Mobilité des éléments selon les alternances aérobie-anaérobie dans un écosystème rizicole en Camargue

par Lise Cary

Thèse de doctorat en Géosciences de l'environnement

Sous la direction de Fabienne Trolard et de Alain Véron.

Soutenue en 2005

à Aix-Marseille 3 .

mots clés

• Oxydoréduction
• Sols hydromorphes
• Sols -- Teneur en fer -- Camargue (Bouches-du-Rhône, France)
• Riziculture -- Camargue (Bouches-du-Rhône, France)

Résumé

Les conditions d'oxydo-réduction dans les sols des zones humides, cultivés ou en friche, influent sur les mécanismes de mobilisation et d'immobilisation des éléments chimiques. La mobilité des éléments est étudiée dans des rizières de Camargue, dont les sols sont issus du comblement récent d'un paléochenal du Rhône. Les processus qui régissent les eaux de nappe sont déterminés à partir d'une acquisition en continu in situ des paramètres physico-chimiques. L'impact des alternances aérobie-anaérobie, liées au cycle annuel d'irrigation ou à des pluies orageuses, est analysé à haute fréquence dans les eaux de la nappe et de la lame de submersion. Dans la zone saturée du sol, en profondeur, ces perturbations engendrent précipitation et dissolution de phases minérales telles que carbonates et oxydes. En période irriguée, ces minéraux précipitent tandis qu'en période non irriguée, leur dissolution est amorcée. Il existe un horizon non saturé situé de 40 à 80 cm de profondeur, entre la surface piézométrique et la semelle de labour de la rizière. Dans l'horizon submergé de la rizière, silice, fer et plomb sont soumis à des fluctuations saisonnières, liées aux conditions réductrices et à l'activité du riz. Les teneurs en fer, manganèse et magnésium des eaux ne sont pas contrôlées par les phases minéralogiques connues. L'acidification à pH 4 pendant les quatorze jours de la période de pré-reproduction du riz fournit des éléments nutritifs à partir de la dissolution de minéraux. Les argiles mal cristallisées et les phytolithes sont altérés pour fournir du silicium à la plante.

Titre traduit

Element mobility in function of aerobic and anaerobic conditions in a rice ecosystem in Camargue

Résumé

In natural or cultivated soils from wet areas, the oxido-reductive conditions influence the mechanisms of element mobilisation or immobilisation. The mobility of elements is studied in paddy soils in Camargue. Soils are originally constituted of sediments which filled a Rhône paleochannel. Processes controlling the soil solution are analysed through continuously in situ recordings of physico-chemical parameters. The impact of aerobic-anaerobic alternations, linked to annual irrigation cycle or to stormy precipitations, is studied at high frequency both in ground waters and in irrigation waters. In the waterlogged soil area, these perturbations generate oxides and carbonates precipitation or dissolution. During the irrigated period, these minerals are formed. During a year without irrigation, their dissolution is initiated. A non saturated horizon situated between 40 and 80 cm at depth exists between the waterlogged soil and the plough sole. In the cultivated horizon, silicon, iron and lead are submitted to seasonal fluctuations linked to reductive conditions and plant activity. The amounts of dissolved iron, manganese and magnesium in waters are not controlled by known mineralogical phases. The acidification at pH 4 during the fourteen days of the rice pre-reproductive period allows the supply of nutrients from the dissolution of minerals. Poor-crystallized clays and phytoliths are dissolved and provide silicon to rice.