UE- SOL – PLANTE – ENVIRONNEMENT

Responsable : Maritxu Guiresse guiresse@ensat.fr

76 h (48 h CM + 28 h TD-TP) 

Les enseignants et les différents modules de l’UE :

FINALITES

Cette unité d’enseignement (UE) donne une vision globale de la fertilité des sols : depuis la formation des sols jusqu’à leurs propriétés vis-à-vis des végétaux cultivés. La compréhension des processus de genèse des sols (altération, redistribution, lixiviation, chélatation et néoformation) constitue l’étape préliminaire à la connaissance des sols dans leur ensemble et plus particulièrement des sols cultivés. La place primordiale que joue l’activité biologique des sols dans la fertilité des milieux est illustrée par un conférencier invité spécialiste de la pédofaune. La nutrition minérale des végétaux cultivés précise la notion d’éléments indispensables, évalue les besoins en éléments minéraux pour les cultures et établit des règles de diagnostic et de contrôle de la nutrition des végétaux pour ajuster leur fertilisation et éviter les manques et les excès, source de pollution. Les bases de la physico-chimie des sols sont données dans l’objectif de réaliser une fertilisation efficace et respectueuse de l’environnement.

PLACE DANS LA FORMATION

Cette UE donne l’essentiel des connaissances sur les sols et la nutrition des végétaux. Ce sont les bases indispensables aux autres UE du semestre 4 organisées pour les spécialisations développées aussi bien dans le domaine de l’environnement que dans celui de la production végétale.

OBJECTIFS

Nos objectifs sont d’apporter des connaissances solides sur les sols et les relations sols-plantes nécessaires à l’interprétation des analyses de sols, aux calculs de bilans de fertilisation, et à l’utilisation des principaux outils de pilotage de l’irrigation. Pour atteindre ces objectifs, les étudiants réaliseront, entre autres, des TP-TD d’analyse des sols sur des échantillons représentatifs des principaux types de sols (sol calcaire, sol acide, sol sableux…). Des TD sont aussi consacrés à l’analyse des végétaux et à l’interprétation des analyses et des troubles de la nutrition des plantes.

EVALUATION

L’évaluation s’appuie sur un contrôle des connaissances et des savoir-faire pour chaque module. Chaque séance de TP et TD fera l’objet d’un compte rendu par trinôme comptant pour la note finale. Chaque module fait l’objet d’un examen final sur table. Les trois examens finaux et les trois contrôles continus comptent pour le même coefficient (trois écrits comptant 1/3 chacun et trois contrôles continus comptant 1/3 chacun). La note finale de l’UE sera constituée pour 2/3 par l’examen individuel, pour 1/3 par la note de contrôle continu. Les TP et TD ne sont pas rattrapables : la note TP TD de la première session est conservée à la deuxième session.

PROGRAMME

Module1 : Pédologie, hydropédologie et microbiologie des sols

(14 séances de 1h40 de cours, 3 séances de 2h TD)

Ce module vise à donner aux étudiants une connaissance complète des sols d’un point de vue mécanismes et fonctionnement. Ces notions doivent permettre la compréhension des relations sol-plante, ainsi que la place et le rôle du sol dans l’environnement. L’eau des sols ainsi que la biologie des sols étant des enjeux capitaux pour l’agriculture de demain, le cours est structuré autour des axes suivants.

La pédologie est traitée en 6 séances de cours : Une introduction permet de resituer le système de production actuel dans l’histoire : début de l’agriculture en Mésopotamie, défrichement et érosion en Europe, naissance de la chimie agricole et de la Pédologie. Les conditions d’altération qui initient la formation des sols permettent de comprendre les bases de la pédogenèse. Les constituants minéraux sont décrits : argile et granulométrie : nature et propriétés, incidences sur la structure. Les notions décrites en cours sont appliquées en TD (une séance de 2h sur le terrain). Les constituants organiques ainsi que les propriétés chimiques des sols étant traités dans le module 3, dans ce module 1, ils permettent de définir les différents horizons diagnostics des grands types de sols. Enfin l’écologie des humus, la description des sols et la lecture d’un paysage sont définis en cours et appliquées sur le terrain (2h de TD) dans les profils environnants l’ENSAT.

L’hydro-pédologie est traitée lors de 4 séances de cours et deux séances de TD. En cours, les définitions et les moyens de mesures de la porosité (densité réelle et apparente), de la teneur en eau pondérale et volumique, du potentiel hydrique et de la conductivité hydraulique des sols sont développés pour aboutir à la compréhension du bilan hydrique marqué par l’excès d’eau et le déficit hydrique et les principaux moyens d’y remédier. Une séance de TD (2h) sera consacrée à l’interprétation des profils de teneurs en eau dans le sol pour suivre l’état hydrique de différentes parcelles cultivées. Une autre séance de TD (2h) traitera du pilotage de l’irrigation : utilisation du bilaneaumètre et interprétation de chroniques tentiométriques.

La biologie et microbiologie des sols sont traitées lors de 4 séances de cours :
Les grandes familles de micro-organismes du sol (bactéries, champignons) sont décrites et leurs incidences sur les cycles biogéochimiques des éléments majeurs C, N, P et des éléments mineurs : Ca, Mg, Fe et S dans le sol. Ils jouent un rôle central dans l’étude des grandes fonctions biologiques des sols : nitrification, dénitrification, minéralisation de la matière organique. Les symbioses entre micro-organismes et végétaux supérieurs sont étudiées pour leurs répercutions sur la fertilité des systèmes de culture. Enfin la mésofaune du sol (arthropodes et annélides) est étudiée pour son rôle dans la constitution et le fonctionnement du sol.

Répartition des enseignements :

J.C. Revel et M. Guiresse : 10 séances de cours et 3 séances de 2h TD.
B. Pourrut : 3 séances de cours sur la microbiologie des sols.
C. Gers : 1 séances de cours sur la faune et la microflore du sol.

Contrôle des connaissances :

Les étudiants mobiliseront les connaissances acquises dans ce module pour réaliser un rapport individuel de 2 pages présentant la petite région naturelle dans laquelle se trouve l’exploitation agricole où ils sont en stage. Ce rapport constituera 1/3 de la note, les 2/3 restant seront issu d’un examen final écrit.

Module 2 : Nutrition des plantes

20 h (6 séances de cours (x 1h40), 1 séance de 4hTP-TD et 3 séances de 2h TP-TD)

Ce module a pour objectif de préciser le rôle des éléments minéraux dans la physiologie du végétal, la production et la qualité des produits, les facteurs qui influencent l’absorption minérale, les besoins en éléments minéraux des cultures et l’évaluation des manques et des excès d’éléments minéraux pour optimiser la fertilisation (diagnostic foliaire, lois de dilution et indices associés)

Méthodes pédagogiques

La nutrition des plantes est présentée en 6 séances de cours de 1h 40 et 10 h de TD.

Le cours s’organise autour des thèmes suivants : besoins qualitatifs des végétaux, besoins quantitatifs des cultures, absorption par la racine et transport des éléments de la racine aux parties aériennes et aux organes récoltés, concentration et dilution des éléments dans la plante, interprétations des teneurs en éléments minéraux pour le diagnostic de la nutrition et l’optimisation de la fertilisation, fertilisation en agriculture raisonnée (stratégie et méthode des bilans).

Les TD sont consacrés aux méthodes d’analyse du végétal (4h), à l’utilisation des résultats analytiques pour le diagnostic et le conseil de fertilisation en culture pérenne, en culture céréalière et prairie par les techniques rapides, le diagnostic foliaire, les lois de dilution (2 x 2h) et à l’interprétation des symptômes des troubles de la nutrition (2h). Chaque TD fait l’objet d’un compte rendu noté

Contrôle des connaissances

Examen final écrit individualisé sans document (coef.2/3).
Contrôle continu en TD sous forme de compte rendu par groupe de 3, par thème de TD (coef. 1/3)

Répartition des enseignements

M. Morard : 3 séances de cours
G. Bertoni : 3 séances de cours
G. Bertoni  et A. Bernadac : 1 séances de 4hTP-TD et 3 séances de 2h TP-TD:

Module 3 : Physico-chimie et fertilisation des sols : efficacité agronomique et innocuité environnementale

(7 séances de 1h40 de cours, 2 séances de 4h de TP-TD, 2 séances de 2h de TD et ½ journée séminaire avec des professionnels)

Autres intervenants : Georges Bertoni (MCF ENSAT), Anne Bernadac (MCF ENSAT), Maritxu Guiresse (MCF ENSAT) et Anne-Sophie Perrin (ATER ENSAT) Muhammad Shahid (Moniteur ENSAT)

Basé sur des cours, TD-TD et séminaires, ce module a pour objectif d’expliquer comment mettre en place une stratégie de fertilisation raisonnée et respectueuse de l’environnement à partir des analyses de sol. La physico-chimie des sols (pH, CEC, redox, etc.), la fertilisation (lois de la fertilité, NPK, MOS, divers engrais, etc.) et les problèmes de contamination des sols (toxicité aluminique, etc.) seront abordés.

Cours, en amphi :

Fertilisation (NPK, oligo éléments, analyses de sol pourquoi et comment): 3 × 1h40
Rôles et caractéristiques des MOS (2), pH et CEC (2) : 4 × 1h40

Séminaires par des professionnels :

L. Rigou CACG (Compagnie d’Aménagement des Coteaux de Gascogne) : Les analyses de sol (du terrain au laboratoire)
P. Eiveillard de l’UNIFA (Union des industries de la fertilisation): considérations environnementales
B. Felix-Faure du Lara Europe Analyses : référentiels régionaux; fertilisation azotée : considérations agronomiques et réglementaires.

TP-TD :

n°1 Physico-chimie des sols (4h Anne-Sophie Perrin & Camille Dumat)
n°2 Fertilisation (2h Anne Bernadac & Camille Dumat)
n°3 Physico-chimie des sols (4h Maritxu Guiresse et Anne Bernadac)
Exercices / fertilisation, plans de fumures, bilan NPK (calculs de flux / dossiers AMM AFSSA, comparaisons aux normes), bilan humique, les divers types d’engrais.
n°4 Toxicité aluminique (2h George Bertoni & Camille Dumat)
Etude des relations entre les paramètres de la phase solide et de la solution du sol. L’exemple de l'aluminium sera traité en particulier. L’influence du pH sur la solubilité et la disponibilité des éléments nutritifs et potentiellement toxiques seront développées.

BIBLIOGRAPHIE

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