Détermination de la teneur en humidité du sol

La quantité d’eau contenue dans le sol est une composante importante des processus biologiques et écologiques et est utilisée dans des applications telles que l’agriculture, la prévention de l’érosion, le contrôle des inondations et la prévision de la sécheresse.

Les sols contiennent généralement une quantité finie d’eau, qui peut être exprimée par la teneur en humidité du sol. L’humidité existe dans le sol à l’intérieur des espaces poreux entre les agrégats de sol, appelés espace poreux inter-agrégats, et à l’intérieur des pores des agrégats de sol eux-mêmes, appelés espace poreux intra-agrégats. Si l’espace interstitiel est entièrement occupé par l’air, le sol est complètement sec. Si tous les pores sont remplis d’eau, le sol est saturé.

La mesure de la quantité d’eau contenue dans le sol, ou de la teneur en humidité du sol, est essentielle à la compréhension des caractéristiques du sol et des types de plantes et de micro-organismes qui y résident.

Cette vidéo présentera les bases de la teneur en humidité du sol et démontrera la procédure de détermination de la teneur en humidité en laboratoire.

Dans les environnements extérieurs, l’eau est ajoutée au sol naturellement par la pluie ou délibérément avec l’irrigation des plantes. À mesure que les pores du sol se remplissent d’eau au détriment de l’air, l’humidité du sol augmente. Lorsque tous les pores sont remplis d’eau, le sol est saturé. Si le sol à la surface est saturé, l’excès d’eau s’écoulera vers le bas à travers les pores dans un sol plus profond. La lixiviation se poursuit jusqu’à ce qu’il n’y ait pas assez d’eau pour saturer tout l’espace interstitiel. À ce stade, les pores contiennent de l’air et de minces films d’humidité. Les films d’eau à l’intérieur des pores sont maintenus par la tension superficielle des colloïdes du sol, de sorte que l’eau arrête la lixiviation.

Une fois que la lixiviation a cessé et que l’excès d’eau s’est drainé du sol, le sol est décrit comme étant à pleine capacité. Le sol à la capacité du champ a des pores partiellement remplis d’air, entourés de films d’humidité. Le sol à la capacité du champ est optimal pour la croissance des plantes et les microorganismes aérobies du sol, car l’air et l’eau sont disponibles. En revanche, un sol saturé, où tous les pores sont remplis d’eau, créera un environnement anaérobie capable de tuer les plantes et de supprimer les microbes aérobies du sol.

La masse de sol humide est constituée de la masse des particules de sol sec, plus la masse de l’eau dans le sol. La masse sèche des particules de sol est fixe, tandis que la quantité d’eau dans un sol humide peut varier. Par conséquent, la teneur en humidité est calculée sur une base sèche, plutôt que sur une base de masse totale, pour assurer la cohérence. La teneur en humidité du sol est décrite comme le rapport entre la masse d’eau contenue dans le sol et le sol sec. La masse d’eau est déterminée par la différence avant et après séchage du sol.

L’expérience suivante démontrera comment mesurer la teneur en humidité du sol en laboratoire en utilisant ces principes.

Pour commencer, prélevez des échantillons de sol et transférez-les au laboratoire. Des échantillons de sol peuvent être prélevés sur le terrain à l’aide d’une tarière ou d’une truelle. L’utilisation d’une tarière permet d’échantillonner le sol à des profondeurs spécifiques. Transférez-les dans le laboratoire. Peser deux plats en aluminium et enregistrer avec précision le poids de chaque plat. Aliquotez environ 20 g de terre humide dans chaque plat en aluminium, puis remettez le plat en poids. Soustrayez le poids du plat vide du plat plein pour acquérir le poids du sol humide.

Ensuite, sécher le sol pendant la nuit dans un four réglé à 105 ° C. Le lendemain, retirer délicatement les échantillons de sol du four à l’aide de pinces. Placez les échantillons de sol sur le dessus du banc pour les refroidir. Lorsque les échantillons de sol sec sont frais, les re-pondérer et enregistrer le poids total. Soustrayez le poids du plat en aluminium et enregistrez le poids du sol sec.

Calculez la teneur en humidité du sol en soustrayant le poids du sol sec du poids du sol humide, puis en divisant par le poids du sol sec.

Bien que la mesure soit simple, il est important de déterminer la teneur en humidité du sol afin de mieux comprendre les caractéristiques du sol.

La teneur en humidité du sol joue un rôle important dans les préoccupations environnementales, en particulier lorsque l’on considère le ruissellement du sol pouvant contenir des engrais et des pesticides. Dans cet exemple, le ruissellement du sol a été analysé à l’aide d’une étude de pluie simulée afin de déterminer la rétention d’un composé dans un sol humide.

Le sol contenant de l’urée a été emballé dans des boîtes de terre et assemblé sous un simulateur de pluie. Le ruissellement du sol a été recueilli et la concentration d’urée dans l’eau de ruissellement calculée. La quantité d’urée dans le ruissellement du sol était plus élevée pour les sols ayant une teneur en humidité plus élevée, ce qui indique que l’urée est mieux absorbée dans un sol plus sec que dans un sol humide.

Le devenir des produits chimiques dans le sol peut également être analysé par échantillonnage direct de l’eau interstitielle, à l’aide d’un lysimètre, comme le montre cet exemple. Dans cette expérience, des lysimètres, ou longs tubes métalliques, ont été installés dans le sol avec du gazon pour analyser l’eau interstitielle dans le sol végétatif.

L’échantillonneur d’eau interstitielle a ensuite été installé et l’eau pompée du lysimètre après application de produits chimiques sur le sol. L’eau recueillie a ensuite été analysée et la concentration de produits chimiques appliqués a été corrélée à la profondeur du sol et à la teneur en humidité.

Les résultats ont démontré que la concentration de l’herbicide monosodique arséniate de méthyle, ou MSMA, était la plus élevée dans les 2 cm supérieurs du sol.

Vous venez de regarder l’introduction de JoVE à la teneur en humidité du sol. Vous devez maintenant comprendre comment mesurer avec précision la teneur en humidité du sol en laboratoire. Merci d’avoir regardé!