Change in the hydraulic properties of a Brazilian clay Ferralsol on clearing for pasture.

32 ref. doi: 10.1016/j.geoderma.2003.08.017Ferralsols under native vegetation have a weak to moderate macrostructure and a well-developed microstructure corresponding to subrounded microaggregates that are usually 80 to 300 μm in size. The aim of this study was to analyze how the hydraulic properties of a clay Ferralsol were affected by a change of structure when the native vegetation is cleared for pasture. We studied the macrostructure in the field and microstructure in scanning electron microscopy. The water retention properties were determined by using pressure cell equipment. We determined the saturated hydraulic conductivity, Ks, by applying a constant hydraulic head to saturated core samples, and the unsaturated hydraulic conductivity, K(Ψ), by applying the evaporation method to undisturbed core samples. Results showed a significant decrease in the water retained at −1 and −10 hPa from 0- to 40-cm-depth when the native vegetation is cleared for pasture. That decrease in the water retained was related to a smaller development of microaggregation and greater proportion of microaggregates in close packing. For smaller water potential, there was no difference of water retained at every depth between native vegetation and pasture. Pedotransfer functions established earlier for Brazilian Ferralsols and using clay content as single predictor gave pretty good results but the precision of the estimation decreased when the water potential increased. This decrease in the precision was related to the lack of predictor taking structure into account. Ks and K(Ψ) showed an upward trend with depth under native vegetation and pasture. Except at 0–7-cm depth between the Brachiaria clumps in the pasture where smaller Ks and K(Ψ) than at the other depth was recorded whatever land use, we did not record any significant difference of Ks and K(Ψ) at every depth between native vegetation and pasture. The upward trend shown by the hydraulic conductivity with depth was related to the increase in the development of microaggregation with depth

Consequences of transformation of native Cerrado in pasture land on the porosity of a clayey-sand red latosol

In the Brazilian savannah (Cerrados area), about 60 % of the surface area is used as pasture land and 30 % of the latter is cultivated pasture. Many studies have reported that pastures degrade quickly and degradation would be more intense when the soil was tilled prior pasture sowing. Pasture degradation (decrease in the pasture quality and yield, weed invasion) would be partly a consequence of the soil structure evolution (Balbino & Di Stefano, 1999). Origin of pasture degradation is still under discussion and analysis of the literature showed that there is a lack of quantitative data. The aim of this study is to perform a detailed analysis of the porosity in a low productivity cultivated pasture and to compare the results with the porosity of a similar soil still under native vegetation (Cerradão, i.e. Scierophylous forest)

Estimation des propriétés de rétention en eau des sols : Utilisation de classes de pédotransfert après stratifications texturale et texturo-structurale

Un programme de mesures des propriétés de rétention en eau des sols a été développé par l'INRA depuis une dizaine d'années afin de constituer un jeu de données qui puisse être utilisé pour tester les fonctions de pédotransfert (FPT) qui ont été proposées dans la littérature, en établir de nouvelles si celles proposées se révèlent non satisfaisantes et dans ce dernier cas, tester les nouvelles FPT. Dans ce contexte général et partant du constat que les FPT proposées ne permettent pas de prédire les propriétés de rétention en eau de façon satisfaisante, cette étude se propose de suivre une autre voie que celle habituellement suivie pour établir un outil d'estimation des propriétés de rétention en eau. Des classes de pédotransfert (CPT) sont proposées par classe de texture ou par classe combinant texture et structure, cette dernière étant renseignée à l'aide de la densité apparente déterminée sur des mottes de dimensions centimétriques. Ainsi, en utilisant soit la texture seule, soit la texture et la densité apparente de motte, on dispose des teneurs en eau massiques à –10, –33, –100, –330, –1000, –3 300 et –15 000 hPa en fonction de l'appartenance de l'horizon à telle ou telle classe de texture ou, telle ou telle classe combinant texture et densité apparente de motte. La qualité de la prédiction a été testée sur un échantillon de validation ; elle a aussi été comparée à celle qui aurait été obtenue si l'on avait utilisé les CPT de Jamagne et al. (1977). Par rapport à ces CPT, les résultats montrent une importante réduction du biais et un accroissement de la précision lorsque l'on utilise les CPT par classe de texture proposées dans cette étude. Lorsque l'on compare les CPT par classes texturales aux CPT par classes texturo-structurales, il n'y a pas d'amélioration notable du biais mais celui-ci était déjà très faible avec les CPT par classes texturales. En revanche, les CPT par classes texturo-structurales, qui permettent de tenir compte à la fois de la texture et de l'état structural du sol, améliorent la précision des prédictions. Pour les CPT par classes texturales, des teneurs en eau volumiques sont déduites des teneurs en eau massiques en utilisant la densité apparente de l'horizon. Les paramètres du modèle de van Genuchten sont donnés pour chaque classe de CPT. Une démarche permettant de prédire les propriétés de rétention en eau d'un horizon est proposée

Estimation des propriétés de rétention en eau des sols à l'aide de fonctions de pédotransfert (FPT) : une analyse bibliographique

Mis en ligne avec l'aimable autorisation de l'éditeurL'étude des flux d'eau et de solutés dans les sols à l'échelle d'unité de paysage se heurte à de nombreuses difficultés dont celles relatives à une connaissance insuffisante des propriétés de rétention en eau des sols. Des outils d'estimation de ces propriétés ont par conséquent été développés. Cette analyse bibliographique présente les études ayant porté sur l'estimation des propriétés de rétention en eau à l'aide de fonction de pédotransfert (FPT). Celles-ci ont la forme de relations mathématiques entre une propriété ou un comportement du sol et des caractéristiques de constitution de ce sol

Relations entre l'état hydrique du sol, le potentiel de base et d'autres indicateurs de la contrainte hydrique chez le maïs

Des indicateurs de l'état hydrique du sol (potentiel hydrique dans la zone racinaire et réserve en eau utilisée) ont été mis en relation avec plusieurs indicateurs de l'état hydrique de plantes de maïs pendant la période postfloraison : le potentiel foliaire au lever du jour, le potentiel foliaire pendant la journée, la conductance stomatique et le niveau des composantes du rendement formées pendant la période de mesure. Cette mise en relation a été effectuée pour des plantes en pots, où l'état hydrique du sol et la réserve en eau sont bien définis, et, pendant 3 années, pour des plantes au champ, où les grandeurs caractérisant l'état hydrique du sol sont fortement variables spatialement. Dans les 2 cas, on a suivi l'état hydrique des plantes pour des proportions de la réserve en eau du sol utilisée allant de 15 à 100% de la «réserve utile». Dans l'essai en pots, on a observé le cas classique pour le maïs : le potentiel de base et la conductance stomatique ont décru avec le potentiel hydrique du sol, alors que le potentiel foliaire minimal mesuré pendant la journée a peu varié. Dans l'essai au champ, le potentiel de base et la conductance stomatique sont restés stables sur l'ensemble de la gamme de variation de la réserve en eau du sol, et l'épuisement de la réserve utile estimée du sol n'a pas affecté les composantes du rendement élaborées pendant la période de mesures. Les plantes ne se sont donc pas trouvées en stress hydrique, même lorsque la réserve utile estimée du sol était épuisée. Ceci ne peut être expliqué que par une forte contribution des couches de sol non enracinées à l'alimentation hydrique des plantes. Les ordres de grandeur de flux d'eau à travers la profondeur d'enracinement, calculés à partir des gradients observés de potentiel hydrique et de la conductivité hydraulique calculée du sol, sont compatibles avec cette hypothèse. Ces observations peuvent avoir des incidences importantes sur la gestion de l'irrigation et sur le diagnostic de contraintes hydriques au champ.Relationship between soil water status, predawn leaf water potential and other indicators of the plant water status in maize. Indicators of soil water status (water potential in the root zone and soil water reserve) have been related to several indicators of the plant water status of maize after silking. The latter were the predawn leaf water potential, the daytime leaf water potential, the stomatal conductance and the measurement of yield components formed during the post-silking period. This relationship was established for plants in pots, where soil water status and water reserve are well defined, and in the field, where the soil water status has a high spatial variability. The field experiment was repeated for 3 years with contrasting climate. Yield components were only measured in the field experiment. Soil water reserve in the field was calculated using measured rooting depths (fig 2) and soil water release curves corresponding to each soil layer. In both cases, water status of plants was measured for water reserves in the soil ranging from 15-100% of the total water reserve (figs 1 and 3). In the pot experiment, we observed the classical case for maize: predawn leaf water potential and stomatal conductance decreased with the soil water potential, but daytime leaf water potential remained almost constant during the experiment (figs 5a and 6a). In the field stomatal conductance and predawn leaf water potential did not vary over the whole range of soil water reserve and depleting the latter in 1989 did not affect the yield components (figs 5b and 6b; tab II). Thus, plants did not experience water stress, even when the calculated soil water reserve had been depleted. This can be explained only by an appreciable contribution of non-rooted layers to water uptake by plants. The order of magnitude of water flux through the rooting depth, calculated at each date using the observed gradient of soil water potential (fig 4) and calculated soil hydraulic conductivity at the rooting depth, are consistent with this hypothesis. These observations may have appreciable consequences for irrigation warning and for diagnosis of water stress in the field

Obtention de plantes indemnes du virus de la mosaïque de l'igname (YMV) par culture in vitro des apex chez l'igname américaine Dioscorea trifida L

Chez les ignames, une maladie à virus (Yam mosaic virus, YMV) affecte gravement la culture et réduit les échanges de ressources génétiques. La régénération de plantes sans virus a été recherchée, chez Dioscorea trifida L, par culture d'apex de vitroplants issus de boutures nodales de matériel contaminé. Le développement in vitro a été réalisé en 3 phases : - dépôt et reprise du fonctionnement de l'apex sur solution minérale N 30 K de Margara, comportant une cytokinine (BAP à 8,88 μmol/l) et une auxine (AIB à 0,049 μmol/l) - allongement et multiplication des pousses feuillées sont favorisés par un passage sur une solution minérale de Murashige et Skoog avec macroéléments dilués de moitié (MS/2) avec BAP (0,88 μmol/l) et AIB (0,049 μmol/l) - enracinement des vitroplants de longueur suffisante. Il est induit par trempage dans une solution de saccharose (80 g.l-1) et ANA (2,67 μmol/l). Les vitroplants sont transférés directement en substrat horticole. L'utilisation du test immunoenzymatique ELISA indique que 27% des plantes issues de culture d'apex in vitro sont ainsi débarrassées du YMV.Cleaning the Dioscorea trifida L yam from yam mosaic virus (YMV) through apices in vitro culture. The Dioscorea trifida L yam is particularly susceptible to the yam mosaic virus (YMV) which severely affects most yam cultures and reduces the exchange of genetic resources. Healthy plants have been sought through apical meristem tip in vitro culture of vitroplantlets obtained from nodal explants of diseased material. This was performed in 3 phases : 1) Outgrowth or organisation of the apex over a paper bridge (fig 1) on a mineral solution of Margara ("N 30 K"), including a cytokinin (BAP 8.88 μmol/l, fig 2) an auxin (IBA 0.049 μmol/l) and gibberellin (GA 3 2.9 μmol/l); 2) Lengthening and multiplication of leafed buds (fig 3) benefited from one subculture on a mineral solution of Murashige and Skoog with half diluted macro elements (MS/2, table II) BAP (0.88 μmol/l, table III) and IBA (0.049 μmol/l and gibberellin (0.29 μmol/l); 3) Shoots which had grown enough were rooted (fig 4) by dipping in a solution of sucrose (80 g/l) and ANA (2.67 μmol/l, fig 5). The vitroplantlets were directly transferred in horticultural substrate. Those not cleaned could not then express their virus symptoms (fig 6). The application of the immuno enzymatic test Elisa established that 27% of the plants grown from in vitro apex culture are free from YMV (fig 7)

Variabilité de la recharge de la nappe de Beauce : Rôle de l'irrigation et des caractéristiques du sol.

Mis en ligne avec l'aimable autorisation de l'éditeurL'amplitude des fluctuations de la nappe de Beauce varie suivant les zones. Les caractéristiques du sol sont souvent invoquées pour expliquer ce phénomène, mais sans que cela soit clairement établi. Par ailleurs, on s'interroge de plus en plus fréquemment sur le rôle de l'irrigation. L'objectif de l'étude était par conséquent de mieux comprendre comment et dans quelles conditions les caractéristiques du sol et l'irrigation peuvent effectivement être responsables

Infrared spectroscopy tracing of sediment sources in a small rural watershed (French Alps)

International audienceThe present article describes a first attempt to use infrared spectroscopy to trace the origin of suspended river sediments. Fifty samples of the main potential sediment sources within a small catchment area (990 ha) in the French Alps were collected and compared with samples of suspended sediment from the river, collected on various dates during 2006 and 2007 using sediment traps. Two major categories of sediment source were identified: topsoils and river channel sediments. For the qualitative part of the study, each of these two main categories was divided into two sub-categories, that is to say, cultivated and pastureland topsoils, and riverbed and riverbank sediments. Discriminant analysis on the source samples showed that Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform (DRIFT) spectroscopy can be used to differentiate between the four potential source materials. To determine whether or not immersion in the river altered the infrared spectra of these source materials, we measured the infrared spectra of samples that had been immersed in the river, in litter bags, for periods of up to 24 days. Immersion did not cause any major changes in the infrared spectra. The contribution of each type of source material to the suspended sediment in the river was quantified using partial least squares (PLS) analyses of DRIFT spectra to compare actual river sediment samples with an experimental model. This model was produced from the DRIFT spectra of a range of calibration samples produced by mixing source material samples in different ratios. The predictions of the model were valid and fell within the confidence interval calculated for the calibration set. Comparisons between suspended sediment samples and the model indicate that the predominant source of the sediment is riverbank erosion, which, in this case, is probably due to trampling by cattle