TP Sol, un écosystème particulier

TP Le sol, un écosystème particulier

TP Le sol, un écosystème particulier

Activité texture du sol : 1ère semaine : mise en route, 2e semaine : calcul des %

Regardons cette vidéo et complétons ce texte à trou (je distribue aux élèves un texte à trou) :

La texture est un paramètre très important pour cultiver. Elle détermine :

•  la capacité du sol à retenir l’eau et les nutriments dont se nourrissent les plantes
• la faciliter de développement des racines.

Dans le sol, la terre est composée de différentes particules de différentes tailles : les argiles (taille <2µm), les limons (de 50µm à 2µm) et le sable (>(50µm). La texture du sol est défini par la répartition de ces trois particules :

• les sols argileux retiennent bien l’eau et les nutriments mais peuvent être compact, ce qui rend difficile le développement des racines.
• les sols de textures limoneuses sont légers et aérés et généralement fertiles. Mais ils sont sensibles à la pluie qui peut former une croûte de sol dur, rendant la germination difficile ainsi que la pénétration de l’eau dans le sol.

  

• les sols riches en sables, sont légers et bien aérés mais retiennent peu l’eau et les nutriments.
• les sols qui présentent des proportions équilibrées en argiles, limons et sables sont favorables à l’agriculture car ils sont meubles, retiennent bien l’eau et les éléments nutritifs.

Nous allons réaliser un test simple afin de connaître la texture d’un sol.

Objectif : montrer que le sol est un ensemble complexe constitué de fractions minérales de taille variable et de fractions organiques à différents stades de transformation

Capacités travaillées : manipuler, suivre un protocole, utiliser une loupe binoculaire.

TP simplifié (vidéo 3’14 ») :

1. remplir à moitié un grand bocal/une bouteille en verre de terre prélevée à 10 cm de profondeur
2. compléter avec de l’eau en laissant quelques cm d’air
3. refermer et secouer vigoureusement pendant 3 minutes
4. laisser décanter 30 minutes, puis remuer de nouveau 3 minutes
5. laisser reposer ‘3 à 5 jours (ou plus si eau toujours trouble)

Le sable se dépose au fond, le limon au centre, l’argile au dessus. La matière organique flotte

1. mesurer les hauteurs de chaque fraction, et convertir ces hauteurs en %.% composants= hauteur de la couche x 100 / hauteur total
2. reporter ces % sur le diagramme triangulaire du livret
3. conclure sur la texture de ce sol

Activité 2 : capacité de rétention en eau (mesures en extérieur)

Les végétaux puisent de l’eau dans le sol donc l’eau doit s’infiltrer et être retenue par le sol. Nous devons savoir quelle quantité d’eau, un sol peut retenir. C’est la capacité de rétention d’eau d’un sol. Si le sol retient trop d’eau, le sol sera gorgé d’eau, ce qui ne facilite pas la croissance des plantes.Si le sol ne retient pas assez d’eau, les plantes risques de manquer d’eau.

Objectif : montrer que le sol retient différemment l’eau en mesurant la quantité d’eau qui traverse ces différents sols.

TP simplifié (vidéo 3′)

1. peser 100g de chacun des 3 sols (sableux, limoneux, argileux)

   

2. dans 3 montages (éprouvette 150 mL + entonnoir + filtre), disposer chaque échantillon de sol
3. verser 100 mL d’eau doucement, sans déchirer le filtre ni déborder
4. attendre que toute l’eau ait percolé (pour le sol argileux, cela peut être trèèèès long)
5. mesurer la quantité d’eau recueillie. Calculer la quantité d’eau retenue = quantité d’eau au départ – quantité d’eau recueillie
6. calculer le % d’eau retenue par le sol

Activité 3 : Complexe Argilo-Humique

Problématique : Les végétaux puisent des ions dans le sol donc ces derniers doivent être retenus à son niveau.

Un sol est donc formé d’une fraction minérale (provenant de la roche mère) et d’une fraction organique (provenant des végétaux) en proportions variables. Les particules d’argile et les composés humiques forment le complexe argilo-humique qui retient de l’eau et des ions minéraux. Ce CAH est essentiel pour la structure du sol.

Hypothèse : Il existe donc dans le sol des particules chargées capables de piéger les ions, en particulier les cations essentiels aux plantes (Ca²⁺, Mg ²⁺, K⁺, Na⁺ …)

TP simplifié (vidéo 2’39 »)

1. dans 2 montages (tube à essai + entonnoir + filtre), placer 2 cm de sol argileux bien sec en poudre.
2. dans l’un, verser 1 pipette de bleu de méthylène (globalement chargé +) ; la terre doit être bien imprégnée de bleu.
3. dans l’autre, verser 1 pipette d’éosine (globalement chargée -) ; la terre doit être bien imprégnée de rouge.
4. si rien n’a coulé dans le bécher en dessous, on peut lessiver un peu la terre en versant doucement de l’eau, jusqu’à ce que quelques gouttes s’écoulent dans l’entonnoir et dans le bécher.
5. si le liquide qui s’écoule est incolore, c’est que le complexe argilo-humique a « accroché » les ions de charge complémentaire : on en déduit la charge du CAH

Conclure sur la capacité des sols à retenir les ions nutritifs pour les plantes : nitrate NO₃^–, phosphate PO₃^–, ammonium NH₄⁺

Activité 4 faune du sol (fiche d’identification faune du sol)

1ère semaine : mise en route appareil Berlèse

Protocole : Appareil de Berlèse :

1. 1 bouteille coupée en deux
2. un morceau de compresse
3. de l’eau et de l’alcool
4. du papier aluminium
5. une lampe
6. de la litière

2e semaine : observation faune

1) Observer à la loupe binoculaire ce qu’il y a dans l’alcool. Vous pouvez vous aider de la fiche technique de reconnaissance de la microfaune.

2) Prélever un échantillon de chaque sol mis à votre disposition (sol forestier-sol agricole) et placer le dans votre verre de montre.

Mise en évidence de la présence de microorganismes dans le sol (Atelier 2)

Matériel

• Chaîne ExAO avec sonde CO₂ (air ou air /eau) ou sonde O₂
• Bioréacteur
• 2 lots de 100g de terre non tassée, stérilisée et non stérilisée.

Protocole

* Peser 2 x 100 g de terre

* Stériliser un lot 2’ au micro-onde (mettre un film plastique pour éviter une déshydratation)

* Mesurer avec la chaîne ExAO le dégagement de CO₂ ou la consommation d’O₂

(L’enceinte est close et dans ces conditions la durée de la mesure n’excède pas 20 minutes)

Savoir : Diversité des sols : influence de la roche mère et la végétation. On cherche à caractériser ce qui différencie les sols.

Compétences :

• Extraire, exploiter et organiser des informations de façon à comprendre l’origine de la diversité des sols.
• Montrer qu’il existe une grande diversité des sols et que cette diversité dépend de différents facteurs (climats, végétation, temps, topographie, roche mère)
• Noter la couleur, l’odeur et la consistance du sol.
• Observer à la loupe binoculaire.
• Relever les différents microfaune observés.

Source image : http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/spip.php?article360

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