La capacité d'échange cationique (CEC) est une mesure du pouvoir d'un sol à retenir et échanger des cations. Il s'agit d'un indicateur relatif du potentiel de fertilité d'un sol. Les sols ayant une CEC élevée peuvent retenir davantage de cations et possèdent une plus grande capacité à les échanger que les sols ayant une faible CEC.

Les cations qui sont le plus souvent mentionnés dans un rapport d'analyse de sol sont les suivants : le potassium (K+), le magnésium (Mg2+) et le calcium (Ca2+). Certains rapports indiquent aussi l'hydrogène (H+) et le sodium (Na+). Les cations sont des ions d'éléments nutritifs chargés positivement.

Les cations sont retenus sur des sites chargés négativement que l'on retrouve à la surface de particules de matière organique et d'argile (figure 1). La matière organique possède plus de sites d'échanges que les particules d'argile. Ces sites sont des sources importantes de tous les cations assimilables par les végétaux. Les cations ne sont pas retenus fortement à ces surfaces. En fait, ces surfaces réalimentent constamment la solution de sol en cations à mesure que ces derniers sont prélevés par les plantes.

Figure 1. Échange de cations entre les racines des plantes, la solution de sol et les sites d'échanges ; potassium (K+), magnésium (Mg2+), calcium (Ca2+), hydrogène (H+), ammonium (NH4+), nitrate (NO3-), orthophosphate (H2PO4-). Source : Manuel sur la fertilité du sol, publication 611F, MAAARO, 2006

Augmentation de la CEC d'un sol : La matière organique comporte plus de sites d'échanges que l'argile. Maintenir et augmenter la matière organique par l'apport de cette dernière, par la rotation des cultures ou les cultures de couverture pour élever la CEC. Éviter les pratiques culturales comme le travail excessif du sol qui détruit la matière organique. La teneur en argile d'un sol influe aussi sur la CEC d'un sol, mais il n'est pas réaliste de vraiment la modifier à cette fin.

Évaluation de la CEC par les analyses de sol : Dans le cadre d'une analyse de sol, la CEC est estimée à l'aide des teneurs en K, Mg et Ca. Les teneurs observées sont converties en milliéquivalents par 100 g de sol (méq/100g) et additionnées pour l'estimation de la CEC. Les valeurs seront les mêmes si elles sont données en centimoles d'échanges de cations par kilogramme (cmol+/kg).

La CEC et son rapport avec la composition du sol:

CEC de 1 à 10

  • Contenu élevé en sable
  • L'azote et le potassium sont plus susceptibles d'être lessivés
  • Moins de chaux requise pour élever le pH
  • Faible teneur en matière organique
  • Faible capacité de rétention d'eau

CEC de 11 à 50

  • Contenu élevé en argile
  • Plus de chaux requise pour élever le pH
  • Plus grande capacité à retenir les éléments nutritifs à une profondeur de sol donné
  • Haute teneur en matière organique
  • Plus grande capacité de rétention d'eau

Source : Manuel de fertilité des sols, IPNI, 2006.