Erodibility of Mediterranean vineyard soils: relevant aggregate stability methods and significant soil variables

Abstract

SummaryThe extension of viticulture on hill slopes in the Mediterranean basin might be responsible for a loss of organic carbon from the soil, as a result of increasing runoff and erosion. The loss of C makes soil aggregates less stable, which in turn increases erosion risk. We should use indicators of these risks and so be able to identify the most threatened areas. We first tested four widely used methods for determining aggregate stability for their ability to predict runoff and erosion; all include slaking and give indices such as rates of stable (> 200 μm) macro‐aggregates (MA200) or mean weight diameter (MWD). We selected three Mediterranean vineyards characterized by brown calcareous soils and on which we had previously studied the effects of simulated rainfall. The tests were made on the soils from five farming situations, corresponding to 14 simulated rainfalls with an intensity of 60 mm hour−1. The two indices that best predict erosion are those resulting from the method of Le Bissonnais (MWD in its logarithmic form and MA200). Then, we analysed the relations between aggregate stability and soil properties on 68 soil samples from various locations within the three selected sites. A very significant correlation between the two indices of Le Bissonnais’s method and soil organic carbon content was found and we propose a pedotransfer function linking these indices to soil characteristics. The results stress the need for farming practices that preserve the organic C in Mediterranean vineyard soils in order to reduce erosion risks. We believe that our findings might well apply to similar soils elsewhere in the world.Erodibilité des sols de vigre Méditerranéens: Mesure de la stabilité structurale et caractéristiques déterminantes des solsRésuméLe développement de la viticulture sur les sols en pente du bassin Méditerranéen pourrait entraîner une diminution de la teneur en C de ces sols et une aggravation du ruissellement et de l’érosion. La perte de C rend les agrégats moins stables, ce qui augmente le risque d’érosion. Des indicateurs de ces risques sont nécessaires afin d’identifier les surfaces les plus menacées. Nous avons dans un premier temps comparé quatre méthodes différentes, couramment utilisées pour mesurer la stabilité structurale des sols afin d’évaluer leur capacitéà prédire le ruissellement et l’érosion; toutes mettent en jeu de l’éclatement des agrégats et produisent des indices tels que la proportion de macroagrégats stables > 200 μm (MA200) ou le diamètre moyen pondéré des agrégats stables (MWD). Nous avons choisi trois vignobles méditerranéens, caractérisés par des sols bruns calcaires. Les tests de stabilité structurale ont été réalisés sur les sols de cinq sites cultivés, correspondant à 14 simulations de pluie avec une intensité de 60 mm heure−1. Nous avons trouvé des relations significatives entre la stabilité structurale et le comportement lors d’une pluie simulée, les deux meilleurs prédicteurs de l’érosion étant les indices MWD logarithmique et MA200 issus du test de Le Bissonnais. Dans un deuxième temps, nous avons analysé les relations entre ces indices et les caractéristiques de 68 échantillons de sols dans les 3 sites étudiés. Nous avons trouvé une relation hautement significative entre les deux indices et la teneur en C des sols et nous proposons une fonction de pédotransfert reliant ces indices aux caractéristiques des sols. Nos résultats montrent le besoin de pratiques culturales préservant la teneur en C des sols de vignobles Méditerranéens afin de limiter les risques d’érosion.