Évolutions minéralogiques des sols du sud du Brésil : processus d'altération pédogénétique et impact anthropique

par Vanessa Thoma Bertolazi

Thèse de doctorat en Terre solide et enveloppes superficielles

Sous la direction de Laurent Caner et de Alberto Vasconcellos Inda.

Soutenue le 24-02-2017

à Poitiers en cotutelle avec l'Universidade Federal do Rio Grande do Sul (Porto Alegre, Brésil) , dans le cadre de École doctorale Sciences pour l'environnement - Gay Lussac (La Rochelle ; 2009-2018) , en partenariat avec Institut de chimie des milieux et matériaux de Poitiers - IC2MP (laboratoire) , Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées (faculte) et de Institut de Chimie des Milieux et Matériaux de Poitiers / IC2MP (laboratoire) .

Le président du jury était André Sampaio Mexias.

Le jury était composé de Laurent Caner, Alberto Vasconcellos Inda, Emmanuel Joussein.

Les rapporteurs étaient Jérôme Poulenard, Antonio Azevedo.


  • Résumé

    Le Sud du Brésil est une région où l'agriculture est très intensive et la pression sur les sols est beaucoup plus importante que dans la région amazonienne. Ainsi, il est important d'étudier les processus d'altération des roches qui constituent des étapes clés du développement des sols et de leurs fonctions environnementales.Dans ce contexte, ce travail vise à : (i) caractériser la morphologie, les propriétés physiques et chimiques de profils d'altération développés en l'absence ou avec une intervention humaine minimale : (ii) établir les évolutions géochimiques et minéralogiques des sols dans un environnement subtropical ; et (iii) évaluer l'impact des actions anthropiques sur la minéralogie des horizons de surface. Cette étude concerne des sols du Rio Grande do Sul dont le climat subtropical (T ~17°C et P ~1800 mm/an) favorise l'accumulation de matière organique ainsi que la formation de minéraux argileux 2:1 en faible proportion. Les indices d'altération (Weathering Intensity Scale – WIS, Chemical Index of Alteration - CIA) permettent de classer les profils selon leur degré d'altération et de leur composition minéralogique différente (smectite, smectite + kaolinite, kaolinite). Dans la dernière partie les résultats montrent qu'après 12 ans de culture des sols avec un système intégré culture-élevage les surfaces non pâturées présentent une proportion moins importante de minéraux 2:1. Les surfaces sous pâturage intensif et modéré présentent une aluminisation plus élevée de la couche interfoliaire des minéraux 2:1. La fixation d'une partie de l'aluminium dans la phase solide du sol, ce qui pourrait le rendre moins disponible pour les plantes et diminuer sa phytotoxicité.

  • Titre traduit

    Mineralogical alteration in the soil of the south of Brazil : pedogenetic evolution and anthropic impact


  • Résumé

    Southern Brazil is a region with a very intensive agriculture and the pressure on soil is considerably more intense than in the Amazonian region. Thus, it is necessary to study weathering processes as they control soil development and their environmental functions.In this context, this work aims to: (i) characterize the morphological, physical and chemical properties of weathering profiles developed in the absence, or with minimal human action; (ii) establish the geochemical and mineralogical evolution of soils in a subtropical environment; and (iii) assess the impact of anthropogenic actions on on the mineralogy of surface horizons. This study concerns soils of Rio Grande do Sul where the subtropical climate (T ~17°C and P ~1800mm/yr) favored the accumulation of organic matter and occurrence of 2:1 clay minerals in low proportion. The weathering indices (Weathering Intensity Scale - WIS and Chemical Index of Alteration - CIA) make it possible to classify the profiles according to their weathering intensity and their different mineralogical compositions (smectite, smectite + kaolinite, kaolinite).In the last chapter, the results show that after 12 years of cultivation under an integrated soybean–beef cattle production system, the ungrazed areas presented lower proportion of 2:1 minerals. The areas under intensive grazing and moderate grazing presented higher aluminization of the interlayer of 2:1 minerals. The higher aluminization under intensive and moderate grazing managements may be a drain of aluminum in the soil solid phase and possibly making it less available to plants and decreasing its phytotoxicity.

  • Titre traduit

    Alteração mineralógica em solos do sul do Brasil : evolução pedogênica e impacto antrópico


  • Résumé

    O sul do Brasil é uma região com uma agricultura muito intensa e com grande pressão de uso do solo, consideravelmente mais intenso do que na região da Amazônia. Assim, é necessário desenvolver estudos que relacionem o desenvolvimento do solo com seu respectivo material de origem, detalhando as transformações na zona de transição solo-rocha e suas implicações para as atividades ambientais e humanas. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo: (i) caracterizar os aspectos mineralógicos, pedoquimicos e geoquimicos dos perfis de alteração desenvolvidos na ausência ou mínima ação humana; (ii) caracterizar qualitativa e semi-quantitativamente os minerais primários e os minerais pedogênicos em solos inseridos em regiões ecossistêmicas importantes do Rio Grande do Sul; e (iii) avaliar o impacto de diferentes intensidades de pastejo na mineralogia de um Latossolo, sob sistema de produção integrada soja-bovinos de corte no sul do Brasil. Este estudo foi realizado em solos do Rio Grande do Sul, onde o clima subtropical (temperatura média anual ~ 17°C, precipitação anual média de 1800mm/ano) favorece o acúmulo de matéria orgânica ea ocorrência de argilominerais 2:1.Os índices de intemperismo (Weathering Intensity Scale - WIS e Chemical Index of Alteration - CIA), considerando a composição mineralógica dos perfis de alteração, indicaram a seguinte sequência crescente do grau de intemperismo: esmectita < caulinita - esmectita < caulinita. O estudo mostrou diferenças importantes nos solos, mesmo entre aqueles formados a partir do mesmo material de origem, devido às diferenças climáticas e de relevo. Por fim, após 12 anos sob um sistema integrado de produção de soja-bovinos de corte, as áreas não pastejadas apresentaram menor intensidade para os argilominerais 2:1. Por outro lado, as áreas sob pastejo intensivo e pastejo moderado apresentaram comportamento semelhante, devido à maior aluminização da entrecamada dos argilominerais 2:1. A maior aluminização sob pastejo intensivo e moderado pode ser um dreno de alumínio na fase sólida do solo, tornando-o menos disponível para as plantas e diminuindo sua fitotoxicidade.


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