Relevance of a near infrared spectral index for assessing tillage and fertilization effects on soil water retention.

Soltani & al 2019

Relevance of a near infrared spectral index for assessing tillage and fertilization effects on soil water retention.

Soltani & al., Soil and Tillage Research, 194 (2019), 104345

Source : Soil and Tillage Research, 194(2019) 104345. https://doi.org/10.1016/j.still.2019.104345

Résumé

[La spectroscopie proche infrarouge (SPIR) est une technique qui a été largement utilisée pour prédire diverses propriétés des sols, notamment la teneur en eau du sol. Toutefois, très peu de travaux de recherche ont utilisé la SPIR pour évaluer comment les variations des propriétés physiques des sols impactaient les propriétés de rétention en eau du sol. Dans cette étude, nous avons exploré la capacité de la SPIR à évaluer les effets du travail du sol et de la fertilisation sur ces propriétés de rétention en eau. Des blocs de sols non perturbés ont été collectés à partir d’une station expérimentale en Bretagne, France. En 2012, cette parcelle expérimentale a été subdivisée en blocs randomisés par combinaison de deux types de travail du sol (labour conventionnel (LC) et travail simplifiée (TS)) et deux types d’apports (minéral et organique).  Pour chacune des combinaisons d’apport et de travail de sol, 6 blocs de sols non perturbés ont été prélevés à deux profondeurs (0-15 cm et 15-25 cm). Les échantillons ont été collectés à deux dates à 5 ans d’intervalle entre 2012 et 2017, avant toute fertilisation ou travail du sol. Quatre agrégats de sols ont été extraits de chaque bloc. L’ensemble des agrégats ont été saturés en eau et ils ont ensuite été mis à l’équilibre à différents potentiels matriciels, allant de pF=1 jusqu’à pF=4,2 (point de flétrissement permanent). A chaque potentiel de pression de l’eau dans le sol, chaque agrégat de sol a été scanné en 3 points différents pour l’acquisition des spectres de réflectance entre 400-2500 nm à l’aide d’un spectromètre ASD Fieldspec®.  Nous avons utilisé un nouvel indice spectral SWSI (Soil Water Spectral Index) qui est basé sur la largeur à mi-hauteur (FWHM) de la bande d’absorption de l’eau au voisinage de 1920 nm. Nos résultats ont montré, quel que soit l’échantillon de sol, une relation linéaire entre SWSI et la teneur en eau volumique (R²>W0,99). De plus, la pente et l’ordonnée à l’origine de cette relation étaient significativement corrélées à la capacité de rétention en eau et à la qualité physique du sol. En s’appuyant sur ces deux paramètres, nous avons trouvé que les propriétés de rétention en eau des sols étaient significativement plus importantes sous LC que sous TS, mais uniquement pour la profondeur 15-25 cm.  Si dans l’ensemble la qualité physique du sol était plus grande sous LC que sous TS, aucune de ces modalités de travail du sol n’a montré de différence significative par rapport à l’état initial (2012). La fertilisation n’avait aucun effet significatif sur les propriétés de rétention en eau des sols. Néanmoins, le fumier de bovin a amélioré la qualité physique des sols sous LC. Nos résultats, basé sur l’approche SPIR, sont en accord avec ceux obtenus par des approches conventionnelles. Mieux encore, nos résultats montrent que la pente et l’ordonnée à l’origine de la relation linéaire entre l’indice SWSI et la teneur en eau offrent un moyen qui permet de synthétiser et d’évaluer les effets des pratiques agricoles sur les propriétés de rétention en eau des sols et la qualité structurelle des sols.]

mots clés : NIRS, index NIRS, SWSI, rétention en eau du sol, qualité physique du sol, labour, fertilisation. 

Soltani et al. (2019)

Projection dans le plan, d’abscisse l’ordonnée à l’origine et d’ordonnée la valeur absolue de la pente (AvS), des valeurs moyennes de l’état initial (T0) et des différentes combinaisons de fertilisation et de travail du sol après 5 années d’exercice.  

Date de modification : 03 juillet 2023 | Date de création : 08 juin 2020 | Rédaction : Soltani, SF