Shrinkage of microaggregates in Brazilian latosols during drying : significance of the clay content, mineralogy and hydric stress history

P>Latosols (Oxisols, Ferralsols) are characterized by a poor soil horizon differentiation, with a strong microgranular structure formed by microaggregates 50 to 300 mu m in size. This microgranular structure is generally considered to be very stable and the shrinkage properties of microaggregates as poor or absent. The objective of our study was to analyse the shrinkage properties of microaggregates in diagnostic Bw horizons collected in Latosols with various particle size distributions and mineralogical compositions depending on their location in a regional toposequence across the Brazilian central plateau. We measured the water retention properties at -300 and -1500 kPa with a centrifugation method. The morphology and size of elementary particles were examined by transmission electron microscopy; specific surface area (SSA) was determined by nitrogen adsorption. We also determined the pore size distribution of microaggregates by the combined use of mercury intrusion and the nitrogen desorption isotherm. Our results show that microaggregates of the Latosols studied were not rigid and shrank during drying. The pore volume of the -300 and -1500 kPa-treated samples, that of the dried microaggregates and the SSA were closely related to the clay content. The mineralogy of particles < 2 mu m played a secondary role in the properties studied. Our results show that microaggregate shrinkage at -300 kPa and -1500 kPa varied with the location of the Latosols in the landscape. Thus, microaggregates of Latosols located on the upper highland surface of Late Tertiary shrank less than those of the lowland surface of Late Quaternary, and this difference was attributed to their different hydric stress histories. Proprietes de retrait des microagregats de Latosols bresiliens: importance de la teneur en argile, de la composition mineralogique et de l'histoire hydrique. Resume Les Latosols (Oxisols, Ferralsols) sont caracterises par une faible differenciation de leurs horizons et une structure microgranulaire representee par des microagregats de 50 300 mu m de diametre. Ces microagregats sont generalement consideres comme etant tres stables et leurs proprietes de retrait comme etant tres limitees, voire absentes. L'objectif de cette etude est d'analyser les proprietes de retrait des microagregats dans l'horizon diagnostic Bw de Latosols de composition granulometrique et mineralogique variable en fonction de leur position le long d'une toposequence regionale selectionnee pour l'etude dans le Plateau Central bresilien. Nous avons mesure les quantites d'eau retenues -300 et -1500 kPa en utilisant la methode par centrifugation. La morphologie et la taille des particules elementaires ont ete etudiees en microscopie electronique transmission et l'aide de mesure de surface BET. Nous avons aussi determine la distribution de taille des pores dans les agregats deshydrates en combinant les donnees de la porosimetrie au mercure et celles issues de l'isotherme de desorption d'azote. Nos resultats montrent que les microagregats des Latosols etudies ne sont pas rigides et diminuent de volume lors de la dessiccation. Le volume poral des microagregats -300 et -1500 kPa ainsi que leur volume poral apres deshydratation sont etroitement lies la teneur en argile. En revanche, la composition mineralogique de la fraction < 2 mu m ne jouerait au plus qu'un role secondaire dans les variations du volume poral. Nos resultats ont montre que les proprietes de retrait des microagregats varient en fonction de la position des Latosols dans le paysage. Ainsi, les microagregats des Latosols situes sur les hauts plateaux de la fin du Tertiaire diminuent moins de volume lors de la dessiccation que les agregats situes sur les surfaces du Quaternaire recent et situees en contrebas dans le paysage. Une telle difference de comportement serait liee l'histoire hydrique des Latosols, ceux situes sur les surfaces les plus anciennes ayant vraisemblablement subi des contraintes hydriques plus elevees que ceux situes sur les surfaces les plus recentes