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Jun 05, 2023

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 12337 (2023) Citer cet article

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Les ferralsols correspondent aux sols rouges et jaunes courants sous les tropiques. Ils sont profondément altérés mais leur fertilité physique est élevée car ils présentent une forte structure microgranulaire dont l'origine est encore activement débattue. Dans la présente étude, nous avons recherché des preuves de l'origine biologique de la structure résultant de l'activité de la faune du sol. Nous présentons les résultats enregistrés avec des Ferralsols brésiliens développés sous végétation indigène. Il a été constaté que les Ferralsols étudiés présentent des caractéristiques morphologiques liées à l'activité des insectes sociaux. Nous avons montré la présence d'argiles potassiques 2:1 provenant de la saprolite dans les microagrégats de tous les Ferralsols étudiés. Ces argiles 2:1 ont été évoquées précédemment comme marqueurs de l’activité à long terme des termites. Cela met en évidence la menace qui pèse sur la fertilité physique de ces sols, et plus largement sur le cycle de l'eau dans les régions tropicales concernées, si l'agriculture intensive réduit la biodiversité de la faune des sols, comme l'indiquent plusieurs études.

La plupart des sols jaunes ou rouges trouvés dans les tropiques d'Amérique du Sud, d'Afrique et d'Asie sont des Ferralsols. Ils couvrent 750 millions d'hectares dans le monde1, ce qui correspond à environ 5 % de la superficie totale des terres émergées et 14 % de la superficie des terres émergées sous les tropiques. Ils résultent d’une longue séquence d’altérations profondes dans des conditions qui prévalent dans la plupart des cas depuis plusieurs millions d’années1,2,3,4,5. Dans ces sols, les minéraux primaires facilement altérables tels que les verres et les minéraux ferromagnésiens, et même les feldspaths et les micas plus résistants, ont complètement disparu6. Leur fraction fine est donc essentiellement constituée d’argiles peu actives (principalement kaolinite) et de sesquioxydes de fer et d’aluminium7,8,9. En conséquence, les Ferralsols se caractérisent par une fertilité chimique native extrêmement faible, résultant de très faibles réserves de nutriments, d’un pH faible, d’une rétention élevée de phosphore par les minéraux oxydés et d’une faible capacité d’échange cationique dépendante du pH6,10. En revanche, la plupart des Ferralsols sont caractérisés par une structure microgranulaire bien développée2,11,12,13,14,15,16,17 et une mauvaise horizonation avec des limites très diffuses entre les horizons1. Ainsi, la plupart des Ferralsols présentent une fertilité physique élevée résultant d'une porosité élevée, d'un taux d'infiltration élevé, d'une rétention d'eau disponible élevée et d'une faible résistance à la pénétration des racines6.

Le rôle des insectes sociaux du sol, notamment les termites, dans la formation de leur structure microgranulaire responsable de l'essentiel de leur fertilité physique reste très débattu2,11,19,20,21,22,23. Il s'agit d'un enjeu majeur car si l'activité à long terme des insectes sociaux du sol est responsable de la fertilité physique des Ferralsols23,24,25,26,27, le développement de l'agriculture suite au défrichement de la végétation indigène et ses conséquences sur la biodiversité des sols28,29, 30,31,32,33,34 peuvent conduire à la disparition des insectes sociaux du sol responsables de la microstructure et de sa régénération.

En Amérique du Sud, les Ferralsols sont répandus, la plupart étant situés dans le Cerrado brésilien, un biome de savane souvent considéré comme une réserve foncière pour l'expansion de l'agro-industrie33,35. La pression sur les terres est particulièrement forte, avec 92 millions d’hectares de végétation indigène du Cerrado déjà défrichés d’ici 2019 pour faire place à une agriculture intensive36. Dans ce contexte, la structure microgranulaire des Ferralsols du biome du Cerrado qui représentent 280 millions d'hectares a fait l'objet de nombreuses études2,16,17,18,19,23,37 mais seules quelques-unes concernent les effets du défrichement de la végétation indigène du Cerrado. et le développement d’une agriculture intensive sur la biodiversité des sols24,38. Comme la structure microgranulaire et les communautés d'insectes du sol sont particulièrement bien développées dans les Ferralsols sous la végétation indigène du Cerrado, les Ferralsols sont très favorables à l'étude des processus responsables du développement de la structure microgranulaire et, par conséquent, de leur fertilité physique native.