Blog destiné à l'information et à la formation aux principes, éthiques et techniques de la permaculture. Un jardin, un potager design et facile pour les nuls et les pros. Des histoires, de l'histoire, du politique et du sociétal, des coups de gueule et des coup d'amour, mais toujours tourné vers les beautés de la nature, de la biodiversité, de l'écologie, du vivant et de l'humain.
1 Janvier 2019
Bonjour à toutes et à tous les permapotes et les jardinautes
Comprendre son sol...
Vaste question et vaste chantier …
Par ou commencer ?
D'abord c'est quoi un sol ?
De quoi est il constitué ?
N'y a t-il qu'un seul sol ou bien plusieurs types de sols ?
Et puis sol vivant ? C'est quoi ça encore ?
Depuis quand les sols sont ils vivants ?
C'est vrai quoi ! A part lors de tremblements de terre ou d'effondrement, ça reste en place un sol. Ca ne bouge pas !!!
Nous allons essayer de répondre à toutes ces questions et à bien d'autres encore au cours de cet article et de ceux qui suivront pour aborder toutes les questions (et les réponses?) fondamentales pour la compréhension des sols vivants.
La terre n’est pas que le support ou la source de nourriture pour les plantes, c’est un milieu complexe qui a une vie propre. Connaître le sol de son jardin est une chose capitale pour tous les jardiniers afin d’adapter ses cultures et d’y apporter les ajustements corrects si nécessaire.
Composé essentiellement de roches dégradées par le temps et fertilisées par la dégradation des végétaux et des matières organiques, le sol de votre jardin évolue constamment et nécessite un entretien.
N'oubliez jamais que votre sol se portera toujours mieux s'il est correctement « mulché », en hiver pour protéger la vie du sol contre le gel et en été contre les rayonnements solaires (UV) et la sécheresse. Et n'oubliez pas non plus qu'un bon couvert végétal (herbes folles ou engrais verts) protégera votre sol, le nourrira et servira de refuge aux prédateurs des ravageurs des cultures tout en attirant les pollinisateurs.
Nous avons déjà vu au cours de l'article précédent le fonctionnement des composts(lien plus bas), nous allons voir au cours de celui ci ce que sont le Complexe Argilo-Humique ou CAH, les cycles de l'Azote (N) du Phosphore (P) et de la Potasse (K), le cycle du Carbone, La Texture et la Structure du sol (micro et macro-porosité) et les différents types de sols (calcaire, argileux, limoneux, sableux), ainsi que de la chimie des sols (acide, neutre ou basique) et nous verrons ce que sont les mor, moder, mull et humus.
Dans cette première partie, nous traiterons :
La biodiversité des sols,
La pédologie,
Le profil, la structure et la texture des sols,
Le cycle de l'humus, l'humification et nous verrons ce que sont les Mor, Moder et Mull.
Vous trouverez en fin d'article un glossaire vous permettant de comprendre une partie des termes utilisés dans cet article que nous avons monté pour vous.
CHAPITRE 1
LA BIODIVERSITE DES SOLS
Tout d'abord, il faut savoir que les sols sont de véritables éponges à eau, qu'ils sont remplis de graines d'herbes folles et sauvages, que l'air y circule et qu'ils grouillent de plein de formes de vie différentes.
La biodiversité du sol regroupe l'ensemble des formes de vie qui présentent au moins un stade actif de leur cycle biologique dans le sol. Elle inclut les habitants de la matrice du sol ainsi que ceux de la litière et des bois morts en décomposition.
Les organismes du sol sont généralement subdivisés en plusieurs groupes :
1 la mégafaune (plus de 8 cm) (taupes,crapauds, serpents, ...),
2 la macrofaune, visible à l'oeil nu (de 4mm à 8 cm) (vers, cloportes, ..),
3 la mésofaune, visible à la loupe (de 0,2 à 4 mm) (acariens, collemboles, ...),
4 la microfaune, et les micro-organismes, visibles seulement au microscope (moins de 0,2mm) (protozoaires, nématodes, bactéries),
5 la pédoflore (champignons, algues)
Alors que l’activité des organismes du sol participe notamment à la fertilité des sols, à la qualité de notre alimentation, à la pureté de l’air et à la qualité de l’eau, la biodiversité des sols est menacée par l’accroissement des pressions anthropiques et les changements globaux. Elle reste de plus une des composantes les moins connues de la biodiversité.
Les plus petits organismes sont les plus nombreux et les plus diversifiés. Il existerait ainsi plus de 2 millions d'espèces de bactéries et de champignons dont seulement 1% aurait été identifiés. Les vers de terre représentent quant à eux le groupe dont la biomasse est le plus importante et la diversité spécifique la mieux connue.
Le sol est un habitat complexe et hétérogène sur de courtes distances, qui comprend de nombreux espaces et où plusieurs formes de ressources nutritives co-existent. Dès lors, une multitude d'organismes vivants peut coloniser ce milieu donnant naissance à des chaînes trophiques très diversifiées. La plupart des espèces se retrouvent dans les 2-3 premiers centimètres de sol où les concentrations en matières organiques et en racines sont les plus élevées.
La diversité des organismes du sol s'étudie de l'échelle du gène à celle de la communauté, de l'échelle du micro-agrégat à celle du paysage. L'étude des animaux les plus gros (macrofaune) se fait par collecte et piégeage suivi de leur identification au laboratoire : on compte par exemple le nombre et la masse d'organismes par m2 de sol. La grande majorité des organismes du sol n'est cependant pas visible à l'œil nu. Il s'agit alors de prélever un échantillon de sol (jusqu'à 100g) afin d'extraire les organismes au laboratoire à l'aide d'appareils spécifiques et de les observer à la loupe et au microscope. Pour les bactéries et les champignons microscopiques, les dernières technologies permettent d'extraire leur ADN du sol et de caractériser la structure, la densité et la diversité génétique des espèces, voire même d'en identifier une partie. L'identification, le comptage et la caractérisation de la diversité des organismes vivants dans le sol permettent de définir des indicateurs qui renseignent sur la qualité des sols et plus largement de leur environnement. Ces indicateurs, encore en cours de développement, pourraient être mesurés par des laboratoires d'analyses et à terme par les utilisateurs du sol eux-mêmes afin de mieux connaître l'état de leur sol.
LES RÔLES DE LA BIODIVERSITE DU SOL
La biodiversité du sol assure le fonctionnement du sol et des écosystèmes. Si les organismes du sol peuvent être classés suivant leur taille, ils peuvent aussi être regroupés selon leurs rôles, et ceci à différentes échelles :
1 Les ingénieurs physiques (ex: vers de terre, termites, fourmis) renouvellent la structure du sol, créent des habitats pour les autres organismes du sol et régulent la distribution spatiale des ressources en matières organiques ainsi que le transfert de l'eau.
2 Les régulateurs (nématodes, collemboles et acariens) contrôlent la dynamique et l'activité des populations de micro-organismes du sol. La présence d'une diversité de prédateurs permet par exemple de limiter la prolifération de certains champignons ou bactéries pathogènes des cultures.
3 Les ingénieurs chimistes, principalement les micro-organismes (bactéries et champignons microscopiques) assurent la décomposition de la matière organique (ex: les feuilles des arbres) en éléments nutritifs facilement assimilables par les plantes, comme l'azote et le phosphore. Ils sont également responsables de la dégradation des polluants organiques comme les hydrocarbures et les pesticides.
L'activité de ces organismes est à la base de nombreux services écosystémiques essentiels aux sociétés humaines :
1 La fertilité du sol.
Les organismes du sol supportent indirectement la qualité et l'abondance de la production végétale en renouvelant la structure du sol, en permettant la décomposition des matières organiques et en facilitant l'assimilation des nutriments minéraux disponibles pour les plantes.
2 La protection des cultures.
Avoir une importante biodiversité du sol, c'est augmenter la probabilité que les sols hébergent un ennemi naturel des maladies des cultures. Maintenir ou favoriser la diversité des organismes du sol permet donc de limiter l'utilisation de pesticides.
3 La régulation du cycle de l'eau et la lutte contre l'érosion des sols.
La présence "d'ingénieurs de l'écosystème" tels que les vers de terre favorise l'infiltration de l'eau dans le sol en augmentant la perméabilité des horizons de surface. Par exemple, la disparition de population de vers de terre dans des sols contaminés peut réduire jusqu'à 93% la capacité d'infiltration des sols et amplifier le phénomène d'érosion.
4 La décontamination des eaux et des sols.
Les micro-organismes peuvent immobiliser et dégrader les polluants. Cette alternative aux méthodes conventionnelles de dé-pollution pourrait permettre de réduire le coût de la décontamination des sols (en Europe estimé en 2000 entre 59 et 109 milliards d'Euro).
5 La santé humaine.
Les organismes du sol constituent le plus important réservoir de ressources génétiques et chimiques pour le développement de nouveaux produits pharmaceutiques. Par exemple, l'actinomycine et la streptomycine sont des antibiotiques communs dérivés des champignons du sol.
LES MENACES SUR LA BIODIVERSITE DU SOL
L'accroissement de la pression exercée par les activités humaines (l'artificialisation et l'imperméabilisation des terres, leurs modes de gestion agricole et forestière) et les changements climatiques, sont et seront les principales causes des dégradations subies par les sols. La biodiversité du sol est directement menacée par les dégradations telles que l'érosion, la diminution des teneurs en matières organiques, les pollutions locales et diffuses, le tassement, l'acidification, l'imperméabilisation et la salinisation des sols. Le changement d'usage des terres (ex: urbanisation, mise en culture, déforestation) est la première cause de baisse de biodiversité car les organismes du sol n'ont généralement pas le temps de se déplacer ou de s'adapter à leur nouvel environnement. Généralement, les prairies naturelles abritent une plus grande diversité d'organismes que les sols agricoles soumis à des pratiques plus intensives. Dans les agglomérations urbaines, la fermeture des sols et le cloisonnement des espaces verts menacent directement le maintien de la biodiversité.
ESTIMER SA VALEUR ECONOMIQUE
La valeur des services rendus par la biodiversité du sol (fertilité du sol, protection des cultures, régulation des cycles des nutriments et de l'eau, décontamination des eaux et des sols, ressources pour le développement de produits pharmaceutiques) n'est généralement pas perçue par les bénéficiaires. Estimer la valeur de ces services permettrait d'élaborer des objectifs de protections aux échelles nationales et supra-nationales et de l'intégrer dans le coût de chaque projet à l'échelle locale. La prise en compte effective de la valeurs des services écosystémiques liés à la biodiversité du sol pourrait corriger voir inverser les écarts de rentabilité entre différents types d'usage du sol ou de pratiques agricoles.
LES MOYENS DE PRESERVATION DE LA BIODIVERSITE DU SOL
Les politiques d'aménagement du territoire et de gestion des sols ont une importance primordiale sur la biodiversité du sol et donc les services rendus. Bien que les activités humaines pèsent très fortement sur le sol et ses fonctions écologiques, elles n'ont pas toujours un impact négatif et ne sont pas toutes irréversibles.
QUELQUES EXEMPLES DE PRATIQUES FAVORABLES
1 Augmenter la teneur en matière organique du sol
Des apports réguliers de matière organique améliorent la structure du sol, augmentent la capacité de rétention de l'eau et des nutriments, protègent le sol contre l'érosion et le tassement et soutiennent le développement d'une communauté saine d'organismes du sol. Les pratiques, comme le maintien des résidus de culture à la surface du sol, les rotations qui incluent des plantes à fort taux de résidus, les systèmes avec peu ou pas de labour ou l'épandage de compost augmentent la teneur en matière organique.
2 Limiter les intrants agro-chimiques et la contamination des sols
L'utilisation de pesticides et de fertilisants chimiques favorise les rendements mais les matières actives peuvent nuire aux organismes du sol. Par ailleurs, les apports de contaminants volontaires (ex: bouillie bordelaise à base de cuivre) ou involontaires (ex: cadmium dans les engrais, mercure dans les boues de stations d'épuration, zinc dans les lisiers) peuvent avoir une influence sur les organismes du sol conduisant à des modifications de la biodiversité.
3 Prévenir le tassement du sol
Le tassement du sol par des passages répétés d'engins, en particulier sur sol mouillé, diminue les quantités d'air, d'eau et d'espace disponibles pour les racines et les organismes du sol. Comme la remédiation est difficile voire impossible, la prévention est essentielle (ex: utilisation de pneus basse pression, réduction du nombre de passage).
4 Minimiser le risque d'érosion
Un sol nu est sensible à l'érosion par le vent et l'eau, au dessèchement et à l'encroûtement. La présence d'une couverture végétale ou de résidus de cultures protège le sol, fournit des habitats pour les organismes du sol et peut améliorer la disponibilité en eau et en nutriments.
LA BIODIVERSITE DES SOLS
CHAPITRE 2
LE COMPLEXE ARGILO-HUMIQUE
On appelle complexe argilo-humique (CAH) ou complexe adsorbant l'association colloïdale d'argiles et d'humus. Ils se trouvent dans ce cas tous deux à l'état floculé à la suite du travail de la faune et des micro-organismes du sol. Les vers de terre jouent un rôle essentiel dans leur production. Une carence en calcium, notamment en milieu acide est source de dégradation (minéralisation de la matière organique) de ce complexe, mais d'autres facteurs entrent en jeu ; il semble notamment que des apports riches en protéines (comme avec le BRF), ou les mucus de certains organismes puissent aussi jouer un rôle dans la constitution de ces complexes qui deviennent stables et presque insolubles une fois desséchés (comme le ciment), ce qui explique la résistance de l'humus à l'eau et à l'érosion, ainsi que le maintien de sa structure et son exceptionnelle capillarité. ce complexe facilite la pénétration du sol par les racines et les champignons, leur approvisionnement en eau et sels minéraux, l'aération de leurs racines. Il conditionne en particulier l'aptitude du sol à stocker l'eau quand les précipitations sont abondantes (pouvoir de rétention en eau) et à la restituer quand elles sont déficitaires et par conséquent à approvisionner les plantes au fur et à mesure de leurs besoins, qui varient selon les différentes phases du cycle végétatif.
Ces complexes peuvent de plus fixer des métaux lourds ou toxiques (éventuellement radioactifs), en limitant leur transfert aux plantes et à l'eau, ainsi qu'à la chaîne alimentaire.
Le complexe argilo-humique (CAH), aussi appelé complexe adsorbant ou complexe absorbant, est l'ensemble des forces qui retiennent les cations échangeables (Ca2+, Mg2+, K+, Na+…) sur la surface des constituants minéraux et organiques des sols (le mélange de minéraux argileux et d'humus constituant le "complexe argilo-humique" à proprement parler). Ces cations peuvent s'échanger avec la solution du sol et les plantes et constituent le réservoir de fertilité chimique du sol, c'est ce qu'on appelle la capacité d'échange cationique (CEC).
D'un point de vue chimique, argile et humus ne devraient normalement pas se lier entre eux car les micelles * d'humus et d'argiles sont toutes deux électronégatives, et se repoussent donc naturellement. Pourtant certaines communautés d'organismes vivant du sol sont capables de produire de tels complexes en liant les argiles et les humus (comme les vers de terre dont le tube digestif est muni d'un organe spécial liant entre elles les micelles de matière organique aux micelles argiles).
On trouve ces complexes dans les agrégats constitutifs du sol où ils jouent un rôle écologique et agronomique majeur. Ils sont essentiellement d'origine biogénique (créés par le vivant) expliquent la stabilité (résistance à la pluie par exemple) et la productivité exceptionnelle des sols riches en humus et en matière organique. Ils protègent très efficacement les sols qui en contiennent de la battance des pluies ou de l'excès d'humidité.
*Une micelle (nom féminin dérivé du nom latin mica, signifiant « parcelle ») est un agrégat sphéroïdal de molécules possédant une tête polaire hydrophile (qui aime l'eau)dirigée vers le solvant et une chaîne hydrophobe (qui repousse l'eau)dirigée vers l'intérieur. Une micelle mesure de 0,001 à 0,300 micromètre.
MODALITES DE COMPLEXATION*
On connaît trois principaux processus de complexation de l'argile et de l'humus :
1 Via des ponts calciques. Ce sont les complexes les plus solides qu'on observe dans les sols calcaires, l'humus en vient à n'être pratiquement plus disponible par minéralisation et les agrégats du sol sont particulièrement résistants à la dispersion par les précipitations .
2 via des ponts constitués d'hydroxydes de fer et d'alumine. Ce mode de fixation est surtout celui que l'on observe dans les sols bruns. Ce mode de fixation est moins stable que celui assuré par les ponts calciques.
3 via des ponts aluminium positionnés aux points de rupture des feuillets d'argile.
Ce type de pontage fait aussi intervenir un échange d'ions OH−.
En effet, tous les éléments métalliques se combinent facilement avec la matière organique (MO) pour former des complexes organo-métalliques. Leur présence et leur activité dépendent de la nature chimique des constituants géologiques. En dehors du fer, les métaux les plus abondants dans le sol sont l’aluminium et le manganèse. Leurs combinaisons avec la MO sont moins intéressantes que celles à base de fer car, d’un côté, la liaison avec l’aluminium est très forte et provoque un blocage de la MO et, de l’autre côté, celle avec le manganèse est trop instable et sensible au lessivage. Les métaux sont d’autant plus mobiles que le milieu est acide et leur surabondance entraîne des problèmes de toxicité pour l’activité microbienne et pour la croissance des plantes.
Le complexe argilo-humique a la propriété d'être fortement adsorbant, ce qui lui permet de fixer de nombreux minéraux ; cette liaison « argile + éléments minéraux + humus » s'appelle la « complexolyse ». C'est un des nombreux phénomènes qui participent à la pédogénèse. La profondeur et l'importance de ce phénomène varient selon le climat, le pH (potentiel Hydrogène qui détermine si un sol est acide ou basique) du sol et la qualité des argiles et des humus en présence.
Les propriétés adsorbantes de ces complexes sont agronomiquement intéressantes et même vitales, car seuls ces complexes sont capables de fixer dans le sol des cations qui sont des nutriments pour les plantes, qui seraient sans cela mobiles dans le sol, voire dans l'air ou la pluie.
Si le groupement ionique est composé d'ions calcium (Ca2+), il prendra le nom de pont calcique .
Cette même propriété a une grande valeur du point de vue écotoxicologique ; ces complexes peuvent en effet fixer, c'est-à-dire provisoirement "inerter" des cations toxiques (métaux lourds et autres métaux toxiques…), qui ne sont alors plus solubles dans l'eau ou dans l'air et qui sont de la sorte moins biodisponibles pour la flore.
Le complexe argilo-humique est mieux hydraté que ne pourraient l'être les micelles d'argile ou humiques, au bénéfice de la faune et microflore du sol qui produisent ce complexe (et au bénéfice des cultures).
Une hydratation minimale est d'ailleurs nécessaire à la stabilité de ce complexe (la désertification s'accompagne de la destruction de ces complexes)
*Complexation : Un complexe est un édifice polyatomique dans lequel on a un cation métallique lié à une ou plusieurs entités indépendantes (anions ou molécules neutre), en interaction. Le cation métallique est appelé atome central et les anions ou molécules sont appelés ligands ou coordinats.
ACTIVITE BIOLOGIQUE
L'accrochage des argiles (charge négative) avec l'humus (charge négative) se fait par des ions positifs. Cependant, cette liaison est électrique et instable, notamment en présence d'eau. Un CAH qui n'aurait que les liaisons électriques des ions positifs pour tenir, ne tiendrait pas longtemps. C'est un CAH instable.
L'activité biologique vient enrober les éléments "argile + humus + ions" dans une colle humique conduisant ainsi à stabiliser le complexe en le rendant résistant à la dégradation par l'eau. Cette liaison du CAH est principalement réalisée dans le tube digestif des vers de terre mais aussi (probablement) par d'autres individus. Ici, interviennent les champignons (surtout les champignons micorhyziens) car ils sont des producteurs de glomalines *. D'où la grande importance d'un apport de bois raméal fragmenté (BRF) et de cultiver des plantes à mycorhizes pour favoriser la production de colles humiques et stabiliser les agrégats, d'où aggradation .
Les sols permettant la création de CAH doivent donc disposer :
1 d'une argile de bonne qualité,
2 de matières organiques fraîches à dégradation lente et rapide (humus),
3 d'ions positifs au pouvoir floculant (Ca2+ > H+ > Mg2+ >K+ >Na+),
4 d'être vivants (pédofaune, plantes symbiotiques) pour mélanger le tout
5 d'un système permettant que l'eau soit présente sans l'être en excès (asphyxie).
Ces sols n'existent plus en agriculture ou jardinage quand les pratiques « classiques » de culture les ont dégradés . Généralement il manque toujours quelque chose ou tout. La meilleure voie consiste à influer la reconstruction naturelle du complexe . On peut jouer sur les pratiques suivantes : installation de couverts végétaux, (apports d'azote + mobilisation des ions positifs en profondeur >> développement bactérien et fongique = production de glomaline) apport de BRF (multiplication des vers de terre = remonté d'argiles en surface + apport de carbone = multiplication des mycorhizes) association judicieuse de plantes complémentaires cultivées (biodiversité + rotations = exploration plus large du sol par les racines), la couverture permanente du sol (amélioration de la réserve hydrique + prolifération des micro-organismes de surface), la protection des habitats (limitation des pratiques culturales traumatisantes pour le sol = arrêt du labour + réduction ou élimination des pesticides)
Dans tous les cas, il apparaît que le rôle de l'activité biologique est majeur. Pour construire des CAH dans un sol, il faudrait procéder ainsi, dans l'ordre :
1 préserver les habitats,
2 restituer des résidus organiques frais ("engrais verts" et/ou apporter du BRF)
3 éliminer les excès d'eau (drainage naturel du sol grâce aux racines et la présence de glomaline),
4 Favoriser la vie du sol et notamment les vers de terre (Digestion de la matière organique + remonté des argiles)
*La glomaline est une glycoprotéine produite en abondance sur les hyphes et les spores des champignons mycorhiziens dans le sol et dans les racines.
Plusieurs études montrent que la glomaline influence la structure du sol. Elle imprègne ce dernier, stabilisant les agrégats de particules fines à la manière d'une colle. Ceci jouerait un rôle fondamental dans la fertilité des sols.
LE COMPLEXE ARGILO-HUMIQUE
CHAPITRE 3
PROFIL DU SOL, TEXTURE, STRUCTURE ET POROSITE
La géomécanique réduit tous les géomatériaux naturels à trois milieux types de "sols", les sols meubles plus ou moins frottant et/ou plastiques et les roches dures plus ou moins élastiques.
Les sols sont des géomatériaux meubles, grave, sable et argile éventuellement mêlés en quantités variables, dont la cohésion est faible ; elle diminue jusqu’à disparaître (liquéfaction) par accroissement de la teneur en eau.
Les roches sont des géomatériaux compacts et durs; elles diminuent et/ou disparaîssent par altération physique (hydratation), chimique (dissolution) et/ou mécanique (fragmentation).
L’état et le comportement mécanique d'un sol dépendent essentiellement de sa teneur en eau ; ceux d’une roche, de son degré d’altération, de fissuration et de fracturation.
Un milieu de sol mécanique est composé de matière minérale, d’eau et d’air. Sa composition minérale est immuable ; sa teneur en eau est variable ; l'influence de l'air est négligée ; sa structure minérale est déformable. Il est caractérisé par des paramètres physiques et mécaniques, mesurés par des essais in situ et/ou sur échantillons qui sont des expériences de validation d'application des théories mécaniques correspondantes.
LES PARAMETRES PHYSIQUES
Les paramètres physiques d’un sol se mesurent spécifiquement sur échantillons éventuellement remaniés par des essais d’identification.
1 Granulométrie: par tamisage et/ou sédimentométrie, on établit par pesage les proportions de blocs - cailloux - graviers - sable grossier - sable fin - limon ou silt – argile d’un échantillon de sol ; on établit sa composition et on le désigne en présentant les résultats de ces mesures sur une courbe ou un diagramme triangulaire;
2 Poids et volume : par pesage avant et après dessiccation d’un échantillon à l’étuve:
3 Poids ou masse volumique (ou plus simplement densité);
4 Teneur en eau : rapport en % du poids de l’eau libre au poids sec ;
5 Indice des vides : rapport du volume des vides au volume des pleins ;
6 Limites d'Atterberg : l’état des limons et des argiles varie de la solidité à la liquidité relatives quand la teneur en eau augmente ; la carte de Casagrande permet de caractériser la plasticité d’un sol et de le désigner selon sa composition ;
a) la limite de plasticité est la valeur de la teneur en eau du passage de l'état « solide » à l'état plastique ;
b) la limite de liquidité est la valeur de la teneur en eau du passage de l'état plastique à l'état « liquide »
c) l’indice de plasticité est la différence des teneurs en eau liquidité-plasticité.
7 Autres essais d’identification : équivalent de sable, valeur au bleu de méthylène, teneurs en carbone, matières organiques...
PROFIL DE SOL
Le profil de sol est l'ensemble des horizons d'un sol donné ; chaque horizon étant une couche repérable et distincte de ce sol. On parle aussi de solum ou des horizons du sol.
Ces horizons sont d'autant plus distincts que le sol est évolué. En effet, la formation et l'évolution des horizons sous l'influence des facteurs écologiques conduisent à la différenciation de couches de natures différentes plus ou moins parallèlement à la surface.
L'expression "profil de sol" est aussi utilisée en agronomie pour parler du profil cultural , qui ne concerne que les sols cultivés.
Horizon O
C'est l'horizon organique (ou humus) dans lequel les débris végétaux s'accumulent à la surface du sol.
1 OL : Couche de feuilles ou d'aiguilles mortes, encore reconnaissables. Cette couche de feuilles peut être divisée en deux parties suivant la vitesse de décomposition :
a) OLn : feuilles de l'année encore entières ;
b) OLv : feuilles vieillies, blanchies par un début de décomposition et commençant à être fragmentées.
2 OF : Couche de fragmentation dans laquelle les débris ne sont plus reconnaissables.
3 OH : Couche humifiée, absence de toute structure végétale reconnaissable à l'œil.
Horizon A
L'horizon A , aussi appelé terre arable, est par définition un horizon contenant à la fois de la matière organique et de la matière minérale. Dans quelques rares cas, il résulte principalement de la pénétration de la matière organique dans le sol sous forme de constituants solubles. Mais, en général, il est le résultat d'un brassage mécanique par les organismes vivant dans le sol (vers, insectes) ou bien matérialise l'intervention de la charrue dans le cas des sols cultivés.
Horizon E
C'est un horizon appauvri par le départ des constituants solides ou leur solubilisation. Il résulte en général d'une perte d'argile, de fer, ou de matière organique par lessivage. Sa couleur est souvent plus claire.
Horizon B
C'est un horizon enrichi ou horizon illuvial. Il est enrichi en divers constituants, selon les cas: argile, fer, matière organique, carbonate de calcium, etc. Dans certains cas plutôt rares, il s'agit d'apports en provenance du haut du profil ou bien latéraux (ex: carbonate de calcium). Mais, bien souvent, il s'agit d'un enrichissement plus apparent que réel. Il résulte pour une part de la transformation in situ des minéraux primaires issus de la roche sous-jacente et encore présents dans cet horizon B (argilisation des micas, libération et oxydation du fer...).
Au total il est distingué par sa couleur, sa structure, la nature de ses constituants, sa granulométrie.
Horizon S
C'est un horizon B peu évolué dans lequel on observe des changements de couleur et l'apparition d'une structure réellement pédologique remplaçant la structure originelle de la roche. Mais, il n'y a pas enrichissement net en argile ou autres matières.
Horizon C
C'est un horizon d'altération de la roche-mère dans lequel la transformation de celle-ci reste limitée si bien que nombre de ses caractères originels (litage, schistosité, minéraux) sont encore très visibles. Mais l'évolution minéralogique a déjà commencé ainsi que les pertes de matière sous forme d'ions solubles.
Horizon R
Roche non altérée située à la base du profil. Elle est qualifiée de roche-mère dans le cas où elle est bien à l'origine du sol. Dans le cas contraire, celui-ci résulte d'un apport de matériaux par transfert latéral (ex: coulée boueuse) ou bien a une origine fluviatile ou encore éolienne.
LA STRUCTURE DU SOL
C'est le mode d'arrangement spatial des particules minérales et organiques d'un sol entre elles.
La structure du sol résulte de la façon dont sont associés les constituants élémentaires d'un échantillon de terre. Cette association aboutit à des éléments structuraux agencés différemment les uns par rapport aux autres, selon les cas.
Elle est caractérisée par :
1 La forme des agencements et leur taille
2 La porosité, c'est à dire, l'importance respective des vides et des pleins
3 La résistance des liaisons qui unissent les constituants élémentaires entre eux ainsi que les éléments structuraux
Il n'y a pas une structure du sol, mais des structures du sol emboîtées les unes par rapport aux autres. Des plus fines aux plus grandes, on peut trouver:
1 Les réseaux cristallins des minéraux
2 Les argiles
3 Les agrégats de sols
4 Les mottes de sol
5 Les horizons dont les composantes sont des mottes, des agrégats et des vides inter-agrégats
6 Les paysages, du décamètre à la centaine de kilomètres (structure de couverture pédologique).
STRUCTURE PEDOLOGIQUE
En pédologie, la structure est la façon selon laquelle s’arrangent naturellement et durablement les particules élémentaires en formant ou non des agrégats.
L’agrégat est le résultat de l’organisation naturelle des constituants, ce en quoi il est fondamentalement différent d’un fragment lequel résulte de la brisure d’un objet préexistant. Tous les mécanismes et processus de la pédogénèse (actions physiques, chimiques et biologiques) concourent à transformer des matériaux à structure lithologique (roche et dépôts) en matériaux à structure pédologique.
Structures prédéfinies
Des grands types de structures sont prédéfinies :
Sans structure :Aucune agrégation visible ni disposition ordonnée et définie autour des lignes naturelles de faible résistance.
Structure lithique (ou lithologique) : Absence d’agrégats, structures non pédologiques héritées de la roche-mère.
Structure massive (ou continue) : Absence d’agrégats, horizon cohérent, pouvant être plus ou moins induré par des ciments.
Structure particulaire : Absence d’agrégats, horizon non cohérent, constitué de particules (minérales ou organiques) individualisées et libres.
Structure grenue : Agrégats à formes nettement arrondies, plus ou moins sphériques, peu ou non poreux, à faces courbes, sans arêtes ni orientation préférentielle.
Structure grumeleuse : Agrégats à formes nettement arrondies, poreux, présentant un ensemble complexe de faces courbes dominantes et de faces planes à surfaces irrégulières ; agrégats irréguliers et mamelonnés ; ces « grumeaux » sont souvent plus ou moins agglomérés entre eux.
Structure microgrumeleuse (floconneuse) : Structure grumeleuse dont les éléments ont une dimension inférieure au millimètre.
Structure lamellaire : Agrégats à arêtes nettement anguleuses et/ou faces planes, à orientation préférentielle horizontale, en général beaucoup plus larges qu’épais.
Structure prismatique : Agrégats à arêtes nettement anguleuses et/ou faces planes, allongés suivant une orientation préférentielle verticale.
Structure columnaire (en colonnes) : Structure prismatique à sommet arrondi.
Structure cubique : Agrégats à faces planes nettes et peu nombreuses, arêtes (verticales et horizontales) vives et toutes sensiblement de la même dimension.
Structure en plaquettes obliques : Orientation préférentielle oblique (ni verticale, ni horizontale) ; faces généralement planes, parfois gauchies, presque toujours lisses et souvent striées ; arêtes vives.
Structure polyédrique anguleuse : Agrégats sans orientation préférentielle, faces planes, arêtes anguleuses et vives.
Structure polyédrique sub-anguleuse : Agrégats avec plusieurs types de faces ou d’arêtes, ou à formes mal définies, arêtes souvent émoussées.
Structure fibreuse : Matériel composé surtout de résidus organiques fibreux (mousses, fougères).
Structure coprogène (granulaire) : Matériel constitué en grande partie d’amas millimétriques globulaires (déjections de la mésofaune du sol) plus ou moins remaniés mais toujours individualisés.
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La structure du sol peut être dégradée par l'action de l'Homme ou du climat. Les deux principaux types de désagrégation sont :
1 La désagrégation par tassement du sol
2 La désagrégation sous l'action de la pluie, conduisant à la battance et à l'érosion hydrique.
LA POROSITE DU SOL
Cela peut être considéré comme le négatif de la structure, c'est-à-dire les espaces vides, ménagés entre les particules du sol, et occupés par de la solution ou de l'air du sol .
Comme pour la structure du sol, il n'existe pas une porosité du sol mais de nombreuses porosités emboîtées les unes par rapport aux autres. C'est pourquoi il est possible d'observer la porosité à différentes échelles.
La porosité peut donc être classée selon différents critères :
1 Critères dimensionnels
2 Critères selon l'origine des pores
3 Critères fonctionnels
Classification de la porosité selon le critère dimensionnel
La porosité va être classée suivant la taille des pores
a) La micro-porosité
b) La méso-porosité
c) La macro-porosité
Il est très dur de donner des valeurs limites pour définir ce critère de classification. En effet, suivant les auteurs, la limite inférieure de macro-porosité peut par exemple varier de 0,05 mm à 1 mm.
Sur le terrain, on définit souvent la macro-porosité comme étant visible à l'œil nu (donc de l'ordre du mm).
Classification de la porosité selon le critère de l'origine des pores
En considérant l'origine des pores, il existe 2 types de porosités :
a) La porosité texturale : elle résulte de l'assemblage des particules solides élémentaires (argile, limon et sable) qui ménagent entre elles un volume poral.
b) La porosité structurale : elle résulte de facteurs externes au matériau sol. Elle inclut par exemple les fissures inter et intra-agrégats, les galeries de vers de terre, le passage des racines etc.
Classification de la porosité selon le critère fonctionnel
Certains auteurs classent les porosités suivant leurs propriétés hydrologiques : Exemple : Porosité capillaire
On peut parler de porosité capillaire pour définir une classe de pores où l'eau est retenue dans le sol, dans des capillaires.
TEXTURE DU SOL
La texture d'un sol correspond à la répartition dans ce sol des minéraux par catégorie de grosseur (en fait, diamètre des particules supposées sphériques) indépendamment de la nature et de la composition de ces minéraux. La texture du sol ne tient pas compte du calcaire et de la matière organique.
Classement des particules
Les particules sont classées de la façon suivante, en fonction de leur diamètre : blocs, galets et graviers (diamètre > 2 mm) sont classés à part.
La granulométrie proprement dite concerne la terre fine.
1 sables : > 50 µm
2 limons : de 50 µm à 2 µm
3 argiles : < 2 µm
Classification des textures
Cette classification est représentée à l'aide d'un triangle, appelé triangle des textures, dont les trois côtés correspondent respectivement aux pourcentages de sable, de limon et d'argile.
Il est possible de regrouper les textures en quatre classes fondamentales, qui permettent de définir les principales propriétés du sol :
1 texture sableuse : sol bien aéré, facile à travailler, pauvre en réserve d'eau, pauvre en éléments nutritifs, faible capacité d'échange anionique et cationique.
2 texture limoneuse : l'excès de limon et l'insuffisance d'argile peuvent provoquer la formation d'une structure massive, accompagnée de mauvaises propriétés physiques. Cette tendance est corrigée par une teneur suffisante en humus et calcium.
3 texture argileuse : sol chimiquement riche, mais à piètres propriétés physiques; milieu imperméable et mal aéré, formant obstacle à la pénétration des racines ; travail du sol difficile, en raison de la forte plasticité (état humide), ou de la compacité (sol sec). Une bonne structure favorisée par l'humification corrige en partie ces propriétés défavorables.
4 texture équilibrée : elle correspond à l'optimum, dans la mesure où elle présente la plupart des qualités des trois types précédents, sans en avoir les défauts.
Exemple de granulométrie favorable à la culture : 15 à 25% d'argile, 30 à 35% de limons, 40 à 50% de sables.
1 COUPE DU SOL ET HORIZONS 2 TEXTURE ET STRUCTURE 3 POROSITE
TRIANGLE DES TEXTURES
CHAPITRE 4
CYCLE DE L'HUMUS, HUMIFICATION, MOR, MODER ET MULL
HUMIFICATION
La formation des humus résulte d'un certain nombre de processus biochimiques qui concourent à la transformation de la matière organique morte. C’est le fait, en dernier lieu, de l’action des bactéries et des champignons (actinomycètes) du sol, après qu’elle aura transité par le tube digestif de nombreux organismes de la pédofaune.
La dégradation de la matière organique conduit à la formation d’un certain nombre de composés solubles ou insolubles, résultant du métabolisme des sucres simples (glucose, fructose, lactose, amidon, etc.) ou complexes (cellulose, lignines ou tanins) et de celui des matières organiques azotées.
C’est ce mélange de produits solubles, insolubles, azotés ou non, avec les colloïdes et les minéraux du sol qui servira de précurseur à l’humification.
Même en partant des mêmes éléments précurseurs, la qualité des humus produits dépendra des conditions physico-chimiques qui règnent dans le sol. Le pH, la teneur en oxygène, la teneur en bases échangeables, en calcium ou en cations métalliques seront déterminants.
Les humus produits seront d’une qualité* supérieure dans des sols neutres ou légèrement alcalins, bien aérés et frais, de bien moins bonne qualité dans des sols acides, mouillés ou asphyxiques.
* Ce terme, très subjectif, doit être compris dans le cas où l’on considérerait les humus d’un seul point de vue agronomique
HUMUS
Formation des humus
La mise à nu des sols et le labour répété causent en quelques années une disparition de l'humus. Les sols noirs deviennent ocre, perdent leur capacité à retenir et infiltrer l'eau, et deviennent plus sensibles à l'érosion.
Le labour et les engrais chimiques ne sont pas les seules causes de destruction de l'humus qui fixe les sols ; la déforestation et le surpâturage sur sols fragiles en sont d'autres. Sans protection végétale du sol, et sans apport de matière organique, l'érosion et l'appauvrissement de ce type de sol sont alors inévitables.
La formation des humus ou humification est dite « biogénique », c’est-à-dire que l'humus peut se former par simple oxydation de la nécromasse en l'absence d'organismes vivants mais ce processus est considérablement accéléré lorsque des organismes vivants ingèrent la matière organique ou sécrètent des enzymes qui la transforment.
La matière organique qui est à la base de l'humus est d'origine essentiellement végétale, puis microbienne et animale lors du processus de transformation, alors que les composants du sol profond sont en grande partie d'origine minérale.
La matière première de l'humus est soit la litière soit les résidus de culture, à laquelle s'ajoutent des composants d'origine animale déposés dans les horizons superficiels ou remontés par les animaux fouisseurs, dont les vers de terre. Cette matière subit une évolution plus ou moins rapide (selon les conditions de température, d'humidité, d'acidité ou la présence d'inhibiteurs tels que certains métaux lourds ou toxiques) qui aboutit à sa transformation sous forme de composés organiques complexes, électronégatifs et relativement stables. Selon la taille des molécules ainsi produites, il s'agit de composés insolubles (humines) ou de colloïdes (acides humiques et fulviques) susceptibles de migrer dans les sols.
La présence en grande quantité de cations métalliques dans le sol tels que le fer ou le calcium ou bien encore d'argiles insolubilise les acides humiques et fulviques et empêche leur migration, formant ce que l'on appelle des sols bruns. En présence de quantités faibles de cations métalliques , la migration des molécules humiques de petite taille (acides fulviques ) entraîne les faibles quantités de métaux présents dans les horizons de surface, formant ce que l'on appelle les podzols (type de sol lessivé qui se forme sous les climats froids et humides sur substrat au pH très acide).
L'activité de la faune fouisseuse (vers de terre, fourmis, ..) contribue à une mise en contact rapide des composés humiques avec la matière minérale, empêchant ainsi leur lessivage et donc leur perte pour les écosystèmes.
La matière organique qui, en se décomposant, produit l'humus est constituée :
1 de fragments végétaux (feuilles, aiguilles, tiges, racines, bois, …...) en décomposition,
2 d'exsudats racinaires et d'exsudats végétaux (propolis) et animaux (miellat) au-dessus du sol,
3 d'excréments et excrétats (mucus, mucilages) de vers de terre et d'autres organismes animaux et microbiens du sol,
4 des cadavres animaux et de nombreux micro-organismes, champignons microscopiques et bactéries,
Tous ces éléments sont sans cesse digérés, déplacés (bioturbation) et mobilisés par une communauté d'organismes dits détritivores, saprophages ou saprophytes: bactéries, champignons et invertébrés. En zone froide ou continentale, la formation de l'humus est accélérée au printemps quand la température monte et que l'humidité est importante.
L'humus peut s'accumuler et évoluer très lentement sous climat froid, jusqu'à constituer un puits de carbone, mais en climat chaud, il peut se minéraliser très rapidement et disparaître. Il est généralement absent des forêts tropicales, mais l'homme a localement produit en Amazonie, à partir de charbon de bois, un équivalent de l'humus dit Terra preta. Certains milieux très particuliers peuvent montrer des accumulations importantes de matières organiques humifiée, constituant autant de puits de carbone: il s'agit des tourbières en climat froid (montagnes, régions boréales) et des énormes accumulations observées en forêt sur "sables blancs" en milieu tropical.
L'humus constitue une réserve importante de matière organique dans le sol. Il est utile pour l'agriculteur, le jardinier ou le forestier de connaître la quantité totale d'humus et sa qualité. Un des indices de sa qualité est le rapport C/N du sol. Comme le carbone et l'azote ne se recyclent pas à la même vitesse (le carbone est respiré donc "tourne" plus vite que l'azote, qui est renouvelé avec les protéines) un rapport C/N bas (10 ou moins) indique une bonne activité biologique du sol, alors qu'un C/N élevé (20 ou plus) indique un ralentissement de cette activité. L'odeur et l'aspect visuel, ainsi que l'observation au microscope des organismes le composant renseignent sur la qualité de l'humus, ainsi, le cas échéant, que des analyses de sa composition chimique. Il faut aussi tenir compte de la nature biochimique des composés carbonés : on observe une différence notable d'humification entre composés cellulosiques et composés lignifiés. Il est possible par analyse chimique de déterminer un rapport C/N qui apporte une information capitale sur le rythme d'évolution des composés organiques ajoutés ou présents dans le sol donc sur le rôle d'un humus en termes de productivité et d'environnement.
L'humus, au sens chimique du terme, est constitué d'humus libre (= matière organique humifiée, non liée aux argiles ou aux oxydes métalliques) et d'humus lié. L'humus libre est une fraction légère à C/N élevé, facilement biodégradable (sauf dans les sols très acides ou engorgés) et migrant facilement dans le profil dans les sols bien drainés ou lorsque la nappe phréatique s'abaisse. Lors des processus de lixiviation (lessivage des éléments solubles), on observe une accumulation en profondeur de composés humiques non biodégradés, pouvant former en se complexant avec les métaux ayant migré un niveau induré (durci) . L'humus lié est l'humus le plus stable, celui qui est le plus intéressant sur un plan agronomique par sa pérennité et sa capacité d'échange cationique ("CEC") et anionique. Il est aussi appelé humine d'insolubilisation. Ce sont les composés humiques migrants (acides humiques et surtout fulviques), solubles ou colloïdaux, qui teintent l'eau d'une couleur "thé" dans certaines zones tropicales ou tempérées.
FORMES D'HUMUS
Sur les pentes, et dans de bonnes conditions, la couche d'humus dépasse rarement 30-40 cm. Elle est plus épaisse dans les vallées et les creux.
Selon que l'humus a été formé dans un sol aéré ou plutôt asphyxiant (en raison par exemple d'une saturation totale en eau ou d'une compaction répétée), on peut classer les humus en deux catégories.
Humus formés en anaérobiose :
1 La tourbe, renfermant une grande quantité de résidus végétaux identifiables, parfois vieux de plusieurs milliers d'années. Il s'agit d'une véritable archive de l'environnement. La tourbe se forme dans des milieux inondés de façon permanente, en présence d'une végétation aquatique dense et à forte croissance (sphaignes, grands carex, glycéries, etc.). La tourbe renferme de nombreux pollens qui permettent de reconstituer l'histoire du paysage jusqu'à des époques très anciennes;
2 L’anmoor, renfermant une grande quantité de matière organique humifiée, mélangée à des argiles. L'anmoor se forme dans des milieux temporairement inondés, par exemple le long des rivières, la phase de dessiccation permettant aux processus biologiques conduisant à l'humification de se dérouler.
Humus formés en aérobiose :
1 Le MULL, avec une bonne incorporation de la matière organique et de la matière minérale réalisée principalement par les lombrics, présent dans les forêts à activité biologique intense et les prairies. On ne trouve alors que des débris (feuilles mortes) de l'année précédente voire de l'automne précédent, et une couche d'épaisseur variable de matière organo-minérale de couleur brune. Le sol est riche en éléments nutritifs, la minéralisation s'effectue rapidement : c'est un milieu idéal pour les vers de terre sauf dans le cas où le sol est calcaire. Dans les régions tropicales (savane) et les milieux sub-désertiques, le mull peut être produit par d'autres organismes fouisseurs.
La présence d'une importante pédofaune riche en particulier en vers de terre et en macro-arthropodes (diplopodes, cloportes) assure une incorporation rapide de la litière.
Les mulls, généralement riches en éléments nutritifs et présentant une forte capacité d'échange cationique, constituent des humus très fertiles.
On distingue deux grands types de mull :
Mull calcique
C'est l'humus des sols calcaires : Riche en calcaire actif et en calcium échangeable, il est alcalin (pH entre 7,7 et 8,5), riche en acides humiques floculés en grumeaux et cimentés par des ions calcium.
L'horizon O est très mince, en revanche l'horizon A est bien développé et de couleur sombre.
Sa structure grumeleuse est très stable et le rapport C/N est de l'ordre de 10.
Il est formé dans les écosystèmes steppiques, sur un sol calcaire dans lequel l'horizon A épais et foncé constitue les terres noires. C'est aussi l'humus engendré dans les pelouses et les forêts sur sol calcaire (rendzines noires forestières et rendzines grises sous pelouses).
Mull forestier (Humus doux)
C'est l'humus des forêts feuillues tempérées sur sols bruns (Brunisol). La minéralisation étant rapide, on n'observe pas d'horizon OH, mais seulement une litière de feuilles mortes plus ou moins décomposées (horizons OL et OF ou OL seul). En revanche, l'horizon A est bien développé, il est brun et offre une structure grumeleuse. Le pH est de l'ordre de 5 à 6,5. Le rapport C/N est de l'ordre de 10 à 15. Ce mull confère au sol une bonne structure, une bonne aération et une bonne capacité d'échange cationique. C'est aussi l'humus que l'on trouve dans les prairies.
2 Le MODER, avec une couche superficielle de matières organiques non incorporées, huméfiées par la faune et les champignons, présent dans les forêts et les landes à activité biologique moyenne. On y voit (à l'automne) les feuilles de l'année qui subissent une décomposition surtout fongique, mais aussi les feuilles de l'année précédente partiellement décomposées, réduites à leur réseau de nervures (squelettiques), avec de nombreux filaments de champignons, des racines (mycorhyses) et surtout des boulettes fécales (crottes) provenant des animaux vivant dans la litière et la couche d'humus (épaisse de quelques millimètres à plusieurs centimètres). Les champignons saprophytes et mycorhiziens prédominent par rapport aux bactéries et donnent au moder son odeur caractéristique de champignon (moder smell)
Les lombrics sont assez rares, comparativement au mull. Les détritivores sont représentés par des micro-arthropodes tels que les acariens oribates et les collemboles et par de petits annélidés, les enchytréides (vers de terre translucides ou blancs, très petits voire minuscules, parfois presque invisibles) .
L'horizon A est compact, gris ou noir mais avec une légère teinte rougeâtre (mobilisation du fer), et le rapport C/N varie de 15 à 25. Le pH est acide (< 5).
3 Le MOR, avec une couche superficielle de matières organiques non ou peu humifiées, présent dans les forêts et les landes à activité biologique faible, ce qui ralentit la vitesse de décomposition des débris végétaux, entraînant une acidification du sol et un phénomène de podzolisation. La terre de bruyère est un exemple de mor. L'épaisseur de ce type d'humus peut être considérable, mais n'est pas un critère d'identification. Le passage du feu est souvent le moyen par lequel cette forme d'humus trouve son équilibre et permet à la végétation de se reconstituer, en restituant au sol les nutriments immobilisés dans la couche organique.
Le mor (ou humus brut) se rencontre sur des sols siliceux naturellement acides, en présence de formations végétales acidifiantes (landes à bruyère, forêts de conifères) dont la matière organique est récalcitrante et/ou en présence d'un climat froid ralentissant l'activité biologique (zones boréales, hautes montagnes)
La pédofaune y est rare et l'activité biologique beaucoup plus faible que dans les humus non ou moins acides (mull, moder).
La forte acidité défavorise l'activité de la pédofaune et l'activité microbienne et donc la décomposition de la matière organique et son humification. En l'absence de calcium nécessaire à la formation de ponts moléculaires entre les molécules humiques et/ou entre celles-ci et les argiles (CAH), il se forme surtout des acides fulviques, facilement lessivables, responsables de la podzolisation.
Sous la litière OL, on observe un horizon OF/OH de couleur brun tabac formé de débris végétaux encore reconnaissables (non ou peu humifiés). L'horizon A est absent. L'horizon O surmonte directement un horizon E lessivé.
Le pH peut descendre jusqu'à 3,5. La minéralisation est très faible (rapport C/N > 20).
La terre de bruyère est une des variantes du mor, la plus connue du grand public en raison de sa commercialisation pour la culture des azalées ; rhododendrons, hortensias et bruyères. Ces sols, en raison de leur moindre capacité de rétention de l'eau (en raison d'un faible taux d'humification de la matière organique) sont sensibles aux incendies. En raison de leur moindre cohérence, ils sont également sensibles à l'érosion sur les pentes.
Et maintenant un Mort... Maure....un MOR !
La parenté entre le mor et la tourbe de sphaignes est frappante et a été remarquée dès le dix-neuvième siècle par P.E. Müller, un pédologue-écologue danois qui a décrit pour la première fois mull et mor dans les hêtraies de son pays (mør signifie tourbe en danois).
Les toxiques et métaux lourds (polluants anthropiques, ou naturellement libérés par la décomposition de la roche-mère) circulent plus facilement dans ces sols qui les adsorbent moins. C'est une des raisons de leur faible productivité biologique, et de la présence plus fréquente d'espèces ayant développé des adaptations complexes (dont sphaignes à grande capacité de rétention de l'eau, et plantes carnivores capables de trouver ailleurs que dans le sol les nutriments qui leur manquent). Des amendements calcaires augmentent leur productivité, mais font disparaître les cortèges d'espèces qui les caractérisent, parfois jugées patrimoniales et menacées et à ce titre protégées par la loi, qui ont pu localement justifier le classement de certains sites en réserves naturelles.
DESTRUCTION DE L'HUMUS
Les apports de biocides, pesticides et engrais peuvent dégrader ou tuer les humus.
Le labour dilue l'humus en l'enfouissant, causant une minéralisation trop rapide de la matière organique et des pertes de sol qui atteignent couramment 10 tonnes par an et par hectare en zone tempérée et jusqu'à plusieurs centaines de tonnes en zone tropicale.
La disparition de l'humus se traduit aussi par un phénomène de glacis des sols labourés qui diminue fortement leur capacité à absorber l'eau. Celle-ci, polluée par les pesticides et des excès de nitrates (responsables du pullulement d'algues vertes et de cyanobactéries visibles sur le sol) ruisselle en emportant les particules fines qui augmentent la turbidité des fleuves et rivières.
De nos jours, il existe de nombreuses méthodes permettant de produire des cultures sans détruire l'humus, dont :
1 l'agriculture biologique ;
2 la permaculture et l'agroforesterie ;
3 le semis direct;
4 le rétablissement d'un enherbement contrôlé,
5 l'utilisation du bois raméal fragmenté ; etc ; etc ;....
L'humus se dégrade naturellement par le phénomène de minéralisation secondaire (appelé K2), ce qui implique de mettre en œuvre des actions visant à limiter le phénomène (non-labour, etc.) et à apporter de la matière organique ligneuse et cellulosique.
HUMIFICATION
Dans la 2ème partie de cet article sur comprendre et connaître son sol nous traiterons de :
- Les sables, argiles, calcaires et limons
- Les aspects physiques des sols
- L'aspect chimique des sols et du potentiel Hydrogène (pH)
Marc et Naomi pour les Enfants de Gaïa, Gardiens de la Terre, Semeurs de Vie, Passeurs d'Espoirs
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GLOSSAIRE
*Adsorber : En chimie, l’adsorption est un phénomène de surface par lequel des atomes, des ions ou des molécules (adsorbats) se fixent sur une surface solide (adsorbant) depuis une phase gazeuse, liquide ou une solution solide. Dans le cas d'un atome adsorbé, on parle d'adatome. Ce phénomène ne doit pas être confondu avec l'absorption dans lequel un fluide ou le composant d'une solution solide est absorbé dans le volume d'une autre phase liquide ou solide.
Ce processus est donc basé sur l'interaction de l'adsorbat avec une surface, ce qui peut faire intervenir divers processus plus ou moins intenses.
Le phénomène inverse, par lequel les molécules adsorbées sur une surface s’en détachent, notamment sous l’action de l’élévation de la température, ou de la baisse de pression, se nomme la désorption.
*Anions et Cations : Puisque la charge électrique d'un proton (+) est égale en intensité à la charge d'un électron (−), la charge électrique de l'ion est égale au nombre de protons moins le nombre d'électrons.
Un anion (−), du grec (ánō) qui signifie « vers le haut », est un ion avec plus d'électrons que de protons, lui donnant une charge nette négative (car les électrons sont chargés négativement et les protons sont chargés positivement).
Un cation (+), du grec (káto) qui signifie « vers le bas », est un ion avec moins d'électrons que de protons, lui donnant une charge nette positive.
Il existe d'autres noms pour les ions avec une charge multiple. Par exemple, un ion avec une charge −2 est connu comme un dianion, et un ion avec une charge +2 est connu comme un dication.
*Ions : Un ion est un atome ou une molécule portant une charge électrique, parce que son nombre d'électrons est différent de son nombre de protons. On distingue deux grandes catégories d'ions : les cations chargés positivement, et les anions chargés négativement.
Un composé ionique est un composé chimique dissocié en ions positifs et négatifs, mais globalement neutre.
*Complexation : Un complexe est un édifice polyatomique dans lequel on a un cation métallique lié à une ou plusieurs entités indépendantes (aniions ou molécules neutre), en interaction. Le cation métallique est appelé atome central et les anions ou molécules sont appelés ligands ou coordinats.
*Une micelle (nom féminin dérivé du nom latin mica, signifiant « parcelle ») est un agrégat sphéroïdal de molécules possédant une tête polaire hydrophile (qui aime l'eau)dirigée vers le solvant et une chaîne hydrophobe (qui repousse l'eau)dirigée vers l'intérieur. Une micelle mesure de 0,001 à 0,300 micromètre.
*La glomaline est une glycoprotéine produite en abondance sur les hyphes et les spores des champignons mycorhiziens dans le sol et dans les racines.
Plusieurs études montrent que la glomaline influence la structure du sol. Elle imprègne ce dernier, stabilisant les agrégats de particules fines à la manière d'une colle. Ceci jouerait un rôle fondamental dans la fertilité des sols
*La lixiviation : Processus au cours duquel l'eau de ruissellement passe au travers des pores du sol (percolation) en entraînant par dissolution certains sels, ions ou substances solubles
*L'atmosphère terrestre est l'enveloppe gazeuse entourant la Terre que l'on appelle air. L'air sec se compose de 78,087 % de diazote, 20,95 % de dioxygène, 0,93 % d'argon, 0,04 % de dioxide de carbone et des traces d'autres gaz. L'atmosphère protège la vie sur Terre en absorbant le rayonnement solaire ultraviolet, en réchauffant la surface par la rétention de chaleur (effet de serre) et en réduisant les écarts de température entre le jour et la nuit.
*La lithosphère (littéralement, la « boule de pierre ») est l'enveloppe terrestre rigide de la surface de la Terre. Elle comprend la croûte terrestre et une partie du manteau supérieur.
Elle est divisée en un certain nombre de plaques tectoniques, également appelées plaques lithosphériques.
*L'hydrosphère est un terme désignant l'ensemble des zones d'une planète où l'eau est présente. Elle concerne aussi bien l'eau sous forme liquide, que sous forme solide ou sous forme gazeuse.
*La biosphère est l'ensemble des organismes vivants et leurs milieux de vie, donc la totalité des écosystèmes présents que ce soit dans la lithosphère, l'hydrosphère et l'atmosphère.
*Eutrophisation L'eutrophisation (du grec eu : « bien, vrai » et trophein : « nourrir ») est le processus par lequel des nutriments s'accumulent dans un milieu ou un habitat (terrestre ou aquatique).
L’eutrophisation des milieux aquatiques est un déséquilibre du milieu provoqué par l'augmentation de la concentration d’azote et de phosphore dans le milieu. Elle est caractérisée par une croissance excessive des plantes et des algues due à la forte disponibilité des nutriments.
Les algues qui se développent grâce à ces substances nutritives absorbent de grandes quantités d'oxygène, lorsqu'elles meurent et se décomposent. Leur prolifération provoque l'appauvrissement, puis la mort de l'écosystème aquatique présent : il ne bénéficie plus de l'oxygène nécessaire pour vivre, ce phénomène est dit " Asphyxie des écosystèmes aquatiques".
Les causes de l'eutrophisation sont multiples et peuvent donner lieu à des situations d'interaction complexes entre les différents facteurs (phosphore, nitrates, température, fonctionnement morphologique des milieux, débit, etc.).
Le degré d'eutrophisation décrit l'état trophique (agronomique ou écologique) d'un milieu terrestre ou aquatique ou d'un agro-environnement où des êtres vivants sont exposés à un « excès » chronique de nutriments. Quand elle a une origine anthropique, depuis les révolutions agricoles et industrielles, l'eutrophisation apparait généralement conjointement à une acidification du milieu, qui peut aussi rendre les espèces plus vulnérables à certaines pollutions et maladies. Dans les cas extrêmes, on parle de dystrophisation.
Elle existe localement dans la nature (dans les milieux dits eutrophes et mésotrophes), mais quand elle est anormalement active sur des milieux naturellement pauvres en nutriments elle est considérée comme un phénomène indésirable, voire dangereux pour la biodiversité car l'eutrophisation favorise quelques espèces des milieux « riches » et à croissance rapide (et souvent envahissantes), au détriment de la biodiversté quand elle affecte des milieux naturellement non-eutrophe. Elle pose aussi des problèmes de santé environnementale. Dans les milieux aquatiques , l'eutrophisation peut être source de phénomènes épisodiques ou chroniques d'anoxie du milieu et d'étouffement puis de mort de nombreuses espèces, car dans l'eau, ces nutriments dopent la production de phytoplancton et de quelques espèces aquatiques, en augmentant la turbidité et la sédimentation, ce qui prive le fond et la colonne d'eau de lumière et peut causer l'anoxie périodique ou chronique du milieu, en favorisant des biofilms bactériens et des bactéries dont certaines pouvant sécréter des toxines.
Les nutriments concernés sont principalement l'azote (provenant surtout des nitrates agricoles et des eaux usées, et secondairement de la pollution automobile ), et le phosphore (provenant surtout des phosphates agricoles et des eaux usées). L'ensoleillement ou la température de l’eau (qui tend à augmenter avec le dérèglement climatique ) peuvent exacerber l'eutrophisation.
Le processus inverse se ne nomme l'oligotrophisation.
*Dystrophisation La dystrophisation est l'état extrême de l'eutrophisation, qui se traduit par la mort des organismes animaux et végétaux supérieurs pour cause d'anoxie ( diminution de l'oxygène dissous ou présent et biodisponible dans le milieu ).
*Cycles biogéochimiques un cycle biogéochimique est le processus de transport et de transformation cyclique d'un élément ou composé chimique entre les grands réservoirs que sont la géosphère, l'atmosphère, l'hydrosphère, dans lesquels se retrouve la biosphère.
Un tel cycle induit souvent des passages de l'état organique à l'état minéral au sein de la biosphère. Les divers cycles en interaction confèrent à la biosphère une capacité de régulation, appelée homéostasie. Celle-ci est à la base de la pérennité des écosystèmes, grâce à la grande stabilité qu'elle assure, tout du moins en dehors des interventions humaines et phénomènes géoclimatiques exceptionnels.
*Diagénèse La diagenèse, ou diagénèse, désigne l'ensemble des processus physico-chimiques et biochimiques par lesquels les sédiments sont transformés en roches sédimentaires. Ces transformations ont généralement lieu à faible profondeur, donc dans des conditions de pression et température peu élevées. Ces transformations engagent des processus variés, notamment : compaction, déshydratation, dissolution, cimentation, épigénisation, métasomatose.
Les sédiments sont généralement d'origine détritique (débris d'anciennes roches), mais ils peuvent également comporter, en plus ou moins grandes quantités, des restes d'organismes et de fossiles (le plus souvent microscopiques) et des minéraux apparus par transformations chimiques. Selon le pourcentage de chacun de ces divers éléments, on distingue donc trois types de roches : roches détritiques, roches biochimiques et roches chimiques. Les sédiments sont généralement meubles et riches en eau. La diagenèse consiste en leur transformation chimique, biochimique et physique en roches sédimentaires compactes. Cette transformation se fait en plusieurs étapes, plus ou moins respectées selon la nature du sédiment :
*Biocénose En écologie, la biocénose (ou biocœnose) est l'ensemble des êtres vivants coexistant dans un espace écologique donné, plus leurs organisations et interactions. Ensemble, le biotope et la biocénose forment un écosystème.
Au sein de la biocénose, les écologues distinguent couramment :
la phytocénose, qui regroupe les espèces végétales,
la zoocénose, qui regroupe les espèces animales,
la microcénose, qui regroupe les microorganismes (terme encore rare ; anglais microcenose ou microcenosis ou microcoenosis)
la mycocénose, qui regroupe les champignons,
la pédocénose, qui désigne la biocénose du sol.
Les terres agricoles cultivées constituent un écosystème particulier : l'agrosystème; on parle aussi d’agrobiocénose pour désigner la biocénose d'une telle zone.
*Remédiation : Mise en œuvre de moyens permettant de résoudre des problèmes environnementaux.
*Pédogénèse : La pédogenèse, (du grec pedon, sol, et de geneseôs, naissance) est l'ensemble des processus (physiques, chimiques et biologiques) qui, en interaction les uns avec les autres, aboutissent à la formation, la transformation ou la différenciation des sols.
*Silt : En géologie, on utilise souvent l'anglicisme silt pour désigner les limons.
Sources et crédits photos:
Google images, Géssolfr, Wikipédia,
Claude et Lydia Bourguignon, livre: Le sol, la terre et les champs,
Permaculture Design, UNIFA, Hervé COVES et Encyclopedia Universalis
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