’incubation est de

50,15 ppm, soit un taux de 10,03% [s/tableau A(NH4+ à 3,1 mole/m3) et s/tableau

B(NH4+ à 200 mole/m3)]. On constate qu’il y a un effet net de la salinité sur

l’ammonification de l’urée, comme l’illustre la figure A (NH4+ à 3,1 mole/m3) et

la figure B (NH4+ à 200 mole/m3).


- 63 -

Figure A (NH4

+ à 3,1 mole/m3 ): Influence de NaCl et de CaCl2,2H2O ,en concentration égale à 3,1 Moles/m3 et avec différentes valeurs de SAR ( 0, 5, 15 et 45) sur l’ammonification de l’urée .

Figure B (NH4+ à 200 mole/m3 ): Influence de NaCl et de CaCl2,2H2O ,en

concentration égale à 200 Moles/m3 et avec différentes valeurs de SAR ( 0, 5, 15 et 45) sur l’ammonification de l’urée .


- 64 -

1-2 LA PRODUCTION D’AZOTE NITRIQUE (NO3-)

Les résultats de dosage de NO3- après 28 jours d’incubation sont présentés dans

le s/tableau A (NO3- à 3,1 mole/m3) et le s/tableau B (NO3

- à 200 mole/m3).

Le s/tableau A (NO3- à 3,1 mole/m3)] donne les quantités en ppm et les taux

en % de la fraction azotée nitrique, dans des conditions de température (28°C) et

d’humidité (2/3 de la capacité de rétention), contrôlées pendant 28 jours

d’incubations à faible concentration saline et à différents SAR.

Le s/tableau B (NO3- à 200 mole/m3) donne les quantités en ppm et les taux



d’incubations à concentration saline excessive et à différents SAR.


- 65 -

S/ tableau A ( NO3- à 3,1 mole / m3 ) : Influence de NaCl et de CaCl2,2H2O , en concentration égale à 3,1 Moles / m3 et avec différentes valeurs de

SAR ( 0, 5, 15 et 45) sur l’évolution de l’urée .

SAR

[C]SALINES

FRACTIONS AZOTEES



mole/m3 Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

%

TEMOIN (sol + urée) N-nitri. ( NO3-) 0 0 10,5 2,1 27,5 5,5 121,5 24,3 216 43,2 316,5 63,3

0 3,1 N-nitri. ( NO3-) 0 0 14,25 2,85 31 6,2 139 27,8 233,5 46,7 321 64,2

5 3,1 N-nitri. ( NO3-) 0 0 10,5 2,1 40,6 8,12 88 17,6 148,3 29,66 220,15 44,03

15 3,1 N-nitri. ( NO3-) 0 0 6 1,2 25,5 5,1 61 12,2 59,5 11,9 38 7,6

45 3,1 N-nitri. ( NO3-) 0 0 4 0,8 15,5 3,1 33 6,6 36 7,2 34 6,8

S / tableau B ( NO3

- à 200 mole / m3 ) : Influence de NaCl et de CaCl2,2H2O , en concentration égale à 200 Moles / m3 et avec différentes valeurs de SAR ( 0, 5, 15 et 45) sur l’évolution de l’urée .

SAR

[C]SALINES

FRACTIONS AZOTEES



mole/m3 Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux %

TEMOIN (sol + urée) N-nitri.(NO3

-) 0,00 0,00 10,50 2,10 27,50 5,50 121,50 24,30 216,00 43,20 316,50 63,30

0 200 N-nitri.( NO3-)) 0 0 4 0,8 4,5 0,9 5 1 4,5 0,9 5 1

5 200 N-nitri.( NO3-) 0 0 5 1 5 1 5,1 1,02 5,5 1,1 6,5 1,3

15 200 N-nitri.( NO3-) 0 0 3,5 0,7 4 0,8 4,5 0,9 4,5 0,9 4 0,8

45 200 N-nitri.( NO3-) 0 0 1,5 0,3 2 0,4 2,5 0,5 2,5 0,5 2,55 0,51


- 66 -

- Pour le traitement témoin: la production de NO3- est de 316,5 ppm (63,3 % de

la quantité de N-total ajouté).

- Pour le traitement SAR=0 à faible salinité (3,1 Moles/m3) : la production de

NH4+ est de 321 ppm (64,2% de la quantité de N-total).

- Pour le traitement SAR=0 à salinité excessive (200 Moles/m3) : la production

de NO3- est de 5 ppm (1% de la quantité de N-total).

On constate que l’effet de la salinité sur la nitrification est beaucoup plus

dépressif que sur le processus d’ammonification de l’urée puisqu’il y a une chute

brutale de production des nitrates (NO3-) de 321 ppm dans le cas de faible salinité

(3,1 Moles /m3) à 5 ppm en conditions excessivement salines (200 Moles/m3).

Donc on note un effet net de la salinité sur le processus de nitrification

beaucoup plus important que sur celui de l’ammonification de l’urée comme le

présente la figure A (NO3- à 3,1 mole/m3) et la figure B (NO3

- à 200 mole/m3).


- 67 -

figure A (NO3- à 3,1 mole/m3 ): Influence de NaCl et de CaCl2,2H2O

,en concentration égale à 3,1 Moles/m3 et avec différentes valeur de SAR ( 0, 5, 15 et 45) sur la nitrification de l’urée .

figure B (NO3- à200 mole/m3): Influence de NaCl et de CaCl2,2H2O

,en concentration égale à 200 Moles/m3 et avec différentes valeurs de SAR ( 0, 5, 15 et 45) sur la nitrification de l’urée .


- 68 -

1-3 PRODUCTION D’AZOTE MINERAL (NH4+ + NO3

-)

Les productions en azote minéral exprimés en quantités (ppm) et en taux (%)

sont obtenues par l’addition des valeurs des deux fractions azotées produites, il

s’agit de la fraction ammoniacal et de la fraction nitrique (NH4+ +NO3).

Les valeurs ainsi obtenues sont présentées dans le s/tableau A ([NH4+ + NO3

-] à

3,1mole/m3) et le s/tableau B ([NH4+ + NO3

-] à 200 mole/m3).

Le s/tableau A ([NH4+ +NO3

-] à 3,1mole/m3) donne les quantités en ppm et les

taux en % de l’azoté minéral, dans des conditions de température (28°C) et



Le s/tableau B ([NH4+ + NO3

-] à 200 mole/m3) donne les quantités en ppm et

en taux en % de l’azoté minéral, dans des conditions de température (28°C) et




- 69 -

S / tableau A ( [ NH4+ + NO3

-] à 3,1 mole / m3) : influence de NaCl et de CaCl2 , 2H2O , en concentration égal à 3,1 Moles / m3 et avec différentes valeurs de SAR ( 0, 5, 15 et 45) sur l’évolution de l’urée.

SAR

[C]SALINES

FRACTIONS AZOTEES


mole/m3 Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

%

TEMOIN (sol + urée) N-minéral 0 0 84,5 16,9 111,5 22,3 247,5 49,5 367 73,4 470,5 94,1

0 3,1 N-minéral 0 0 82,75 16,55 117 23,4 260,5 52,1 359,5 71,9 460,5 92,1

5 3,1 N-minéral 0 0 61,5 12,3 118,6 23,72 174 34,8 246,8 49,36 339,65 67,93

15 3,1 N-minéral 0 0 51,5 10,3 88,5 17,7 122 24,4 118,5 23,7 95,5 19,1

45 3,1 N-minéral 0 0 48 9,6 72 14,4 95,5 19,1 86,5 17,3 89 17,8

S/tableau B ([NH4+ + NO3

-] à 200 mole/m3) : influence de NaCl et de CaCl2,2H2O ,en concentration égale à 200 Moles/m3 et avec différentes

valeurs de SAR ( 0, 5, 15 et 45) sur l’évolution de l’urée .

SAR

[C]SALINES

FRACTIONS AZOTEES



mole/m3 Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

%

TEMOIN (sol + urée) N-minéral 0,00 0,00 84,50 16,90 111,50 22,30 247,50 49,50 367,00 73,40 470,50 94,10

0 200 N-minéral 0 0 39,5 7,9 54 10,8 53,5 10,7 45 9 55,15 11,03

5 200 N-minéral 0 0 44,15 8,83 50,5 10,1 50,3 10,06 51 10,2 52,65 10,5

15 200 N-minéral 0 0 28,5 5,7 31,5 6,3 33 6,6 33,5 6,7 34 6,8

45 200 N-minéral 0 0 17,5 3,5 22,5 4,5 27 5,4 27 5,4 26,8 5,36


- 70 -

- Pour le traitement témoin, la production de [NH4++NO3

-] est de 470,5 ppm.

- Pour le traitement SAR=0 à faible salinité (3,1 Moles/m3) de la production de

[NH4++NO3


- Pour le traitement SAR=0 à salinité excessive (200 Moles/m3), la production

de [NH4++NO3


En analysant la minéralisation de l’urée dans le sol à faible salinité avec

SAR=0, on remarque comme dans la phase de la nitrification, que la minéralisation

est très élevée avec une production de 460,5ppm d’azote minéral (92,1% de la

quantité de N-uréique pratiquée au début de l’expérimentation) par rapport à la

même valeur de (SAR=0) mais sous conditions de salinité excessive (la

concentration des sels est de 200 Moles/m3), où la production d’azote minéral après

28 jours d’incubation n’excède pas 55,15 ppm (11,03 % de l’azote provenant de

l’urée pratiquée).En comparant les productions de N-minéral au même SAR(=0) des

deux niveaux de salinité (à 3,1 Moles/m3 et à 200 Moles/m3), on constate qu’il y a

un effet net de la salinité sur la minéralisation de l’urée comme le témoigne la

figure A ([NH4+ + NO3

-] à 3,1 mole/m3) et la figure B ([NH4+ + NO3

-] à 200

mole/m3).


- 71 -


-] à 3,1 mole/m3 ) : influence de NaCl et de CaCl2,2H2O,en concentration égal à 3,1 Moles/m3 et avec différentes valeurs de SAR(0, 5, 15 et 45) sur la minéralisation de l’urée.

Figure B ([NH4+ +NO3

-]à 200 mole/m3) :influence de NaCl et de

CaCl2,2H2O,en concentration égale à200 Moles/m3et avec différentes valeurs de SAR ( 0, 5, 15 et 45) sur la minéralisation de l’urée.

N(ppm)


- 72 -

2 EFFET DE LA SODICITE SUR LA PRODUCTION DE L’AZOTE

Pour procéder à l’interprétation des données sous l‘influence de la sodicité on

considère successivement deux cas de figures :

Premier cas : A FAIBLE SALINITE

1/ PRODUCTION DE L’AZOTE AMMONIACAL (NH4+)

Pour faire sortir l’effet de la sodicité sur la transformation de l’urée en azote

ammoniacal dans le sol à faible salinité (3,1 Moles/m3), dans les conditions

précitées de l’expérimentation, on considère les deux extrêmes valeurs de

SAR (SAR=0 et SAR=45), indiquées dans le s/tableau A (NH4+ à 3,1 mole/m3).

Le s/tableau A (NH4+ à 3,1 mole/m3) donne les quantités en ppm et les taux

en % de la fraction azotée ammoniacale produite, dans des conditions contrôlées de

température (28°C) et d’humidité (2/3 de la capacité de rétention), pendant 28 jours



- 73 -

S/tableau A (NH4+ à 3,1 mole/m3 ): Influence de NaCl et de CaCl2,2H2O ,en concentration égale à 3,1 Moles/m3 et avec différentes

valeurs de SAR ( 0, 5, 15 et 45) sur l’évolution de l’urée .

SAR

[C]SALINES

FRACTIONS AZOTEES


0ème jour 3 ème jour 7 ème jour 14 ème jour 21 ème jour 28ème jour mole/m3 Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux %

TEMOIN (sol + urée) N-amm.(NH4

+) 0 0 74 14,8 84 16,8 126 25,2 151 30,2 154 30,8

0 3,1 N-amm.(NH4+) 0 0 68,5 13,7 86 17,2 121,5 24,3 126 25,2 139,5 27,9

5 3,1 N-amm.(NH4+) 0 0 51 10,2 78 15,6 86 17,2 98,5 19,7 119,5 23,9

15 3,1 N-amm.(NH4+) 0 0 45,5 9,1 63 12,6 61 12,2 59 11,8 57,5 11,5

45 3,1 N-amm.(NH4+) 0 0 44 8,8 56,5 11,3 62,5 12,5 50,5 10,1 55 11


- 74 -

-Traitement à SAR=0

La production d’azote ammoniacal issu de l’évolution de l’urée en condition de

faible salinité après 28 jours d’incubation est 139,5 ppm, équivalent au taux de

transformation en NH4+ de 27,9 % de la totalité de N appliquée au début de

l’incubation.

- Traitement à SAR=45

En condition excessivement salines, la quantité d’azote uréique évolue en azote

ammoniacal après 28 jours d’incubation est de 55 ppm, équivalent au taux de

transformation en NH4+ de 27,9 % de la totalité de N appliquée au début de

l’incubation.

Dans le sol aux conditions de faible salinité, on constate que la sodicité

influence négativement la production d’azote ammoniacal puisque la quantité de

NH4+ produite passe de 139,5 ppm dans le traitement (SAR=0) à 55 ppm dans le

traitement (SAR=45), avec une chute de production à partir de SAR=15 ppm

comme l’indique la figure A (NH4+ à 3,1 mole/m3).

On remarque aussi que dans les présentes conditions de salinité (concentration

saline=3,1 Moles/m3), la sodicité présente un seuil de SAR égale 15.


- 75 -

Figure A (NH4+ à 3,1 mole/m3 ): Influence de NaCl et de CaCl2,2H2O ,en concentration égale à 3,1

Moles/m3 et avec différentes valeurs de SAR ( 0, 5, 15 et 45) sur l’ammonification de l’urée .


- 76 -

2/ PRODUCTION DE L’AZOTE NITRIQUE (NO3-)

Pour étudier l’effet de la sodicité sur la transformation de l’urée en azote

nitrique dans le sol à faible salinité (3,1 Moles/m3), dans les conditions précitées de

l’expérimentation, on considère les deux extrêmes valeurs de SAR (SAR=0 et

SAR=45), indiquées dans le s/tableau A (NO3- à 3,1 mole/m3).

Le s/tableau A (NO3- à 3,1 mole/m3) donne les quantités en ppm et en les taux





- 77 -

S/tableau A (NO3- à 3,1 mole/m3 ): Influence de NaCl et de CaCl2,2H2O , en concentration égale à 3,1 Moles/m3 et avec

différentes valeurs de SAR ( 0, 5, 15 et 45) sur l’évolution de l’urée .

SAR

[C]SALINES

FRACTIONS AZOTEES



mole/m3 Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

%

TEMOIN (sol + urée) N-nitri. ( NO3-) 0 0 10,5 2,1 27,5 5,5 121,5 24,3 216 43,2 316,5 63,3

0 3,1 N-nitri. ( NO3-) 0 0 14,25 2,85 31 6,2 139 27,8 233,5 46,7 321 64,2

5 3,1 N-nitri. ( NO3-) 0 0 10,5 2,1 40,6 8,12 88 17,6 148,3 29,66 220,15 44,03

15 3,1 N-nitri. ( NO3-) 0 0 6 1,2 25,5 5,1 61 12,2 59,5 11,9 38 7,6

45 3,1 N-nitri. ( NO3-) 0 0 4 0,8 15,5 3,1 33 6,6 36 7,2 34 6,8


- 78 -


La production d’azote nitrique issue de l’évolution de l’urée en condition de

faible salinité après 28 jours d’incubation est de 321 ppm, qui représente 64,2 % de

la totalité de l’urée appliquée au début de l’expérimentation.



ammoniacal après 28 jours d’incubation est de 34ppm, représente 6,8 % de la

totalité de l’urée appliquée au début de l’expérimentation.

On constate que, dans des conditions de faible salinité, la sodicité du sol a plus

d’influence négative sur la nitrification que sur l’ammonification puisque la quantité

de NO3- produite passe de 321 ppm dans le traitement ayant le SAR égal à 0, à 34

ppm dans le traitement ayant SAR égal à 45 ,avec une chute de production des

nitrates à partir de la valeur de SAR égale 15 comme le montre la figure A (NO3- à

3,1 mole/m3).

On note que le SAR égal à 15 représente un seuil de sodicité dans le sol à faible

salinité.


- 79 -

Figure A(NO3- à 3,1 mole/m3 ): Influence de NaCl et de CaCl2,2H2O ,en concentration égale à 3,1 Moles/m3 et avec

différentes valeurs de SAR ( 0, 5, 15 et 45) sur la nitrification de l’urée


- 80 -

3/ PRODUCTION DE L’AZOTE MINERAL (NH4++NO3

-)

Pour examiner l’influence de la sodicité sur la transformation de l’urée en azote

minéral dans le sol à faible salinité (concentration saline égal à 3,1Moles/m3), dans

les conditions précitées de l’expérimentation (température et humidité), on

considère les deux extrêmes valeurs de SAR (SAR=0 et SAR=45), indiquées dans

le s/tableau A ([NH4+ + NO3

-] à 3,1 mole/m3).

Le s/tableau A ([NH4++NO3

-] à 3,1 mole/m3) donne les quantités en ppm et

les taux en % de l’azote minéralisé, dans des conditions de température (28°C) et



-Traitement à SAR=0

Après 28 jours d’incubation la production d’azote minéral issu de l’évolution de

l’urée dans le sol, en condition de faible salinité est 460,5 ppm, équivalent au taux

de transformation de l’urée en (NH4++NO3

-) de 92,1 % de la totalité de N additionné

au sol au début de l’incubation.



minéral après 28 jours d’incubation est de 89 ppm, égale à un taux de

transformation de l’urée en (NH4++NO3

-) de 17,8 % de la totalité de N-uréique

ajouté au sol.

La sodicité influence négativement la production d’azote minéral et exerce un

effet fortement dépressif sur la transformation de l’azote uréique en azote minéral ;

puisque les quantités minéralisées sont quantitativement réduit, en passant de 460,5

ppm dans le traitement ayant SAR égal à 0 à 89 ppm dans le traitement ayant SAR

égal à 45.

La forte chute de production d’azote minéral à partir de SAR=15, marque un

seuil comme l’illustre la figure A ([NH4+ +NO3

-] à 3,1 mole/m3).


- 81 -

S/tableau A ([NH4+ + NO3

-] à 3,1 mole/m3 ) : influence de NaCl et de CaCl2,2H2O , en concentration égal à 3,1Moles/m3

et avec différentes valeurs de SAR ( 0, 5, 15 et 45) sur l’évolution de l’urée.

SAR

[C]SALINES

FRACTIONS AZOTEES



mole/m3 Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

%

TEMOIN (sol + urée) N-minéral 0 0 84,5 16,9 111,5 22,3 247,5 49,5 367 73,4 470,5 94,1

0 3,1 N-minéral 0 0 82,75 16,55 117 23,4 260,5 52,1 359,5 71,9 460,5 92,1

5 3,1 N-minéral 0 0 61,5 12,3 118,6 23,72 174 34,8 246,8 49,36 339,65 67,93

15 3,1 N-minéral 0 0 51,5 10,3 88,5 17,7 122 24,4 118,5 23,7 95,5 19,1

45 3,1 N-minéral 0 0 48 9,6 72 14,4 95,5 19,1 86,5 17,3 89 17,8


- 82 -


-] à 3,1 mole/m3 ) :influence de NaCl et de CaCl2,2H2O , en concentration égale à 3,1 Moles/m3

et avec différentes valeurs de SAR ( 0, 5, 15 et 45) sur la minéralisation de l’urée .


- 83 -

Deuxième cas : A SALINITE EXCESSIVE

1/ PRODUCTION DE L’AZOTE AMMONIACAL (NH4+)

Pour faciliter l’étude de l’effet de la sodicité sur la transformation de l’urée en

azote ammoniacal dans le sol où la salinité est excessive (200 Moles/m3) dans les

conditions précitées de l’expérimentation (température et humidité) ; on considère

le traitement témoin d’une part et d’autre part les traitements ayant les différents

valeurs de SAR : SAR égal à 0 ; SAR égal à 5 ; SAR égal à 15 ; SAR égal à 45).

Voir le s/tableau B (NH4+ à 200 mole/m3).

Le s/tableau B (NH4+ à200 mole/m3) donne les quantités en ppm et les taux en

% de la fraction azotée ammoniacale, dans des conditions de température (28°C) et



- Traitement témoin

Dans le sol non traité par le sel, à la fin de la durée d’incubation, la quantité de

NH4+ produite suite à l’évolution de l’urée est de 154 ppm, qui représente un taux

de transformation en NH4+ égal à 30,8 % de la totalité de N appliquée.


La production d’azote ammoniacal issu de l’évolution de l’urée dans un sol à

salinité excessive après 28 jours d’incubation est de 50,15 ppm, équivalent au taux

de transformation en NH4+ égal à 10,3% de la totalité de N appliquée.


Apres 28 jours d’incubation, la production d’azote ammoniacal à la suite de la

transformation de l’urée dans un sol à salinité excessive est de 46,15 ppm,

représente un taux égal à 9,23 % de la totalité de N appliquée.


La production d’azote ammoniacal issu de l’évolution de l’urée dans un sol à

salinité excessive après 28 jours d’incubation est de 30 ppm (6 % de la totalité de N

appliquée).


- 84 -



ammoniacal, après 28 jours d’incubation, est de 24,25 ppm, elle représente 4,85 %

de la totalité de N appliquée.

On constate que l’influence de la sodicité du sol sur la transformation de l’urée

en azote ammoniacal est limitée dans des conditions de salinité excessive. Ceci est

justifiée par les chutes de productions de l’azote ammoniacal de 154 ppm pour le

témoin à des valeurs qui se rapprochent entre elles, il s’agit de : 50,15 ppm ; 46,15

ppm ; 30 ppm et 24,25 ppm pour les traitements ayant respectivement : SAR égal

à 0 ; SAR égal à 5 ; SAR égal à 15 et SAR égal à 45, comme le témoigne la

figure B (NH4+ à 200 mole/m3).


- 85 -

S/tableau B (NH4+ à 200 mole/m3 ): Influence de NaCl et de CaCl2,2H2O , en concentration égale à 200 Moles/m3 et avec

différentes valeurs de SAR ( 0, 5, 15 et 45) sur l’évolution de l’urée.

SAR

[C]SALINES

FRACTIONS AZOTEES



mole/m3 Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

%

TEMOIN (sol + urée) N-amm.(NH4+) 0,00 0,00 74,00 14,80 84,00 16,80 126,00 25,20 151,00 30,20 154,00 30,80

0 200 N-amm.(NH4+) 0 0 35,5 7,1 49,5 9,9 48,5 9,7 40,5 8,1 50,15 10,03

5 200 N-amm.(NH4+) 0 0 39,15 7,83 45,5 9,1 45,2 9,04 45,5 9,1 46,15 9,23

15 200 N-amm.(NH4+) 0 0 25 5 27,5 5,5 28,5 5,7 29 5,8 30 6

45 200 N-amm.(NH4+) 0 0 16 3,2 20,5 4,1 24,5 4,9 24,5 4,9 24,25 4,85


- 86 -

Figure B (NH4+ à 200 mole/m3 ): Influence de NaCl et de CaCl2,2H2O ,en concentration égale à 200 Moles/m3 et avec

différentes valeurs de SAR ( 0, 5, 15 et 45) sur l’ammonification de l’urée.


- 87 -

2/ PRODUCTION DE L’AZOTE NITRIQUE (NO3-)

Pour examiner l’effet de la sodicité sur la transformation de l’urée en azote

nitrique dans le sol à salinité excessive (200 Moles/m3), dans les conditions

précitées de l’expérimentation, on considère deux ensembles de traitements :

Le premier ensemble comprend le traitement témoin.

Le deuxième ensemble comprend les traitements ayant les différents SAR:

SAR égal à 0 ; SAR égal à 5 ; SAR égal à 15 et SAR égal à 45. Voir le s/tableau

B (NO3- à 200 mole/m3).

Le s/tableau B (NO3- à 200 mole/m3) donne les quantités en ppm et les taux en

% de la fraction azotée nitrique, dans des conditions de température (28°C) et


d’incubations à concentration saline excessive avec différents SAR.


La production d’azote nitrique issu de l’évolution de l’urée dans un sol à

salinité excessive après 28 jours d’incubation est de 5 ppm, représente un taux de

transformation de 1% la totalité de N appliquée.


Apres 28 jours d’incubation, la production d’azote nitrique à la suite de la

transformation de l’urée dans un sol à salinité excessive est 6,5 ppm, représente un

taux de transformation de 1,3 % de la totalité de N appliquée.


La production d’azote nitrique issu de l’évolution de l’urée dans un sol à

salinité excessive après 28 jours d’incubation est de 4 ppm, représente un taux de

transformation de 0,8 % de la totalité de N appliquée.



nitrique après 28 jours d’incubation est de 2,55 ppm, représente un taux de

transformation de l’ordre de 0,51% de la totalité de N appliquée.


- 88 -


Dans le sol non traité par le sel et à la fin de la durée d’incubation, la quantité

de NO3- produite suite à l’évolution de l’urée est de 316 ppm (soit 63,3 % de la

totalité de N appliquée).

Dans des conditions de salinité excessives, l’influence de la sodicité du sol sur

la nitrification de l’urée est très limitée voir inexistante, puisque la production des

nitrates dans les traitements ayant les différents SAR (0 ; 5 ; 15 et 45) est au plus

bas niveau avec les valeurs respectives (5 ppm ; 6,5 ppm ; 4 ppm et 2,75 ppm). Elle

est incomparable par rapport au témoin avec 316,5 ppm de NO3-. Ce qui montre

l’effet déterminant de la salinité excessives quelque soient les valeurs de SAR

comme l’indique la figure B (NO3- à 200 mole/m3).


- 89 -

S/tableau B (NO3- à 200 mole/m3 ): Influence de NaCl et de CaCl2,2H2O , en concentration égale à 200 Moles/m3 et avec

différentes valeurs de SAR ( 0, 5, 15 et 45) sur l’évolution de l’urée .

SAR

[C]SALINES

FRACTIONS AZOTEES



mole/m3 Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

%

TEMOIN (sol + urée) N-nitri.(NO3-) 0,00 0,00 10,50 2,10 27,50 5,50 121,50 24,30 216,00 43,20 316,50 63,30

0 200 N-nitri.( NO3-)) 0 0 4 0,8 4,5 0,9 5 1 4,5 0,9 5 1

5 200 N-nitri.( NO3-) 0 0 5 1 5 1 5,1 1,02 5,5 1,1 6,5 1,3

15 200 N-nitri.( NO3-) 0 0 3,5 0,7 4 0,8 4,5 0,9 4,5 0,9 4 0,8

45 200 N-nitri.( NO3-) 0 0 1,5 0,3 2 0,4 2,5 0,5 2,5 0,5 2,55 0,51


- 90 -

Figure B (NO3- à 200 mole/m3): Influence de NaCl et de CaCl2,2H2O ,en concentration égale à 200 Moles/m3 et avec

différentes valeurs de SAR ( 0, 5, 15 et 45) sur la nitrification de l’urée .


- 91 -

3/ PRODUCTION DE L’AZOTE MINERAL (NH4++NO3

-)

Pour examiner l’influence de la sodicité sur la minéralisation de N-uréique dans

le sol à salinité excessive (200 Moles/m3), sous les conditions expérimentales

précitées, on considère toujours les mêmes traitements (le traitement témoin et les

traitements ayant les différents SAR : SAR égal à 0 ; SAR égal à 5 ; SAR égal à

15 et SAR égal à 45.Voir le s/tableau B [NH4+ +NO3

-] à 200 mole/m3).

Le s/tableau B [NH4+ +NO3

-] à 200 mole/m3 donne les quantités en ppm et les

taux en % de l’azote minéralisé, dans des conditions de température (28°C) et




Apres 28 jours d’incubation, la minéralisation de l’urée dans le sol n’ayant pas

reçu de sel est de 470,5 ppm (représente un taux de transformation en [NH4++NO3

-]

égal à 94,1% de la totalité de N appliquée).


La production d’azote minéral issu de l’évolution de l’urée dans un sol à salinité

excessive après 28 jours d’incubation est de 55,15 ppm, équivalent au taux

d’évolution en [NH4++NO3

-] égal à 11,03% de la totalité de N appliqué.


La quantité d’azote minéral produite dans le sol à salinité excessive, après 28

jours d’incubation est de 52,65 ppm, représente un taux de transformation en

[NH4++NO3

-] égal à 10,53 % de la totalité de N appliquée.


A la fin de l’expérimentation l’azote minéral recueilli, suite à l’évolution de

l’urée dans le sol à salinité excessive est de 34 ppm, représente un taux de l’azote

organique uréique en [NH4++NO3

-] égal à 6,8 % de la totalité de N appliquée.


- 92 -


En condition excessivement salines au dernier jour d’incubation (28ieme jour), la

quantité d’azote uréique évolue en azote minéral est de 26,8 ppm, équivalent au

taux de transformation de 5,36 % de la totalité de N appliquée.

Dans des conditions excessivement salines, on constate qu’à la fin de

l’incubation, la minéralisation de l’urée dans le sol est fortement inhibée et que

l’effet de la sodicité est négligeable, puisqu’il y a une forte chute de production

d’azote minéral qui passe de 470,5 ppm dans le traitement témoin à de très bas

niveaux de production dans le reste de traitements quelque soit la valeur de SAR et

dont les quantités produites sont approchées entre elles (allant de 55,15 ppm pour

le SAR égal à 0 , à 26,8 ppm pour le SAR égal à 45).

L’écart important de production entre les deux séries de traitements (le témoin

d’une part et les autres traitements d’autre part), indique que l’effet déterminant de

la salinité excessive domine l’effet de la sodicité quelque soient les valeurs de SAR

comme le montre la figure B (NO3- à 200 mole/m3).


- 93 -

S/tableau B ([NH4+ + NO3

-] à 200 mole/m3) : influence de NaCl et de CaCl2,2H2O ,en concentration égale à 200 Moles/m3

et avec différentes valeurs de SAR ( 0, 5, 15 et 45) sur l’évolution de l’urée.

SAR

[C]SALINES

FRACTIONS AZOTEES


0ème jour 3 ème jour 7 ème jour 14 ème jour 21 ème jour 28ème jour mole/m3 Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

% Qttés

ppm Taux

%

TEMOIN (sol + urée) N-minéral 0,00 0,00 84,50 16,90 111,50 22,30 247,50 49,50 367,00 73,40 470,50 94,10

0 200 N-minéral 0 0 39,5 7,9 54 10,8 53,5 10,7 45 9 55,15 11,03

5 200 N-minéral 0 0 44,15 8,83 50,5 10,1 50,3 10,06 51 10,2 52,65 10,53

15 200 N-minéral 0 0 28,5 5,7 31,5 6,3 33 6,6 33,5 6,7 34 6,8

45 200 N-minéral 0 0 17,5 3,5 22,5 4,5 27 5,4 27 5,4 26,8 5,36


- 94 -

Figure B ([NH4

+ + NO3-] à 200 mole/m3) : influence de NaCl et de CaCl2,2H2O ,en concentration égale à 200

Moles/m3 et avec différentes valeurs de SAR ( 0, 5, 15 et 45) sur la minéralisation de l’urée.

Analyse des courbes et interprétation des résultats

- 95 -

La similitude des courbes obtenues en fonction de leur aspect évolutif pour les

différentes phases de minéralisation est représentée par deux cas distincts :

- A faible salinité (3,1 moles/m3).

- A salinité excessive (200 moles/m3).

Il m’a été préférable de faire une analyse explicative basée sur ces aspects de la

manière suivante :

Premier cas : A FAIBLE SALINITE

Dans les conditions contrôlées de l’expérimentation (température et humidité)

et après 28 jours d’incubation dans le sol à faible salinité (la concentration saline

égale à 3,1 Moles/m3), les courbes d’évolution de la production de l’azote issue de

la transformation de l’urée, concernant les différents processus (ammonification,

nitrification et minéralisation), et pour tous les traitements (témoin ; SAR = 0 ;

SAR =5 ; SAR =15 et SAR = 45) ont des aspects évolutifs similaires, avec deux

ensembles de courbes, comme l’indique la (figure X) qui représente l'allure des

courbes marquant l’évolution de l’urée durant différentes étapes de sa

transformation en azote minéral.

- Le premier ensemble des courbes comporte les traitements :

. Le traitement témoin.

. Le traitement ayant SAR égal à 0.


-Le deuxième ensemble des courbes comporte les traitements :




- 96 -

La minéralisation totale

Figure X: allure des courbes de l’évolution de l’urée dans un sol à faible salinité avec différents niveaux de SAR.


- 97 -

On observe que les courbes du premier ensemble (SAR=0 et SAR=5) indiquent

une évolution continuelle , elle est rapide à partir de la première semaine, dans les

différentes étapes de transformation de l’azote uréique en fractions minérales

azotées(NH4+, NO3

- et [NH4+ + NO3

-]) atteignant des taux de transformation

respectifs de : 92,1% (NH4+ = 27,9% et NO3

-=64,2%) et 67,93% (NH4+ = 23,9% et

NO3- = 44,03%).

Par contre pour les courbes du deuxième ensemble (SAR=15 et SAR=45) qui

montrent une évolution assez rapide durant la première semaine dans le cas de

l’ammonification et lente le long des premiers quinze jours dans le cas de la

nitrification et la minéralisation totale puis une inhibition commune de la

production jusqu’à la fin d’incubation où on enregistre les plus bas taux de

minéralisation : 19,1% (NH4+ = 11,5% et NO3

- = 7,6%) pour le SAR=15 et 17,8%

(NH4+ = 11% et NO3

- = 6,8%) pour le SAR=45.

La répartition des deux ensembles de courbes, montre que leur allure générale

semble être influencée par le SAR à partir du seuil (SAR = 15).

Deuxième cas : A SALINITE EXCESSIVE

Sous les mêmes conditions expérimentales, avec un excès de salinité du sol (la

concentration saline est égale 200 Moles/m3), le décrochement des courbes

d’évolution de la transformation de l’urée en différentes fractions minérales azotées

(ammoniacal, nitrique et minéral) est net, comme le montre la (figure Y) qui

représente l'allure des courbes marquant l’évolution de l’urée durant différentes

étapes de sa transformation en azote minéral avec les différents niveaux de SAR.

Il y a :

-D’une part le traitement témoin.

-Et d’autre part, tous le reste de traitements :

. Le traitement ayant SAR égal à 0. . Le traitement ayant SAR égal à 5.

. Le traitement ayant SAR égal à 15. .Le traitement ayant SAR égal à 45.


- 98 -

La phase d’ammonification La phase de nitrification La minéralisation totale

Figure Y: allure des courbes de l’évolution de l’urée dans un sol à salinité excessive avec différents niveaux de SAR.


- 99 -

- La courbe du traitement témoin : l’allure de cette courbe indique une

transformation continuelle de l’urée, en différentes fractions minérales azotées, dans

toutes les phases (ammonification, nitrification) avec des taux de transformation les

plus élevés : 94,1%( NH4+ = 30,8% et NO3

- = 63,3%). On remarque qu’aussi bien

que la minéralisation que l’ammonification et la nitrification traduisent une

évolution nettement ascendante à partir du septième jour, atteignant des productions

relativement plus importantes que celles des autres traitements surtout dans le cas

de la nitrification et de la minéralisation totale. Quant à l’allure de la courbe de

cette dernière, il suit celle de la nitrification.

- L’ensemble du reste de traitements :

Contrairement au témoin, l’allure des courbes des traitements ayant : SAR = 0 ;

SAR = 5 ; SAR = 15 et SAR = 45, indiquent une transformation de l’urée en

fractions minérales azotées très ralentie dès le troisième jour d’incubation ; voire

freiner dans le cas de la nitrification et les taux de transformation de l’azote ainsi

enregistrés sont absolument les plus bas des valeurs obtenues au cour de

l’expérimentation, ils se situent entre 11,03% ( NH4+ = 10,03% et NO3

- = 1% )

dans traitement ayant SAR=0, et 5,36% ( NH4+ = 4,85% et NO3

- = 0,51% ) dans

celui ayant SAR=45. Cette indication est traduite par un aspect évolutif des courbes

proches de l’horizontal, reflétant ainsi, une forte inhibition de l’activité biologique

dans le sol. Ces courbes montrent des positionnements, très rapprochés indiquant

ainsi une ressemblance dans l’intensité de l’activité biologique, ils sont indistincts et

pratiquement soudées surtout le cas de la nitrification.

Il est évident qu’à ce niveau de concentration saline excessive, l’écart de différence

enregistré entre le témoin et le reste de traitements indique une forte inhibition de la

minéralisation de l’azote et que la salinité est déterminante.

A l’issu des constatations faites suite à cette expérimentation il ressort que :

Dans les conditions dans lesquelles l’expérimentation a été déroulée, les

résultats obtenus confirment l’inhibition des processus de transformation de l’azote

organique (ammonification, nitrification) en différentes formes minérales azotées

(NH4+, NO3

-), du fait de l’excès de salinité et de sodicité qui affectent les activités


- 100 -

microbiologiques.Ces derniers réagissent différemment, en effet, vraisemblablement

les germes ammonifiants renferment des souches qui développent une certaine

résistance durant un laps de temps (une semaine).Quant aux nitrifiants, ils se

montrent plus sensibles aux fortes concentrations salines et leurs activités ont été

presque neutralisées. Il semble avoir que l’effet de la sodicité sur l’évolution et la

progression de ces processus dans le sol se manifeste lorsque la charge saline est

faible.

L’explication qu’on peut donner pour justifier ces constatations s’articule sur

les propriétés physiques, chimiques et indirectement biologiques défavorables à

toute activité microbiologique, attribués au sol par l’excès de sel. La concentration

saline de la solution du sol entraine une augmentation de la pression osmotique.

Celle-ci inhibe le développement des micro-organismes en bloquant leurs fonctions

biologiques. Pour rappel, dans un sol argileux soumis aux sels (cas de notre sol

traité avec du sel) l’action de la force ionique se complique par celle du pourcentage

de sodium échangeable (ESP).Ce dernier provoque une dispersion des particules

colloïdales entrainant une réorganisation défavorable des matériaux pédologiques et

une réduction de la circulation de l’eau et de la diffusion de l’oxygène.

Ce qui est cohérent avec certains résultats et opinions, dans le même sens,

avancés par plusieurs auteurs dans des travaux antérieurs:

D’après Dellal et Halitim (1992), les sols sales exercent sur les plantes des

effets physiologiques liés à la pression osmotique excessive et aux concentrations

ioniques déséquilibrées, avec des effets indirects liés aux particularités de leur

microflore : réduction de la respiration et diminution de la densité de la biomasse

(surtout des bactéries nitrifiantes). Cet effet n’est pas une fonction linéaire .Une

valeur seuil de salinité de 15,7 ms/cm, au-delà de laquelle on note une forte chute de

la biomasse microbienne, a été mise en évidence. Toute les espèces telluriques

prises en compte sont affectes à des degrés variables par la salinité. Les germes

nitrifiants sont plus sensibles que les germes ammonifiants. Ils notent par ailleurs

une certaines relations entre le dénombrement de la biomasse microbienne et les

propriétés biologiques des sols. Ils montrent aussi que certaines fonctions


- 101 -

biologiques sont dépendantes du degré de la salinité. Les sols excessivement salés

(22 ms/cm) et sodiques (48% de Na échangeable) sont défavorables à la production

de formes assimilables d’azote et possèdent un faible pouvoir respiratoire.

Razi, 1989, travaillant sur des terres affectées par la salinité à différents

niveaux, a montré que la minéralisation de l’azote dans le sol est inhibée par la

concentration saline la plus élevée et que la catégorie de sel prend place dans le

mécanisme. Les chlorures de sodium, les sulfates, les carbonates de sodium et les

nitrates de calcium, ont beaucoup plus d’action que d’autres sels, et que la

nitrification est plus sensible à la salinité que l’ammonification.

L’influence de la salinité sur les micro-organismes dépend largement des

espèces anioniques et cationiques des sels apportés au sol (Sing et al., 1969 ; Mac

Cormick et Wolf, 1980 ; Agarwal. et al., 1980).

D’après Mac Clung et Frankenberger (1987) et Mac Clung et Frankenberger

(1985), NaCl est plus nocif que Na2SO4.

Pour Frankenberger et Bingham (1982), les chlorures de sodium inhibent

davantage les activités enzymatiques que CaCl2 et Na2SO4.

L’addition au sol de sels solubles diminue l’activité microbienne (Sindhou et

Cornfield, 1967 ; Mac Cormick et Wolf, 1980), mais les valeurs-seuils varient selon

les auteurs.

L’inhibition de l’activité microbienne est constatée à moins de 22 ms/cm (Mac

Crady , 1918), alors qu’une diminution de l’activité microbiologique totale est

observée à des valeurs de salinité très faibles inferieure à 1% de chlorure de sodium,

(Sindhou; Cornfield , 1967 et Laura ,1974).

Selon Raju et Zouggari (1980), une faible teneur en gypse (2,5 à 5%) favorise

la teneur en azote assimilable, vraisemblablement en stimulant l’activité des

bactéries nitrifiantes par le Ca++ (élément nutritif pour ces dernières).par contre,

lorsque cette teneur dépasse 10% la production d’azote assimilable diminue.

Conclusion

- 102 -

Conclusion

L’azote constitue un facteur primordial dans la production agricole, son évolution

dans le sol de sa forme organique non utilisable par la plante à une forme minérale

facilement utilisable est avant tout un ensemble de processus biologiques qui

dépendent étroitement des conditions physico-chimiques dans lesquelles évolue le

sol.

La présente étude a été entamée dans le but de caractériser expérimentalement

l’influence de la concentration saline et de la valeur de SAR sur la minéralisation de

l’urée dans le sol incubé au laboratoire, sous conditions contrôlées de température et

d’humidité, durant quatre semaines. En utilisant les sels de chlorure de calcium

(CaCl2, 2H2O) et de chlorure de sodium(NaCl) à deux niveaux de concentration

(3,1 moles/m3et 200 moles/m3) avec différentes valeurs de SAR (0 ; 5 ; 15 et 45).

L’objectif visé, en fin de ce travail expérimental, est de fournir des données

relatives aux effets de la salinité et de la sodicité, qui caractérisent souvent les régions

arides et semi arides, sur l’évolution de l’azote organique dans le sol sous les

conditions dans lesquelles l’expérimentation a été déroulée.

L’analyse des données recueillies au cours de la cinétique de transformation de

l’azote uréique en NH4+ et NO3

-, met en évidence :

- Les activités biologiques sont à la base de la minéralisation de l’azote pour le faire

passer de la forme organique à la forme ammoniacale et nitrique, les seules formes et

surtout nitrique sont assimilables par les végétaux.

- La présence des sels dans le sol affecte la production de l’azote minéral par leurs

actions directes ou indirectes sur les micro-organismes responsables.

- Une faible salinité (3,1 moles/m3) est à la faveur d’une minéralisation continuelle

de l’azote organique dans le sol, c’est le cas des traitements (SAR=0 et SAR=5) et

dont les taux de transformation de l’azote uréique en azote minéral sont

respectivement de: 92,1% et 67,93%, enregistrés au dernier jour d’incubation. Par

contre avec la charge sodique croissante (SAR=15 et SAR=45) il y a, en général, une

lente évolution, puis une inhibition de la production d’azote minéral atteignant les

Conclusion

- 103 -

plus bas taux à la fin d’incubation: 17,8% pour SAR 45 et 19,1% pour SAR=15. Ce

dernier indique un seuil à partir duquel l’effet inhibiteur de la sodicité sur les

processus de minéralisation de l’azote est net. Cette inhibition est due,

vraisemblablement, à une complication de l’action de la force ionique par celle du

pourcentage de sodium échangeable.

- Une salinité excessive (200 moles/m3) inhibe la minéralisation de l’azote, son

influence est plus marquée sur le processus de la nitrification. L’excès de salinité

perturbe les propriétés physiques et chimiques du sol, précédemment abordé et les

micro-organismes réagissent différemment, en effet, vraisemblablement les

ammonifiants à travers certaines souches se montrent plus résistance que les germes

nitrifiants. À ce niveau de concentration, le facteur « salinité excessive » détermine

par excellence l’intensité de l’activité microbiologiques dans le sol. Les taux de

transformation totale de l’azote ainsi enregistrés se situent entre 11,03% (SAR=0), et

5,36% (SAR=45) ; ils se sont trop réduits comparativement au témoin (94,1%). Il est

évident, que l’écart de différence enregistré entre le témoin et le reste de traitements

indique une forte inhibition de la minéralisation de l’azote organique dans les

conditions excessivement salines et que la salinité est déterminante.

Il ressort cette étude que:

- Les résultats obtenus indiquent une inhibition de la minéralisation de l’azote en

conditions très concentrées et confirment ce qui est original et mérite d’être vérifier.

- La salinité excessive domine l’effet de la sodicité et ce quelque soit la valeur de

SAR.

- L’effet de SAR se distingue et prend place à une faible concentration saline.

- les résultats obtenus de cette étude permettent de suggérer l’intérêt de prendre en

considération les limitations des fonctions microbiologiques en conditions salines,

lors des fertilisations azotées organiques, à cause des risques d’inhibition de certains

processus de minéralisation de l’azote.

Conclusion

- 104 -

Des suggestions à prendre en considération pour des futurs travaux :

Cette étude envisage l’évolution de l’azote organique dans le sol soumis aux

effets de sels, donc elle revêt un intérêt particulier dans leur fertilisation

azotée. Dans cette option, il est souhaitable que d’autres études

complémentaires introduisant une espèce de culture tolérante aux sels soient

réalisées, et ce dans un objectif visant à apprécier les quantités d’azote

effectivement absorbées par le végétal.

L’inachèvement de certains processus tel que l’ammonification, dont l’allure

de la courbe indique une évolution continuelle incessante, préconise une

prolongation de la durée d’incubation.

Les conditions dans lesquelles l’expérimentation a été déroulée sont

contrôlées. Il est utile d’envisager des conditions telles qu’elles sont dans la

nature.

Dans la présente étude les concentrations salines se situent aux deux extrêmes

limites, il est préférable lors des futurs travaux de les fractionner par des doses

intermédiaires (entre faible et excessive salinité), pour pouvoir mieux

apprécier l’action de la charge saline sur la minéralisation de l’azote.

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Sujet: Transformation de l’azote en conditions salines et sodiques.

Résumé

Le rôle de l’azote est primordial dans la nutrition azotée des végétaux, il rentre dans la constitution de la plupart des composés organiques, d’où son intérêt particulier comme élément nutritif essentiel au végétal.

Par voie biologique l’azote organique subit des oxydations et des réductions multiples qui le fixent ou le libèrent. Ces activités biologiques sont, largement, soumise aux conditions du milieu, telles que la salinité et la sodicité. Par conséquent la disponibilité des éléments nutritifs se trouve affectée.

Par le présent travail l’objectif principal visé est l’étude de l’effet de la solution saline en concentration et en catégorie de sel dans le sol sur la minéralisation de l’azote .Pour confirmer ces constatations, nous avons étudié expérimentalement en conditions déterminées et en incubation au laboratoire l’influence du SAR et de la concentration saline de deux sels, il s’agit du chlorure de sodium et chlorure de calcium sur la minéralisation de l’azote apporté au sol sous forme d’urée.

Les résultats obtenus révèlent que l’azote en présence de sels est soumis à diverses contraintes : la teneur en azote assimilable diminue quand la quantité de sel augmente. Lorsque cette dernière est en excès, la quantité d’azote minéralisée se trouve réduite à des traces, dont on parle d’un déficit azoté très marqué.

Ce travail pourrait avoir des applications agronomiques intéressantes dans la mise en valeur des terres, la protection des sols contre les effets de la sodicité et de la salinité et surtout une meilleure maitrise de la fertilisation azotée dans les sols affectés par le fléau de la salinité.

.و تحت ظرف ملح الصودیوم تحول النتروجین تحت شروط ملحیة :موضوعال

ملخص

.یث یدخل في تركیب المادة العضویةالنباتیة ح التغذیةفي أساسیة النتروجین أھمیة إن

ه النشاطات البیولوجیة ذ، لكن ھ ھثبتت أوفتحرره إرجاعو أكسدةمن خلال تفاعلات بیولوجیا العضوي النتروجین یتحول .للنبات الغذائیةعلى توفر العناصر الشيء الذي، ملوحة الصودیومو منھا الملوحة و الوسط القائمشروط كثیرا ب تتأثر

الحالة إلىالعضویة من الحالة النتروجین تحول الملحي نوعا و تركیزا على أثرا لمحلولدراسة إلىیھدف ا العملذھ تأثیر محالیل بدراسة، التجربة محددة ومتحكم فیھاظروف حیث التحضین بواسطة و اللتأكد قمنا مخبری ).تمعدن(المعدنیة

یا المضاف للتربة في التجربة على تمعدن نتروجین الیور اسبنتوال كیزمختلفة الترا كلورید الكالسیوم و كلورید البوتاسیوم .القائمة

القابل (نيتنقص كمیة النتروجین المعد ،ملزم سلوكحكمھ یالنتروجین في وسط ملحي أنتفید بالنتائج المتحصل علیھا )حادة غذائيوھي حالة نقص عنصر (مقتربة من العدمكلما زادت ملوحة التربة وتتضاءل ) للامتصاص من طرف النبات

.)زائدة(جدابوجود تراكیز ملحیة عالیة

من أسباب وآثار الملوحة الضارة الأراضي و حمایتھا في استصلاح تطبیقات زراعیة مھمة یمكن أن یكون لھذا العمل .تسمید النتروجیني في التربة المتأثرة بالملوحةوكذلك التحكم الجید والأمثل في عملیة ال

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