L'"aluminium gratuit" pourrait vous coûter des milliers de dollars en rendement et en qualité

Les éléments invisibles ne sont pas nécessairement sans importance :l'oxygène, le monoxyde de carbone et la gravité, pour n'en nommer que quelques-uns. Ceci est aussi vrai dans le sol qu'au-dessus du sol. Bien que nous ayons tendance à considérer le sol comme « du sable, du limon et de l'argile », il contient de nombreuses choses extrêmement importantes qui sont invisibles ou à peine visibles à l'œil nu. Cela est vrai pour une grande partie de l'écosystème du sol :bactéries, virus, vastes réseaux de champignons microscopiques, insectes effrayants du sol, acariens hideux, racines de plantes tentaculaires, matériel végétal en décomposition, toutes sortes de produits chimiques [naturels]. Les populations d'organismes du sol oscillent énormément, en fonction des conditions environnementales, des réactions chimiques complexes se produisent partout - c'est une guerre où les armes chimiques et biologiques sont la norme, et pourtant il y a de l'ordre, de la beauté et un peu de prévisibilité ! Et pourtant, la plupart sont invisibles.

Zoomons sur un élément économiquement important mais sous-estimé que l'on trouve dans le sol :l'aluminium. À moins que quelqu'un n'ait déjà attiré votre attention sur l'aluminium du sol, vous n'y avez peut-être pas beaucoup pensé auparavant. Cela semble terriblement inintéressant, n'est-ce pas ? ! Lisez la suite uniquement si vous pensez que le rendement, la qualité et la rentabilité des cultures sont intéressants, car l'aluminium est impliqué dans chacun d'eux.

Comment l'aluminium est-il entré dans mon sol ?

Il y a plusieurs années, j'ai eu une conversation avec une personne qui était surprise et pas un peu dérangée que l'aluminium ait en quelque sorte fait son chemin dans leurs sols! C'était probablement un réconfort pour eux d'apprendre que l'aluminium est naturel et abondant dans la croûte terrestre, et n'est pas seulement le résultat des détritus, des complots gouvernementaux, de la pollution industrielle ou du gouvernement russe. En fait, l'aluminium représente 8 % du poids de la croûte terrestre, ce qui en fait le troisième élément le plus abondant sur terre, derrière l'oxygène et le silicium.

Peut-être que quelqu'un trouvera une exception un jour, mais pour autant que je sache, l'aluminium n'est pas un nutriment essentiel pour tout organisme vivant . Pour la plupart, l'aluminium est un composant de nombreux minéraux du sol stables qui sont parfaitement sûrs à manipuler et dans lesquels les plantes peuvent pousser. L'aluminium du sol devient problématique dans de nombreux systèmes de culture lorsque les sols sont acides (c'est-à-dire à faible pH). Dans des conditions de sol acides, l'aluminium passe de plus en plus de la phase minérale insoluble aux phases solubles souvent appelées « aluminium libre » et notées « Al ³⁺ . '. L'aluminium gratuit présente plusieurs coûteux problèmes agronomiques.

Si l'aluminium libre est vraiment un problème, pourquoi n'en ai-je jamais entendu parler ?

L'aluminium libre est présent à des niveaux toxiques pour les cultures dans 1,7 milliard d'acres dans les seuls tropiques, et peut être impliqué, au moins de manière secondaire, dans la pauvreté, la malnutrition et la famine généralisées dans ces régions. Dans le nord-est des États-Unis, les problèmes de fertilité des sols liés à l'aluminium peuvent (j'estime) entraîner des pertes de rendement de plus de 30 % lorsqu'ils ne sont pas gérés de manière appropriée. D'autres pertes résultent de la qualité réduite du fourrage. Entre la perte de rendement des cultures et la qualité réduite du fourrage, l'impact économique total de l'aluminium libre dans le sol peut facilement dépasser 200 $/acre/an dans les systèmes de culture laitière. On peut dire sans se tromper que l'aluminium libre a rendu certaines fermes/champs peu performants, voire même défaillants.

La principale raison pour laquelle nous n'entendons pas davantage parler de l'aluminium libre dans le sol aux États-Unis est que nous avons tendance à parler davantage du pH du sol que de l'aluminium. Le pH du sol a une influence puissante sur la chimie du sol. L'augmentation de l'acidité rend l'aluminium libre beaucoup plus abondant, ce qui entraîne de nombreux effets agronomiques "en aval".

Dans la plupart des cas, l'accent mis sur le pH plutôt que sur l'aluminium est approprié car 1) nous ne pouvons pas éliminer physiquement l'aluminium du sol; 2) les problèmes liés à l'aluminium sont fortement corrélé au pH du sol; 3) les problèmes liés à l'aluminium peuvent généralement, avec le temps, être atténués en ajustant le pH; et 4) le pH n'affecte pas seulement la capacité de l'aluminium :bien que tous soient des nutriments essentiels pour les plantes, le fer, le manganèse et le calcium peuvent tous causer des problèmes liés aux nutriments à certaines plages de pH du sol.

À un pH modérément bas (4,5-6,2), les principaux problèmes que l'aluminium libre présente pour les cultures en croissance sont :

• Liant (immobilisant) le phosphate soluble, le rendant indisponible pour la culture adoption . Même si nous faisons beaucoup d'histoires au sujet de la gestion du phosphore là où je vis dans le Vermont, BEAUCOUP d'acres de terres cultivées dans l'État manquent gravement de phosphore. Dans une large mesure, ce problème est induit par l'acidité du sol. L'aluminium libre libéré en raison de l'acidité du sol lie volontiers et fortement le phosphate soluble, le rendant indisponible pour l'absorption par les cultures.

• Déplacer d'autres éléments nutritifs chargés positivement qui, contrairement à l'aluminium, SONT essentiels . La « capacité d'échange cationique » (CEC sur votre rapport d'analyse de sol) est une indication de la capacité d'un sol particulier à stocker des atomes chargés positivement (ions) tels que le calcium (Ca ²⁺ ), potassium (K ⁺ ) et magnésium (Mg ²⁺ ). Considérez CEC comme le "garde-manger" du sol . Les niveaux typiques de CEC dans les sols agricoles du Vermont varient de 4 à 25 meq/100g. L'argile et la matière organique du sol augmentent la CEC et constituent essentiellement les étagères du garde-manger. Dans des conditions acides, l'aluminium libre occupe résolument plus de positions CEC et déplace une proportion variable de ces autres nutriments qui seraient autrement dans ces positions.

Bonnes et mauvaises nouvelles

Étant donné que l'aluminium libre est et a toujours été 1) abondant; 2) non essentiel ; 3) biologiquement problématique, il n'est pas surprenant que de nombreux organismes disposent de moyens pour gérer sa présence dans leur environnement. L'une des défenses les mieux comprises des racines des plantes est la sécrétion d'acides organiques (tels que les acides citrique et malique) qui "chélatent" (c'est-à-dire lient) l'aluminium libre. C'est la bonne nouvelle .

La mauvaise nouvelle est que 1) toutes les défenses ont des limites; et 2) certaines espèces végétales ont de meilleures défenses contre la toxicité de l'aluminium que d'autres. En dessous d'un pH de 4,5, l'abondance d'aluminium libre est si écrasante pour de nombreuses espèces végétales que les mécanismes de défense normaux des plantes ne sont souvent pas suffisants. Dans ces situations, la toxicité directe et indirecte pour les racines et les systèmes des plantes comprend généralement :

• Retard de croissance des racines primaires en inhibant la division cellulaire et allongement
• Inhibition de la formation de racines latérales.
• Diamètre des racines réduit et augmentation de la fragilité des racines.
• Réduction du développement des poils absorbants.
• Structure endommagée et fonction perturbée de membrane cellulaire nda.
• Plus de schémas de ramification des racines aléatoires.
• Voies de signalisation/communication perturbées dans et entre les cellules végétales.
• Interférence avec l'absorption et le métabolisme des nutriments essentiels (au niveau moléculaire niveau, pas seulement en raison d'un mauvais développement des racines).
• Sensibilité accrue aux maladies secondaires (opportunistes).
• Sans surprise, diminution de l'absorption d'eau et de nutriments, et finalement réduction du rendement des cultures.

Le pH de mon sol est de 5,6, ce qui est suffisamment élevé pour que la toxicité de l'aluminium libre ne soit pas un problème.

Il y a deux choses à garder à l'esprit avant de conclure que votre acidité modérée n'est pas un problème agronomique et économique sur votre cultiver. Premier , dans de telles conditions, la disponibilité du phosphore est affectée négativement par l'aluminium libre. Alors que les niveaux élevés de phosphore sont un problème dans certains champs du Vermont, beaucoup des rapports d'analyse de sol que je vois de l'est du Vermont sont plutôt faibles. Certains sont extrêmement bas. Étant donné qu'il existe une relation très étroite entre le phosphate disponible dans le sol et le rendement des cultures, les agriculteurs doivent s'alarmer lorsque leurs rapports d'analyse de sol indiquent que le phosphate extractible est inférieur au niveau optimal. Deuxièmement , si le pH MOYEN du sol est de 5,6, vous avez probablement de nombreuses zones (grandes et petites) où le pH est beaucoup plus bas et où les problèmes agronomiques liés à l'aluminium sont plus évidents. Certaines de ces zones auront des effets toxiques sur les racines - rendant les nutriments et l'eau dans ces zones moins disponibles pour être absorbés par la plante affectée. L'image ci-dessous montre un champ qui était, en moyenne, supérieur à 6,2, mais le coin illustré variait de pH 4,0 (le blé qui est presque mort) à 4,4 (le blé d'apparence plus saine).

Pour de nombreux champs du nord-est des États-Unis, l'atténuation et la prévention du développement d'une forte acidité du sol devraient être une priorité absolue. À moins que la chaux ne soit incorporée dans le sol, cela peut prendre des années pour que la chaux se déplace et neutralise le pH dans les quelques centimètres supérieurs du sol. Ainsi, si vous avez une situation d'acidité du sol sévère et que les conditions du sol s'y prêtent bien, envisagez d'incorporer de la chaux pour accélérer l'effet.

Matériel de référence :

Delhaize, E., et P. Ryan. Toxicité et tolérance de l'aluminium chez les plantes. Physique Végétale. (1995) 107:315-321. En ligne.

Dragana Krstic, Ivica Djalovic, Dragoslav Nikezic et Dragana Bjelic (2012). Aluminium dans les sols acides :chimie, toxicité et impact sur les plants de maïs. Production alimentaire - Approches, défis et tâches, Prof. Anna Aladjadjiyan (Ed.), ISBN :978-953-307-887-8, InTech. Disponible en ligne.

Harter, R. D., Sols acides des tropiques. Note technique ECHO. 2007. En ligne.

Université d'Hawaï à Manoa. Sols tropicaux très altérés. En ligne

Université d'Hawaï à Manoa. Minéralogie des sols. En ligne

Panda, S.K., Baluska, F. et H. Matsumoto. Signalisation du stress par l'aluminium chez les plantes. dans le comportement des signaux des plantes. juillet 2009 ; 4(7) :592-597.

Scheffer-Basso, S., B. Prior. Toxicité de l'aluminium dans les racines de semis de légumineuses évaluée par analyse topologique. Acta Sei., Agron. vol.37 n°1. janv./mars. 2015. En ligne.

Schulte, E.E., et K.A. Keller. A2520 – Sol et phosphore appliqué. Comprendre les éléments nutritifs des plantes. 1996. Extension de l'Université du Wisconsin. En ligne.

Victoria Agriculture. Sols acides. Avril 2005. Numéro de note :AG1182. En ligne.

Enregistrer