Aggregate stability and assessment of soil crustability and erodibility: I. Theory and methodology

Summary Crusting and erosion of cultivated soils result from aggregate breakdown and the detachment of soil fragments by rain, and the susceptibility of soil to these processes is often inferred from measurements of aggregate stability. Here, theories of aggregate breakdown are reviewed and four main mechanisms (i.e. slaking, breakdown by differential swelling, mechanical breakdown by raindrop impact and physico‐chemical dispersion) are defined. Their relative importance depends on the nature of the rain, as well as on the soil's physical and chemical properties. The relations between aggregate breakdown, crusting and water erosion are analysed, and existing methods for the assessment of aggregate stability are reviewed. A unified framework for the measurement of aggregate stability is proposed to assess a soil's susceptibility to crusting and erosion. It combines three treatments having various wetting conditions and energies (fast wetting, slow wetting, and stirring after pre‐wetting) and measures the resulting fragment size distribution after each treatment. It is designed to compare different soils, or different climatic conditions for a given soil, not to compare time‐dependent changes in that soil. Stabilité structurale et évaluation de la sensibilité des sols à la battance et à l'érosion: I: Théorie et méthologie Résumé La battance et l'érosion des sols cultivés résultent essentiellement de la désagrégation des mottes de terre et du détachement de fragments sous l'action des pluies. La mesure de la stabilité structurale est donc souvent utilisée pour évaluer la sensibilité des sols àla battance et àl'érosion hydrique. On peut distinguer quatre principaux mécanismes de désagrégation (l'éclatement, la désagrégation par gonflement différentiel, la désagrégation mécanique par l'impact des gouttes de pluie, la dispersion physico‐chimique) dont l'importance relative dépend des caractéristiques des pluies et des sols. Après un rappel sur ces mécanismes, cet article analyse leurs relations avec la battance et l'érosion puis décrit les caractéristiques des principales méthodes existant. On propose, à partir de cette analyse, un cadre méthodologique cohérent permettant d'évaluer la stabilité structurale des sols en relation avec la battance et l'érosion. La méthode combine trois traitements correspondant à différentes conditions d'humectation et différents niveaux d'énergie (humectation rapide par immersion, humectation lente par capillarité et agitation méca