Titre : Analyse de l`eau
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J’analyse le sol Niveau : 4e année Matière scolaire : sciences Objectifs de l’ERE : la prise de conscience, les connaissances, les compétences. Objectifs : Identifier des types de sols. Interpréter des résultats. Connaître l’importance des éléments nutritifs dans le sol. Connaître les liens entre le changement climatique et le sol. Démarche favorisée : démarche socioconstructiviste Durée : 2 périodes (chaque étape peut être réalisée séparément ou toutes les étapes peuvent avoir lieu au même moment) Matériel requis : échantillons de sol (environ 1 tasse par équipes), papier, cuillères, eau, eau distillée, trousse d’échantillonnage du sol1, contenant d’environ 250 ml Informations pour l’enseignant(e) : La terre peut être recueillie dans la cour d’école, dans un jardin de légumes ou de fleurs, dans un terrain de soccer ou dans un parc municipal. Le sol est un habitat qui contient plusieurs milliers d’insectes et autres organismes. Les vers de terre digèrent le sol et décomposent ainsi la matière organique. Un vers de terre peut digérer 36 tonnes de sol en une année. La matière organique décomposée se nomme de l’humus et contient les éléments nutritifs et l’eau nécessaires à la croissance des plantes. Les plantes fabriquent leur propre nourriture en utilisant l’énergie du soleil et les éléments nutritifs retrouvés dans le sol. Les éléments nutritifs les plus importants sont le carbone, l’oxygène, l’hydrogène, l’azote, le phosphore et le potassium. Les plantes soutirent le carbone, l’oxygène et l’hydrogène de l’eau et de l’air. Ils obtiennent les autres éléments nutritifs dans le sol. L’eau qui s’infiltre dans le sol dissout les éléments nutritifs et produit une solution liquide. Les racines des plantes absorbent cette solution dans laquelle elles se procurent les éléments nutritifs qu’elles distribuent partout dans leur corps. Différents facteurs affectent la disponibilité des éléments nutritifs du sol, mais c’est le pH du sol qui est le facteur le plus important. 1 Acorn Naturalists Online Store http://www.acornnaturalists.com/store/ Les analyses de sol permettent de déterminer la présence de éléments nutritifs ainsi que le pH. En fonction des résultats, on peut enrichir le sol en ajoutant ou limitant l’engrais organique. Le pH est la mesure d’acidité d’une substance. Le vinaigre a un pH de 3,5 ce qui fait de lui un produit acide. L’eau de Javel est une substance basique avec un pH de 13. Le pH du sol détermine combien de différents éléments nutritifs sont disponibles pour les plantes. Par exemple, si un sol est trop acide ou trop basique, l’azote, le phosphore et le potassium ne sont plus disponibles. Ce sont plutôt les métaux du sol qui deviennent disponibles et ceux-ci peuvent se présenter en quantités toxiques pour les plantes. La plupart des plantes préfèrent un pH entre 6,0 et 6,8. Voici quelques exemples du pH idéal pour la croissance de différentes plantes : pommes 5.5 – 6.5, bananes 7.0, concombres 6.0 – 8.0, pommes de terre 4.8 – 6.5, fraises 5.0-6.0. Lors de leur croissance, les plantes absorbent les éléments nutritifs du sol. Lorsqu’on fait la récolte de ces plantes, on retire du sol, avec la plante, tous les éléments nutritifs. On doit donc ajouter des éléments nutritifs au sol à l’aide de fumier, de compost ou d’engrais. Les plantes utilisent l’azote pour produire de la chlorophylle, la couleur verte de leurs feuilles. La chlorophylle permet à la plante de retirer l’énergie du soleil et de produire de la nourriture pour sa propre croissance. Ce processus est appelé la photosynthèse et c’est pour cette raison que les plantes poussent vers le soleil. L’azote est responsable de la croissance rapide des plantes et sert à produire des feuilles vertes en santé. Les légumes feuillus comme la laitue, les épinards et le chou ont besoin d’azote. La matière organique en décomposition, le fumier et le compost sont d’importantes sources d’azote. Une plante qui n’a pas assez d’azote va avoir des feuilles qui jaunissent, surtout les nouvelles feuilles. Une plante qui a trop d’azote va avoir une longue tige faible et ne fleurira pas. Les plantes ont besoin de potassium pour la croissance de leurs nouvelles cellules. Ce nutriment aide la plante à produire une tige forte. Le potassium aide aussi la plante à résister aux maladies et à survivre au cours des conditions de sécheresse et de faibles températures. La culture des betteraves, des pommes de terre, des carottes, du brocoli et des choux-fleurs nécessite de bonnes quantités de potassium. Une plante qui n’a pas assez de potassium aura une croissance lente, restera petite et le bord de ses feuilles pourrait devenir brunes. Un surplus de potassium peut encourager la plante à absorber moins de calcium qui est un nutriment important. Le phosphore est nécessaire pour le développement des racines et la croissance des plantes. Cet élément aide la plante à devenir forte et à produire des fleurs et des fruits. Le phosphore est important pour les betteraves, les pommes de terre, les carottes et les radis puisque la racine est la partie des plantes que nous consommons. Le phosphore est surtout disponible pour les plantes quand le sol est humide et a un pH entre 6 et 7. Une plante qui n’a pas assez de phosphore aura des feuilles violettes ou vert foncé et son système de racines sera très faible. 1 Acorn Naturalists Online Store http://www.acornnaturalists.com/store/ Procédure : Expliquer aux élèves les composantes d’un sol de bonne qualité. Demander aux élèves de prédire si le sol de leur communauté est de bonne qualité. Les interroger sur les critères qu’ils utilisent pour fonder leurs prédictions. Leur demander de recueillir des échantillons de sol et de les rapporter à l’école. Diviser la classe en équipes et faire effectuer les analyses en suivant les procédures expliquées ci-joint. Étape 1 : Cueillette de l’échantillon o Chaque équipe recueille environ 1 tasse de terre et la met dans un sac de papier. Une cuillère ou une petite pelle peut être utilisée pour recueillir l’échantillon. o Ramasser la terre à une profondeur de 5 à 15 cm. o On peut recueillir plusieurs échantillons à un même endroit et les mélanger pour obtenir une terre typique. o Écrire le nom de l’équipe sur le sac et l’endroit où la terre a été recueillie. o Noter ou dessiner les types de plantes qui poussent à l’endroit où le sol a été recueilli. Étape 2 : Classification du sol o Verser l’échantillon de sol sur un papier. Que voyez-vous? o Enlever les roches, feuilles ou branches et les mettre de côté. Utiliser une cuillère pour écraser les grosses particules de sol. o Noter les observations. o Mettre de l’eau sur son index et ramasser un peu de sol entre ce doigt et le pouce. Utiliser les informations de l’Annexe A pour classifier le sol pour sa texture. o Pour améliorer la texture de l’échantillon, quel(s) type(s) de particules devriez-vous y ajouter? Étape 3 : Le pH o Utiliser un sac de plastique disponible dans la trousse. Ajouter de l’eau distillée jusqu’à la ligne C indiquée sur le sac. o Ajouter une demie cuillérée à thé de terre dans l’eau. o Ajouter une capsule Soil pH TesTab (5503) et plier le haut du sac à 3 ou 4 reprises. Fermer les onglets jaunes autour du sac. o Mélanger pendant 15 secondes et ensuite laisser le sac reposer pendant 1 minute. o Comparer avec le tableau fourni dans la trousse pour déterminer le pH du sol. Noter les résultats. o Verser le liquide dans le robinet en faisant couler de l’eau. Jeter la terre à la poubelle et rincer le sac pour le réutiliser. Étape 4 : Extraction de la solution liquide Les éléments nutritifs retrouvés dans le sol sont attachés aux particules du sol. Afin de mesurer les quantités d’azote, de phosphore et de potassium retrouvées dans 1 Acorn Naturalists Online Store http://www.acornnaturalists.com/store/ l’échantillon, on doit faire l’extraction des éléments nutritifs. Cette extraction donne une solution liquide semblable à celle produite par l’eau de pluie dans le sol. o Mettre ½ tasse d’eau distillée dans un sac de plastique qui peut être fermé. o Ajouter 8 capsules Floc-Ex Testabs (5504), fermer le sac et mélanger jusqu’à dissolution complète. La solution ne sera pas claire. o Ajouter 8 cuillères à thé de sol dans la solution. o Fermer le sac et mélanger pendant 1 minute. o Mettre le sac sur une table à un angle de 45o et laisser les particules se déposer au fond (environ 1 minute). o Ouvrir le sac et transférer le liquide dans un contenant. o La solution produite servira à déterminer la quantité d’azote, de potassium et de phosphore dans le sol (voir étapes suivantes). Étape 5 : Azote o Utiliser un sac disponible dans la trousse et ajouter, jusqu’à la ligne C, la solution liquide préparée à l’étape 4. o Ajouter une capsule Nitrate #1 TesTab (2799). Fermer le sac et mélanger jusqu’à dissolution complète (environ 30 secondes). o Ouvrir le sac et ajouter une capsule Nitrate #2 TesTab (NN-3703). Fermer le sac et mélanger jusqu’à ce que la capsule se désintègre complètement (environ 2 minutes). o Attendre 3 minutes pour que la couleur rose apparaisse. o Comparer la couleur avec le tableau fourni dans la trousse pour déterminer le niveau d’azote dans le sol. Noter les résultats. o Jeter la solution du sac et le rincer pour le réutiliser. Étape 6 : Potassium o Utiliser un sac disponible dans la trousse et ajouter, jusqu’à la ligne C, la solution liquide préparée à l’étape 4. o Ajouter une capsule Potassium TesTab (5424). Fermer le sac et mélanger jusqu’à dissolution complète (environ 2 minutes). o Comparer avec le tableau fourni dans la trousse pour déterminer le niveau de potassium dans sol. Noter les résultats. o Jeter la solution du sac et le rincer pour le réutiliser. Étape 7 : Phosphore o Mettre 7 cuillérées à thé d’eau distillée dans un contenant. Ajouter 1 cuillérée à thé de la solution liquide préparée à l’étape 4. Bien mélanger. o Ajouter cette solution diluée jusqu’à la ligne C dans un sac disponible dans la trousse. o Ajouter une capsule Phosphorus TesTab (5422). Fermer le sac et mélanger jusqu’à dissolution complète (environ 3 minutes). o Attendre 5 minutes pour que la couleur bleue apparaisse. o Comparer la couleur avec le tableau fourni dans la trousse pour déterminer le niveau de phosphore dans le sol. Noter les résultats. o Jeter la solution du sac et rincer celui-ci pour le réutiliser. 1 Acorn Naturalists Online Store http://www.acornnaturalists.com/store/ Étape 8 : Conclusion o Demander aux différentes équipes de partager leurs résultats. Les interroger : Finalement, pensez-vous que le sol est de bonne qualité dans votre milieu? Les aider à effectuer une conclusion. Étape 9 : Lien avec le changement climatique o Inviter les élèves à prédire ce qui pourrait arriver à ce sol avec les impacts du changement climatique. Enrichissement : Inviter les élèves à écrire un texte pour une personne de la communauté. Dans la première partie du texte, ils peuvent discuter des informations qu’ils ont recueillies. Dans la deuxième partie, ils peuvent prédire ce qu’ils croient qui arrivera à ce sol à long terme avec le changement climatique. Ils remettent enfin ce texte à une personne qu’ils aiment bien et discutent avec elle de leurs prédictions. La personne choisie a-t-elle la même opinion? Lien avec le changement climatique : Plus un sol est riche en éléments nutritifs, plus il sera prêt à faire face aux impacts du changement climatique. Par exemple, avec ce phénomène, on risque de connaître plus d’épisodes de fortes précipitations. Ces pluies intenses peuvent déplacer les éléments nutritifs du sol, qui ne seront alors plus disponibles pour la croissance des plantes. De plus, la fréquence des gros vents pourrait favoriser l’érosion des sols. Les éléments nutritifs seraient encore déplacés. Cependant, plus le sol est riche en humus, plus il est difficile de l’éroder et de déplacer ses éléments nutritifs. Le changement climatique aura des impacts positifs et négatifs sur l’agriculture. Une température plus chaude et une saison de croissance prolongée pourraient être positifs pour les récoltes. Il y aura aussi possibilité d’introduire de nouvelles cultures dans nos régions. Cependant, si la température augmente, il y aura plus de risques de sécheresses et donc d’érosion des sols agricoles. Il est donc important que le sol soit riche en humus pour être capable de mieux affronter les impacts du changement climatique. Un sol riche en humus retient l’eau plus facilement et ses particules se tiennent mieux ensemble. Cette caractéristique de rétention d’eau est aussi favorable lorsque les sols sont inondés. Comme on le sait, avec le changement climatique, les inondations seront plus fréquentes le long des côtes. Un sol riche en humus retient une plus grande quantité d’eau et agit comme une éponge pour limiter les inondations. 1 Acorn Naturalists Online Store http://www.acornnaturalists.com/store/ Annexe A Propriétés du sol Diamètre Texture Aération Drainage Capacité de retenir des éléments nutritifs Capacité de retenir l'eau Maniabilité 1 Sable De 0,05 à 2mm Granuleuse Excellente Excellent Limon De 0,05 à 0,002mm Lisse Bonne Bon Argile Moins de 0,002mm Collante Mauvaise Mauvais Faible Moyen Élevée Faible Moyen Élevée Facile Modérée Difficile Acorn Naturalists Online Store http://www.acornnaturalists.com/store/
