Fruits

Vol . 21 . no 10, 1966

Variations saisonnières des caractéristiques physico-chimiquesd'un sol volcanique du Camerou n

par J. GODEFROY et P. LOSSOISInstitut Français de Recherches Fruitières Outre-Mer (I . F . A . C .) .

VARIATIONS SA ISONNIPRE SDES CARACTERIS71QUES PHYSICO-CHIMIQUE S

D'UN SOI. VOLCANIQUE DU CAMEROUN

Par J . GODEFROY et 1 ' . l_ossois (I . F . A . C .) .

Fruits, vol . 21, n" 10, 1109 . 1966, p• 535 à 54 2 .

5,3 5

L 'essai dont les résultats sont donnés dans cett eétude a été réalisé à la Station de Nyombé (Camerou noccidental) en 1959-1960 . Il était destiné à étudier le svariations, selon la saison, des différents éléments d usol : humidité, 15H, C total, N total, NH 3 , NO 3 , base séchangeables : K, Ca, Mg, Na, capacité d ' échange : T ,coefficient de saturation : V, P 205 assimilable .

Dispositif et conduite de l'essai .

L'essai a été construit suivant un dispositif en carr élatin avec 16 traitements, ces traitements corres-pondent aux différentes dates de prélèvements de sol .

L'essai intéressait une surface de 12,8o x 12,8o m =163,84 m 2 avec 16 x 16 = 256 parcelles de o,8o xo,8o m, soit o,64 m 2 .

Chaque mois, pendant 16 mois, on a prélevé 16 échan -tillons de terre de o 10 cm de profondeur . Chacun de s16 échantillons prélevés mensuellement dans les par -celles était constitué de 40 « carottes » de terre d ' envi-ron 75 g .

Le sol sur lequel a porté cet essai est un sol volca-nique jeune, faiblement ferrallitique (classification

RÉSUMÉ. — L'essai décrit par les auteurs a été réalisé sur u njeune sol volcanique du Cameroun ; il met en évidence une baissemoyenne mensuelle de la teneur du sol en matière organique d el'ordre de 1,1 p . cent qui entraîne celle de l'azote des bases échan-geables et de la capacité de fixation liées à la teneur en carbone .

Ces diminutions marquent plus ou moins l'effet des variations sai-sonnières ; néanmoins, il apparaît nécessaire pour suivre l'évolutio nd'un sol, de faire des prélèvements chaque année à une date bie ndéterminée .

Il est non moins indispensable de disposer d'un échantillon d eréférence qui permette de tester l ' erreur expérimentale de l'analyse.

française), dont la mise en culture remonte à plusieur sdizaines d ' années .

Le terrain, en non-culture depuis plusieurs années ,était recouvert de graminées spontanées avec forte do-minance de sissongho (Pennisetunt purpureum) attei-gnant 3 à 4 m de hauteur . Il a été défriché en décembre1958 . La végétation a été enfouie superficiellement ave cun appareil à disques puis on a effectué un sous-solag edans un seul sens tous les mètres, à o,6o-o,8o m d eprofondeur .

Après les travaux culturaux indiqués, cette parcellea été semée en Pueraria . Il était prévu dans le proto-cole de l'essai que l 'on maintiendrait un couvert dePueraria de 20 à 30 cm, comme on le pratique en ba-naneraie . En fait, en terrain découvert, en voulantmaintenir une couverture de Pueraria limitée, on a fa-vorisé le développement des graminées .

Les analyses ont été effectuées au Laboratoire d el 'ORSTOM à Dakar . Avec chaque série de 16 échantil-lons, l ' analyse d ' un échantillon de référence a été effec -tuée . L'étude des variations des résultats trouvés pou rcet échantillon a permis de calculer l'erreur expérimen-tale due à l'analyse .

Nruils

- \'ol . 21 . n° III, 19611

53 7

août 1959, et une autre beaucoup plus importante d enovembre 1959 à février 1960 .

-- deux faibles remontées en période de pluie smoyennes, mai-juin et août-septembre 1959, suivie sd'une forte remontée en février-mars 1960, début despluies. Aucune observation précise n'avant été fait esur le stade de développement atteint par les plante sadventives aux différents mois, ni sur les périodes defanaison qui correspondent à un enrichissement du so len matière organique, il paraît difficile d'avancer un eexplication pour les variations saisonnières ainsi ob-servées .

Azote total .

Les coefficients de variation des échantillons men-suels vont de 7 à 23 p. cent, la majorité d'entre eux sesituant entre 12 et 15 p . cent . Le coefficient de varia-tion d'analyse de l'échantillon de référence est d e4,7 p . cent ; celui obtenu pour une même série d'ana-lyses avec 12 répétitions est de 2,3 p. cent .

Ceci montre que l 'erreur d 'analyse est plus élevé eentre des séries d'analyses différentes que pour un emême série .

Les résultats des analyses de sol ont été rectifiés e nconséquence suivant les normes indiquées plus hau t11 en résulte une courbe des teneurs en azote (fig . 4 )de même allure que celle des teneurs en carbone, c equi est tout à fait normal, 90 % de N étant sousforme organique .

Cependant les 2 courbes diffèrent par 3 caractères :— de mars à novembre, les teneurs en N oscillen t

autour d 'une même valeur moyenne, alors que le tau xde carbone malgré les oscillations saisonnières diminu erégulièrement ;

- de novembre à février, la baisse des teneurs en Nest relativement plus accusée que pour le carbone .

-- Au total la teneur en N diminue moins rapide-ment que celle en C, passant de 3,81 en avril 1959 à3,46 en avril 1960, soit une baisse mensuelle de 0,9 p .cent au lieu de 1,1 p. cent pour le carbone .

L 'analyse statistique confirme ces observations .Les équations de régression de l 'azote et du carbone ,

en fonction de la durée de l 'essai, diffèrent peu l ' un ede l'autre :

p . cent carbone = 3,74 — 0,034 rp. mille azote = 3,96 — 0,031 r

mais la corrélation avec la durée de l 'essai est moin sétroite pour l 'azote que pour le carbone .

r = 0,62 au lieu de 0,72 .

La corrélation entre N et C (fig . 5) est très bonne :

r = 0,80 .

Rapport C/N .

L 'évolution dans le temps du rapport C/N (fig . 6 )rend plus évidente encore la différence dans l'évolutiondes deux courbes : chute du rapport C/N d ' avril à septembre 1 959 ,

C diminuant relativement plus que N .remontée du rapport C/N de décembre à mars

consécutive à la baisse brutale du taux (l'azote entr edécembre et janvier .

Les limites entre lesquelles évolue ce rapport, de 1 0

à 8,8, indiquent une vitesse de minéralisation intense ;cependant il est remarquable que les taux de 9,9 et10,1 du début de l'essai ne sont plus jamais atteintspar la suite ; et sur la figure 7 les taux de carbone cor-respondants, apparemment élevés, pourraient trouve rleur explication dans le compte rendu de l'essai :

« Le terrain a été défriché en décembre 1958, la vé-gétation a été enfouie superficiellement avec un appa-reil à disques ; non décomposée pendant la saison sèch eelle se serait retrouvée 3 mois plus tard à l ' analyse chi-mique .

De fait, si on élimine les deux premiers prélèvements ,le coefficient de corrélation entre C et N passe de o,8 oà o,89 .

Azote minéral .

Nous n ' avons pas calculé les coefficients de variationdes échantillons mensuels, mais l'étude des résultat smontre des variations extrêmement importantes entr e2 échantillons voisins . Elles sont couramment de l'ordr ede i à 10 (valeur relative) . Cet te grande hétérogénéit és 'explique par le fait que l 'azote minéral, soit sou sforme NH 3 , soit sous forme NO 3 , est directement liéà la microflore du sol et, par conséquent, soumis à d etrès larges fluctuations .

Il y a des variations très importantes d'un mois àl ' autre :

N sous forme NO 3 varie de 1 à 55 p . p . m . ,N sous forme NH 4 varie de o à 22 p . p. m . ,

mais il est difficile de déterminer, d 'après les résultat sobtenus, un cycle saisonnier .

Il y a une certaine liaison avec la variation du rap-port C/N, mais non avec la valeur absolue de ce rap-port . Ainsi, les maxima de la courbe de N minéral

338

Fruits - - Vol . 21, n'' Ill, 1966

correspondent sensiblement aux maxima de la courb ede C/N, et il en est de même pour les minima . Il n 'es tcependant pas possible de mettre en évidence de cor-rélation simple .

Complexe absorbant .

Capacité d 'échange 7' .

Les valeurs du témoin ne sortant pas des limites d el'intervalle de confiance, aucun résultat d'analyse n' aété ajusté.

Les coefficients de variation établis mensuellemen tsur les 16 échantillons varient de 7 à 17 °,,, la valeu rla plus fréquente étant de l 'ordre de ro °,, .

Le coefficient de variation d 'analyse (le l 'échantil-lon de référence est (le 7,2 p. cent : celui de l'erreurd 'analyse pour une même série est du même ordre d egrandeur .

La variation de T d ' un mois à l'autre (fig . 8), estliée à celle du carbone ; il existe entre T et C une cor-rélation supérieure à celle entre T et N (fig . 9) :

Y = 0,95 avec C contre o,8o avec N .

Cependant, la décroissance (le T, de mars à mai 1959 ,et de novembre 1959 à lévrier 1960, est moins rapid eque celle de C (fig . 7) ; d 'où un coefficient de corréla-tion avec la durée de l'essai plus faible pour T qu epour C :

r. . = 0,58 contre r, . = 0,72 .

Humification .

Bien que l 'analyse des matières humiques n 'ait pasété effectuée clans cet essai, on peut apprécier indirec -tement le degré d'humification et la nature des com-plexes humiques formés en étudiant la valeur de lacapacité de fixation T, rapportée au p . cent de la ma-tière organique, on du carbone .

L'étude de la courbe de T IC (fig . 1o) montre qu eT/C augmente pendant la durée de l'essai, alors que Tet C diminuent . Autrement (lit, si l'on admet que l agranulométrie ne varie pas, ce qui est vraisemblable ,pour une même quantité de C total, la capacit é(l ' échange « relative » s ' est élevée au cours des 16 moi sde l ' essai . On peut donc admettre que la qualité de l amatière organique a changé et qu ' il v a eu formatio n(l'humus colloïdal .

Cette augmentation (les matières humiques se faitpar paliers ; elle est particulièrement importante pen-dant la saison sèche .

On peut penser que la formation d'humus est conti-nue . A certaines périodes, la quantité d 'humus qui seforme est égale à la quantité qui se détruit et on ob-serve sur la courbe un palier (juin à novembre) . Ensaison sèche (novembre à février) la destruction es tralentie, d'où l 'augmentation du rapport T/C .

Si l'on étudie la régression de T/C par rappor tà C (fig . Ir), on observe une corrélation négativ er = --- 0 ,75 .

Bases échangeables.

Potassium échangeable (fig . 12) . C'est l'élément pourlequel les coefficients de variation des échantillons d esol sont les plus élevés : 18 à 35 p . cent, les valeurs lesplus fréquentes étant de l'ordre de 25 p . cent .

Ceci nous montre la grande variabilité des teneursd'un emplacement à un autre, et donc l'importance d el 'échantillonnage pour l'étude de cet élément . Le coeffi-cient de variation de l'échantillon de référence est pa rcontre faible, 3,6 p. cent, et les valeurs trouvées resten tcomprises à l 'intérieur des limites de l ' intervalle deconfiance déterminé par le laboratoire de Hann .

La teneur du sol en cet élément est en bonne corré-lation avec celle du carbone (fig . 13), r = 0,72 . On re -trouve donc comme pour N et T une courbe de varia-tions saisonnières et une diminution de teneur dans letemps identique à C (fig . 12) . Mais, comme pour N ,la corrélation avec le taux de carbone est sensiblementaméliorée si on élimine les deux premiers prélèvements ,ce qui semble confirmer que la matière organique en -fouie en début d'essai est la cause des teneurs élevée sen C de ces 2 premiers prélèvements .

Corrélation entre :

Azote

Potasseet Carbone et Carbone

Tous prélèvements compris . r = o,8o

r = 0,722 premiers prélèvements éli -

minés r = 0,89

r = 0,8 2

Il existe également une corrélation avec la capacit éd'échange T, mais avec une dispersion des points plusimportante (fig . 14) .

La teneur en potassium est élevée en valeur absolu eles moyennes des 16 échantillons mensuels varient d e2 à 3,4 méq p . cent. La valeur relative par rapportà la somme des bases, S est également élevée :

K/S est de l'ordre de 1/ro .

La corrélation entre K et S est bonne, r == 0,7 8c ' est aussi ce que traduit le diagramme triangulair eK --- Ca -- Mg (fig . 15) .

ESSAI BANANIER CAMEROUN

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Lial tes eupérleure et Snférieure de 1'L- .tervelle de centaine,, calculées our 1' ensemblede l'essai .

mSEnne ' 2,68 valeur moyenne de 1 ( dcnantillon de aif0renee eu cours de tout fessai .

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Nol . 21, n" LU, 1966

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Les teneurs varient de 17 à 22 meq pour zoo g d esol, représentant environ 7 0 p. cent de la somme deshases . Cet élément suit la même courbe de variation ssaisonnières que la matière organique ; les conclusion ssont donc identiques à ce qui se passe pour K (fig . 16) .Le coefficient de corrélation entre K et Ca a pour va -leur, r = 0,69 .

Magnésium échangeable . — Les coefficients de varia-tion mensuels sont de 13 à 46 p . cent . Ils sont les plusélevés pendant les 7 premiers mois : 29 à 46 p . cent ,ce qui représente des variations de 3 à 9 meq p . centpour des échantillons prélevés le même jour sur un esurface de 1/6o ha (rappelons que chaque échantillo nest constitué de 40 « carottes ») ; par la suite le coeffi-cient de variation se maintient entre 15 et 20 p . cent .

Le coefficient de variation de l 'échantillon de réfé-rence est également très élevé : 36 p . cent .

L ' erreur expérimentale est trop élevée pour que l ' onpuisse attribuer une signification à la variation de l acourbe (fig . 17), d ' autant plus qu'il semble que celle-c isoit en liaison avec la variation de l 'échantillon de réfé-rence (r = 0 ,43) .

La teneur moyenne des échantillons en Mg échan-geable varie de 4 à 6 méq p . cent . Elle intervient pou r8 à 12 p. cent dans la somme des bases .

Sodium échangeable . - - Les coefficients de variatio ndes échantillonnages mensuels varient de 10 à 28 p . centla moyenne se situant autour de 20 p. cent .

Les variations de l'échantillon de référence sont trèsimportantes, du même ordre de grandeur que pour Mg ,avec un coefficient de variation de 33 p . cent .

Les teneurs varient de 0,40 à 0,95 méq, représen-tant environ 2 p . cent de la somme des bases .

La courbe de variation suit les mêmes mouvement sque celle du carbone, comme pour les autres élément séchangeables .

La corrélation avec C est bonne, r = 0,83 .

Somme des bases échangeables . -- Les coefficients devariation mensuels vont de ro à 19 p . cent, la moyenn eétant de 15 p . cent . Pour l 'échantillon de référence, l ecoefficient de variation est de 10,5 p . cent .

La variation saisonnière est identique à celle de Ca ,cet élément représentant les 213 de la somme des bases .

Cette somme varie de 24 à 31 méq . pour 10o gr d eterre. Il y a une corrélation positive avec le carbone .

Rapport K/Mg . Il est difficile d ' interpréter la va-riation de ce rapport, étant donné l'importance d el ' erreur sur Mg. Ce rapport varie de 0,4 à 0,7 .

Rapport Ii /Ca et K/T . Il semble se produire un ecertaine diminution de ces rapports au cours de s16 mois, mais il est peu probable que ces diminution saient une répercussion sur la nutrition .

Rapport Mg/Ca . La valeur de ce rapport est d el ' ordre de 1/4 (variations de 0,23 à 0,31) .

pH .

Les valeurs du pH mesurées mensuellement varien tpeu entre les 16 échantillons . Les coefficients de variation scalculés par mois (n = 16) varient de 1,1 à 2,7 p . centet pour la totalité des échantillons (n = 256) CV =r,8 p . cent . Notons que de tout es les mesures effectuées ,c 'est le pH qui a le plus petit coefficient de variation .

Pour l'échantillon de référence : CV =- i p . cent .Il existe une variation saisonnière du pH de l 'ordrede o,4 unité pH, cette variation est significative. Le spH bas correspondent à la saison des pluies (6,2 à 6,3) ,les pH les plus élevés à la saison sèche (6,5 à 6,6 )(fig . 19 et 20) .

En fait, la corrélation entre le pH et la pluviosité dumois précédant le prélèvement de l 'échantillon estfaible et négative, r =

0,41 .

Assez paradoxalement, la corrélation entre le pH etla pluviosité moyenne sur 14 années est meilleure quecelle entre le pH et la pluviosité de l ' année de l ' essai .r = - o,55 . ( ' ette constatation nous a fait penser qu ela variation saisonnière du pH était plus liée à l asaison, c 'est-à-dire à un ensemble de conditions clima-tiques, qu 'à un seul des facteurs : la pluie . De mêmeque pour la pluviosité, il y a une corrélation négativeentre le pH et l'humidité du sol au moment du prélè-vement, mais un certain nombre de points sont éloi-gnés de la droite de régression : r = — 0,36 .

La corrélation entre le pH et la température moyenn emensuelle des années 1959-1960 est bonne : r = o,6 6pour 14 observations. Quatre points sont éloignés dela droite de régression : ils représentent mai, juin e toctobre 1959, mars 196o . Ces points correspondent auxinter-saisons et l'on retrouve ces mêmes points aber -rants dans la corrélation a pH/pluviosité moyenne de14 années » .

Nous avons également essayé de relier la variationdu pH à l ' humidité relative moyenne de l ' atmosphère .Il existe une corrélation négative, mais la dispersio ndes points est très importante : r = — 0,41 .

Ce sont donc les facteurs a eau» et «température»

5-12 Fruits

Vol . 21, n" 10, 196 0

qui semblent avoir une action déterminante sur la va-riation saisonnière du pH . Ces différents facteurs sont ,dans le cas précis de l'essai, reliés par l'équation pH =1 H- 0,015 H -{- 0,0191 ois H désigne l 'hygrométri emoyenne mensuelle à 13 heures, et T° la tempé-rature .

Coefcient de saturation I' .Entre la somme des bases échangeables et la capa -

cité d 'échange, la corrélation est bonne, r = 0,83 .L 'allure générale de la variation saisonnière est trè s

comparable à celle du pH, c'est-à-dire que le degré d esaturation en bases est minimum pendant la saison de spluies (fig . 21) . La corrélation entre V et pH est seu-lement moyenne : r = 0,64 (fig . 22) .

On peut donner deux explications à cela :1) Le pH est proche de la neutralité (6,2 à 6,6) e t

le coefficient de saturation est élevé (77 à 93 p . cent) ;par conséquent les gammes de variation sont peu éten -dues .

2) Le type de sol où est réalisé l'essai est riche e naluminium échangeable, et il est vraissemblable qu el 'on obtiendrait une meilleure corrélation c'n incluan tl'ion Al d+-'-2 , dans la somme des bases échangeables .

Phosphore total .

Le dosage de cet élément n'a été effectué que pou r3 mois : juin, juillet et septembre 1y59 . Les coefficient sde variation pour ces mois sont de 32, 22 et 29 p . cent ,et les valeurs moyennes en 1' 2 O, p . mille : 5,5-5,6-7,0 .Ce sol est donc bien pour vu en phosphore .

Phosphore assimilable .

Les coefficients de variation vont de 14 à 30 p . cent ,le plus grand nombre étant de l'ordre de 20 p . cent .

Il n'a pas été effectué d'analyse (le l'échantillon d eréférence ; cela rend l' interprétation difficile .

La courbe de variation d 'un mois à l'autre est trè srégulière . La teneur diminue régulièrement de mars ànovembre (P 2 0 5 p . mill,' varie de 0,57 à 0,40) puis aug-mente rapidement jusqu ' au mois d 'avril (0,40 à 0,71) .

Une diminution s 'amorce ensuite (fig . 23) .

Nous avons cherché à relier la variation (le cet élé-ment avec un certain nombre de facteurs : climat ,C, C/N, pH, sans pouvoir mettre en évidence de cor-rélation simple .

Conclusions .

Cet essai nous montre donc le rôle très important d ela matière organique puisque de nombreux éléments :azote, bases échangeables et capacité de fixation, son tdirectement liés à la teneur en carbone .

Dans cet essai, le facteur essentiel est la diminutio nde la matière organique au cours des 16 mois et cell edes éléments qui y sont liés . Cette diminution masqu een partie les variations saisonnières . Les périodes deniveau maximum correspondent, pour la matière or-ganique et les éléments qui en dépendent, aux saison sde transition : fin de la saison sèche, début de la saisondes pluies .

Le pH et le coefficient de saturation ont une varia-tion saisonnière très marquée : le minimum est en sai-son des pluies (juillet-août-septembre), le maximu mest en saison sèche (novembre à février) . Les variation sse font brutalement en un mois .

Les valeurs des coefficients de variation ne sont pa sliées à la saison .

Cet essai montre qu'il est indispensable, si l'on veu tsuivre l'évolution d 'un sol, de faire des prélèvement schaque année à une date déterminée, afin de pouvoi rdissocier l'influence de la a durée a de l ' influence a sai-sonnière ».

Les coefficients de variation qui expriment l'hété-rogénéité entre les échantillons prélevés le mène jou rà quelques mètres de distance les uns des autres n esont pas du même ordre de grandeur pour tous le séléments . Pratiquement, on est obligé dc' détermine rle nombre de prélèvements élémentaires à effectue rpour constituer un échantillon, en considérant l ' élé-ment pour lequel le coefficient de variation est le plu sélevé, c'est-à-dire pour le potassium .

Il est indispensable de disposer d'au moins 1 échan-tillon de référence qui permette d 'apprécier la valeu rde l'erreur expérimentale de l'analyse, et de choisir ce téchantillon assez identique à ceux que l ' on analyse .