Déterminants biologiques du système poral de vertisols cultivés (Petites Antilles) : conséquences sur la disponibilité de l'eau des sols pour les plantes

Cet article s'attache a determiner le role de l'activite biologique dans la dynamique et le fonctionnement du systeme de porosite de Vertisols des Antilles. Les Vertisols comportent un systeme de porosite que l'on peut schematiser en trois compartiments, differant tant par leur geometrie que par leur mode de formation, et tous trois deformables: (i) la porosite matricielle (taille 0,1 a 1 µm), toujours saturee par de l'eau par ailleurs peu disponible pour les plantes, dont le volume suit la deformation du reseau des argiles, (ii) la porosite macro-fissurale (largeur jusqu'a 10 cm), consequence macroscopique du retrait matriciel, delimitant des prismes larges de plusieurs decimetres; les macro-fissures jouent un role essentiel dans l'aeration, et dans la rehumectation heterogene en profondeur, sans fonction de reservoir, (iii) la porosite structurale a l'interieur de ces prismes (taille 10 µm a 10 mm), principal reservoir d'eau disponible, creee en grande partie par l'activite biologique et modifiee par le travail du sol. Les Vertisols etudies a la Guadeloupe (G) ont une garniture cationique saturee par le calcium echangeable, une cohesion elevee et une dispersabilite faible des argiles; ceux de la Martinique (M) ou la garniture cationique des argiles est saturee par une proportion notable de magnesium et sodium echangeables, sont plus instables. Une methode de mesure de la conductivite hydraulique matricielle a ete mise au point; les basses valeurs mesurees sont conformes a la faible disponibilite de l'eau matricielle pour les plantes. En utilisant des transducteurs d'epaisseur THERESA, mesurant les mouvements verticaux d'un sol nu et d'un sol enherbe, verification a ete faite que l'evaporation ne peut assecher le sol en profondeur, et que seule une eextraction racinaire diffuse de l'eau peut provoquer un retrait profond. La macro-fissuration est donc etroitement contingente du prelevement de l'eau par les racines. La porosite structurale a ete etudiee en relation avec differents modes d'usage des Vertisols, sous l'hypothese que son organisation et sa dynamique hydrique dependent de l'activite biologique et des reorganisations mecaniques associees a la gestion du soi. Une nouvelle methode d'observation tridimensionnelle de la seule porosite structurale a ete mise au point. Elle a permis de developper une typologie des formes de pores interconnectes, dont l'origine et les deformations sont directement interpretables. Les agregats des sols fortement travailles ne contiennent pas (M) ou peu (G) de pores structuraux. Ils sont separes par des pores plans, rares en (M), completes par des meats polyedriques et des creneaux a leur peripherie en (G). Les sols sous prairies montrent d'abondants pores transstructuraux tubulaires de diametre 10-30 pm, compatibles avec une activite hyphaire d'actinomycetes, dans les horizons profonds, peu developpee cependant sous irrigation (M). En surface, ces pores tubulaires sont relayes par des pores plans gaufres qui ne se referment pas au gonflement, dont la geometrie est a rapprocher des micro-agregats identifies, a debris organiques figures ou bacteriens. Les sols sous prairies fertilisees (G) montrent une abondance particuliere d'agregats derives de turricules, a faible porosite interne en ecailles, separes par des cloisons rugueuses. Les volumes et disponibilites des reservoirs d'eau ont ete evalues sur des cultures de mais en containers. Les sols fortement travailles ont un faible reservoir disponible, avec une forte contribution de l'eau de la porosite matricielle qui conduit le mais a un stress hydrique precoce. Les sols sous prairies sans intrant comportent un important reservoir d'eau structurale, lie a la porosite d'origine biologique, fonctionnellement disjoint du reservoir d'eau matricielle. Sous les prairies fertilisees et irriguees, la disparition des tubes fins provoque une diminution du reservoir d'eau structurale. La part des pores interstitiels de la micro-agregation bacterienne de