Potentiel d’oxydoréduction (REDOX) du sol dans les applications sur gazon avec le Dr Lee Berndt

Potentiel redox du sol
Par Lee Berndt Ph.D., CPAg, CCA-FL

Deux éléments font un gazon de qualité : la génétique et l’environnement. À mon avis, le rôle d’un gestionnaire de gazon consiste à modifier l’environnement du gazon pour permettre aux graminées à gazon d’exprimer leurs caractéristiques au mieux de leur potentiel génétique. La plupart des gens savent que cela signifie, par exemple, d’aérer avec la dent appropriée, à la bonne profondeur et au bon moment. Considérez que l’aération par carottage modifie l’environnement du gazon, car elle réduit le compactage du sol et permet à l’air d’y pénétrer, libère du CO₂ et stimule ainsi le développement des racines. Le carottage enlève également la matière organique en surface. La plupart conviendraient que ce sont des résultats positifs. Toutefois, l’aération par carottage peut aussi rendre les surfaces de gazon plus souples, ce que la plupart des directeurs de golf ne cherchent généralement pas à obtenir. Elle peut également perturber les golfeurs, tant physiquement que mentalement. C’est ce que j’appelle une pratique culturale peu appréciée des membres. Le fait est que les pratiques culturales ont des conséquences, positives comme négatives. Et parfois, le recours à des stratégies de gestion pour leurs effets positifs présumés peut nuire aux objectifs de gestion.

À titre d’exemple, certains éléments nutritifs sont moins disponibles dans les sols à pH élevé. Abaisser le pH jusqu’à une valeur plus favorable rend ces éléments nutritifs plus disponibles. L’application de soufre élémentaire est une pratique culturale recommandée depuis des années à cette fin, et elle est souvent utilisée. Le soufre (S) abaisse le pH de la solution du sol en réagissant avec l’oxygène disponible (O₂) pour produire de l’acidité (H⁺), selon la réaction suivante :

S  +  O₂ +  H₂O  ? SO₄^2? +  H⁺

Toutefois, l’une des conséquences de l’application de soufre pour abaisser le pH est l’épuisement de l’oxygène du sol, ce qui réduit la quantité disponible pour la respiration des racines des plantes et des microbes. Cela s’explique par le fait que l’oxygène se lie au soufre lors d’une réaction chimique qui produit l’acide. Une baisse de la teneur en oxygène peut alors avoir un impact, par exemple, sur l’absorption des éléments nutritifs, car le transport des ions à travers les membranes racinaires est directement lié au taux de respiration des racines, lui-même directement lié à la concentration en oxygène. La figure 1 illustre la capacité du soufre à épuiser l’oxygène du sol. Lorsque la quantité de soufre passe de zéro à trois pounds per 1,000 sf, le pH du sol diminue de 7 à 4,5. Notez toutefois que le potentiel redox du sol diminue lui aussi. Le potentiel redox est une façon de mesurer l’état d’aération (c.-à-d. la teneur en oxygène). Des valeurs faibles indiquent un manque d’oxygène et donc des conditions anaérobies.

Et comme le soufre peut abaisser le potentiel redox, il peut aussi déclencher la formation de la redoutée couche noire. La figure 2 montre que le potentiel redox est faible dans un sol anaérobie à faible teneur en soufre, mais que peu de sulfure (c.-à-d. de couche noire) se forme. L’ajout de soufre abaisse le potentiel redox et augmente la teneur en sulfures. Notez que l’application d’un engrais nitraté avec le soufre maintient un potentiel redox élevé et une faible teneur en sulfures. Cela s’explique par le fait que le nitrate est un oxydant : il augmente le potentiel redox. Autrement dit, l’ajout de nitrate a le même effet général que l’ajout d’oxygène.

La fertilisation à l’aide de sources organiques naturelles d’azote, comme Milorganite, ou de supports d’azote à base d’ammonium peut également épuiser l’oxygène du sol et réduire le potentiel redox. Cela s’explique par la nitrification, un processus qui se produit dans le sol. Elle est comparable à la réaction du soufre. La nitrification est la conversion de l’ammonium (NH₄⁺) en nitrate (NO₃^?), tout comme le soufre (S) est converti en sulfate (SO₄^2?) :

NH₄⁺ + O₂ ?  NO₃^? +  H⁺

Notez que, comme dans la réaction du soufre, l’oxygène se lie à l’azote. La teneur en oxygène diminue donc. Il est mobilisé pour créer une nouvelle molécule. C’est ce qu’on appelle une réaction d’oxydation. Incidemment, les deux processus contribuent à l’abaissement du pH du sol ; ces processus d’oxydation libèrent directement dans l’environnement des ions H⁺ (c.-à-d. de l’acidité).

Existe-t-il d’autres pratiques culturales liées aux réactions d’oxydation ? Oui. Certains gestionnaires de gazon ont appliqué des sucres comme la mélasse pour stimuler l’activité microbienne. Les communautés microbiennes oxydent les sucres par respiration, ce qui consomme de l’oxygène.

C₆H₁₂O₆ + O₂ ?  CO₂ +  H₂O

Et, en se nourrissant de sucre, les populations microbiennes se développent et consomment de plus en plus d’oxygène.

Cela signifie-t-il qu’il ne faut pas utiliser de soufre, d’engrais ammoniacaux et de sucres ? Non. Modifier le pH du sol avec du soufre et le fertiliser avec des produits comme le sulfate d’ammonium peut être bénéfique dans les bonnes circonstances. Stimuler l’activité microbienne peut également être bénéfique. Toutefois, sachez que si le potentiel redox du sol est déjà faible, de telles pratiques seraient contre-indiquées.

N’oubliez pas que la matière organique s’oxyde constamment dans le sol et consomme l’oxygène disponible. Le sol peut devenir plus anaérobie et atteindre un potentiel redox plus faible lorsqu’il est saturé d’eau pendant de longues périodes de pluie. Cela s’explique par le fait que l’eau limite considérablement la vitesse de diffusion de l’oxygène dans le sol. Si le sol se compacte ensuite, il y a moins de porosité remplie d’air, ce qui signifie qu’une plus grande proportion des pores contient de l’eau et que la diffusion de l’oxygène est encore davantage limitée. Enfin, si du soufre, de l’ammonium ou du sucre est appliqué, le potentiel redox baisse encore plus et, tout à coup, la couche noire apparaît, voire quelque chose de pire. C’est pourquoi éviter l’application de soufre et fertiliser avec des supports d’azote à base de nitrate, qui augmentent le potentiel redox, constituent une BMP pour la gestion des sols anaérobies et de la couche noire.

Le potentiel redox du sol est une composante très importante de l’environnement du gazon, sur laquelle les gestionnaires influent chaque jour par leurs pratiques d’entretien, qu’ils en soient conscients ou non. C’est un facteur déterminant de la santé et de la qualité du gazon, et les gestionnaires doivent mieux le connaître. Mieux comprendre comment chaque pratique culturale peut influencer les différentes composantes de l’environnement du gazon permet d’accroître les chances d’atteindre les objectifs de gestion.

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