Sols

Qu’est-ce que le sol ?

Le sol est le manteau (ou la couche) à la surface terrestre qui agit comme intermédiaire dans la croissance des plantes. Il se développe à travers l’action continue de la météorisation en fonction de facteurs environnementaux. La formation du sol est largement conditionnée par cinq facteurs majeurs :

le climat (la pluie, la température, le vent, etc.),
le relief ou la topographie de la région (la position dans le paysage),
les organismes vivants (la végétation et les micro-organismes),
la nature du matériau d’origine (type de roches et de minéraux d’où dérive le sol)
et le temps.

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De quoi le sol se compose-t-il et quel rôle joue-t-il ?

Les composants fondamentaux du sol sont les minéraux, la matière organique, l’eau et l’air. Le sol idéal (idéal pour la croissance de la plupart des plantes) se compose approximativement de 45 % de minéraux, 25 % d’eau, 25 % d’air et 5 % de matière organique. Dans la réalité, les pourcentages de ces quatre composants varient considérablement selon de nombreux facteurs tels que le climat, l’approvisionnement en eau, les pratiques culturales et le type de sol. L’air et l’eau se trouvent dans les pores entre les particules solides du sol. Souvent, le ratio entre les pores remplis d’air et ceux remplis d’eau change saisonnièrement, chaque semaine ou même tous les jours. Ce ratio est conditionné par les apports en eau à travers les précipitations, les écoulements, les émergences d’eau souterraine et les inondations. Le volume de l’espace poreux lui-même peut être altéré, d’une manière ou d’une autre, par plusieurs processus. La teneur en matière organique est généralement bien inférieure à 5 % dans la plupart des sols où elle n’est pas bien gérée.

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Fraction minérale

La fraction minérale du sol est divisée en trois classes granulométriques : les sables, les limons et les argiles. Ces trois classes sont collectivement appelées la fraction fine du sol. Le diamètre de ces particules est inférieur à 2 mm. Les particules plus grosses sont dénommées les fragments rocheux ; ils sont également divisés en différentes classes en fonction de leur taille (cailloux, pavés, blocs). La texture du sol est la proportion relative de particules de sable, de limon ou d’argile dans un sol. Elle joue un rôle important dans la gestion des nutriments, parce qu’elle influence la rétention de l’eau et des nutriments. Les sols à texture fine, par exemple, ont tendance à avoir une plus grande capacité de stocker les nutriments du sol. Les sols à texture très fine sont appelés sols argileux, tandis que les sols à texture grossière sont nommés sables. En revanche, un sol qui présente un mélange relativement homogène de sable, de limon et d’argile et qui possède les propriétés de chacun de ces composants est appelé terreau.

Eau du sol

Tous les nutriments du sol fournis aux plantes proviennent de l’eau retenue dans le sol. L’eau joue, en effet, un rôle décisif dans la fertilité du sol et la nutrition des plantes. Seule une quantité modérée d’eau est nécessaire pour permettre l’aération du sol. S’il y a trop d’eau dans le sol et qu’elle y reste pendant plusieurs jours (c’est-à-dire que le sol est gorgé d’eau), le sol est privé d’oxygène. Dans ces conditions, les nutriments ne seront pas disponibles pour les plantes, et la plupart des micro-organismes bénéfiques du sol ne survivront pas. La plupart des plantes mourront, elles aussi, à l’exception de quelques espèces telles que le riz et l’igname.

Voici les principales fonctions de l’eau dans les sols :

Promouvoir de nombreuses activités physiques et biologiques du sol.
Agir comme solvant et transporteur de nutriments.
Agir comme agent dans le processus de la photosynthèse.
Servir elle-même de nutriment.
Maintenir la turgescence des plantes.
Agir comme agent dans la désagrégation des roches et des minéraux.

Air du sol

L’oxygène est essentiel à tous les processus biologiques se produisant dans le sol. Il est fourni aux micro-organismes et aux racines des plantes à travers de grands et de petits espaces dans le sol.

Matière organique du sol

Connue sous le nom de matière organique, la composante organique du sol peut être divisée en trois groupes généraux : la biomasse vivante de micro-organismes, les résidus frais et ceux partiellement décomposés et l’humus. Issu de la décomposition de la matière organique, l’humus est une matière très stable. La matière organique est présente principalement dans la couche supérieure du sol, laquelle est soumise à un processus de transformation continue. La matière organique décomposée par les organismes du sol peut se recombiner avec les particules minérales du sol pour former des structures d’humus très stables, qui peuvent rester dans le sol pendant de nombreuses années. Cette matière organique du sol durable ou humus contribue, dans une large mesure, à améliorer la structure du sol. La matière organique constitue 1 à 6 % du poids de la couche arable de la plupart des terres en altitude. Les sols contenant plus de 12 à 18 % de carbone organique (approximativement 20 à 30 % de matière organique) sont appelés sols organiques. Les sols agricoles ayant un niveau stable relativement élevé de matière organique présentent de nombreux avantages. Ces avantages peuvent être regroupés en trois catégories :

Avantages physiques: La matière organique du sol accroît la stabilité des agrégats ; améliore l’infiltration de l’eau et l’aération du sol ; réduit le ruissellement ; augmente la capacité de rétention d’eau ; réduit l’adhérence des sols argileux, les rendant ainsi plus faciles à labourer ; réduit la formation d’une croûte de battance ; et facilite la préparation du lit de semences.
Avantages chimiques: La matière organique augmente la capacité du sol à retenir et fournir, au fil du temps, des nutriments essentiels tels que le calcium, le magnésium et le potassium, propriété également connue sous le nom de « capacité d’échange cationique ». En outre, la matière organique améliore la capacité du sol à résister au changement de pH (effet tampon) et accélère la désagrégation des minéraux du sol, rendant ainsi les nutriments contenus dans les minéraux disponibles pour l’absorption par les plantes.
Avantages biologiques: La matière organique fournit des éléments nutritifs aux organismes qui vivent dans le sol ; elle augmente la biodiversité et l’activité microbiennes dans le sol, ce qui peut contribuer à éliminer les maladies et ravageurs des cultures ; en outre, elle augmente l’espace poreux à travers l’activité des micro-organismes du sol, favorisant une plus grande infiltration de l’eau et un moindre ruissellement.

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Organismes et micro-organismes du sol

Le sol abrite également de nombreux organismes, dont certains sont visibles à l’œil nu, comme les vers de terre et les termites. D’autres, comme les bactéries, sont minuscules et ne sont visibles qu’à la loupe ; ils sont appelés micro-organismes.

Les vers de terre et les termites comptent parmi les organismes les plus importants du sol. La plupart des agricultrices et agriculteurs savent que la présence de vers de terre est le signe d’un sol fertile. Les vers de terre accomplissent plusieurs fonctions essentielles. Premièrement, ils accélèrent la décomposition de la matière végétale à la surface du sol en éliminant le matériel végétal mort de la surface du sol. Lors de la digestion de la matière organique, ils mélangent les particules organiques et minérales du sol et forment des agrégats stables dans leurs excréments, qui contribuent à améliorer la structure du sol. Les excréments des vers de terre, appelés turricules, contiennent 5 fois plus d’azote, 7 fois plus de phosphate, 11 fois plus de potasse et 2 fois plus de magnésium et de calcium que la terre ordinaire. Les galeries creusées par les vers de terre favorisent l’infiltration et l’écoulement de l’eau de pluie et contribuent par conséquent à prévenir l’érosion du sol et son engorgement. Les vers de terre ont besoin d’un approvisionnement suffisant en biomasse, de températures modérées et de suffisamment d’humidité et d’air. Voilà pourquoi ils préfèrent les endroits couverts de paillis. Le travail fréquent du sol et l’utilisation de pesticides, en revanche, diminuent le nombre de vers de terre dans le sol. En raison de leur activité intense et de leur biomasse, les termites ont eux aussi presque toujours un impact positif sur la structure et les propriétés du sol. Dans certains cas, notamment dans la région du Sahel en Afrique, les termites sont artificiellement introduits afin de dégrader le bois fin pour produire du compost à utiliser comme engrais agricole.

Les principaux micro-organismes sont les bactéries, les champignons, les algues et les protozoaires. Les bactéries du sol telles que les espèces du genre Rhizobium aident certaines plantes à fixer l’azote de l’air. Les champignons du sol tels que les champignons mycorhiziens constituent la majeure partie de la biomasse microbienne. Les champignons mycorhiziens poussent en symbiose avec à peu près 90 % des racines des plantes. Cette association symbiotique mutuellement avantageuse est appelée mycorhize. Les racines des plantes fournissent du sucre pour le développement des champignons. En retour, les champignons mycorhiziens explorent le sol et ramènent de l’eau et aussi des éléments nutritifs comme le phosphate, le zinc et le cuivre, qui ne sont pas facilement accessibles aux plantes. Les champignons mycorhiziens dissolvent aussi les minéraux comme le phosphore et les transportent vers les plantes ; ils stabilisent les agrégats, améliorant ainsi la structure du sol, et captent le carbone de l’air pour le déposer dans la matière organique et les agrégats stables du sol. L’incorporation dans le sol de la biomasse, la maintenance du couvert végétal, la culture associée et la réduction de l’utilisation de produits chimiques favorisent le développement des organismes du sol.

Dans les systèmes de culture biologiques et durables, la vie du sol est le moteur de la fertilité du sol et de la production végétale ainsi que le garant de la santé du sol à long terme.

Structure du sol

La structure du sol fait référence à l’agencement des particules, qui entraîne la formation de grands et petits pores entre les agrégats. Elle influence la circulation de l’eau dans et à travers le sol, le degré d’aération, la capacité du sol à résister à l’érosion et la capacité des racines des cultures à pousser à travers le profil du sol. Les petits pores servent à préserver l’humidité, tandis que les plus grands permettent une infiltration rapide de la pluie ou de l’eau d’irrigation et contribuent à drainer le sol et à assurer l’aération.

Les matériaux du sol se lient de différentes manières. Dans certains sols, l’adhérence est très faible, dans d’autres, très forte. La taille des agrégats varie elle aussi : certains sont très fins, d’autres grossiers. Certains sols sont constitués d’agrégats denses et comportent peu de pores ; dans d’autres, les agrégats sont presque dispersés, avec beaucoup de pores entre eux.

Dans les sols disposant d’une bonne structure, les particules minérales et la matière organique du sol forment des agrégats stables. Ce processus est soutenu par les organismes du sol tels que les vers de terre, les bactéries et les champignons. Ces organismes sécrètent des substances qui agissent comme du ciment, liant les particules. Les champignons disposent de filaments appelés hyphes, qui s’étendent dans le sol et lient les particules de terre. La matière organique agit comme une sorte de colle, aidant les particules du sol à rester ensemble. Cela montre que la structure du sol peut être améliorée en apportant de la matière organique et en augmentant l’activité biologique du sol. Les mauvaises pratiques de gestion du sol telles que le labour dans des conditions humides entraînent le compactage du sol et peuvent endommager sa structure. Les couches compactées, les semelles de labour, la formation d’une croûte de battance et le développement limité des racines sont autant de signes indiquant une structure du sol endommagée.

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Types de sol et caractéristiques respectives

Il existe plusieurs types de sol, dont chacun est une combinaison des trois particules minérales : le sable, le limon et l’argile. La composition chimique du matériau d’origine des particules et la manière dont celles-ci sont combinées définissent le type de sol. Ce dernier aide à déterminer les caractéristiques fondamentales du sol, à savoir s’il est acide, alcalin ou neutre. Les différents types de sol sont les suivants : sols sableux, sols limoneux et sols argileux.

Sols sableux

Les sols sableux résultent de la désintégration et de la désagrégation de roches telles que le calcaire, le granite, le quartz et le schiste. Ils contiennent de grandes particules, visibles à l’œil nu, qui sont généralement de couleur claire. Le sable est grossier au toucher, qu’il soit humide ou sec (sa texture est graveleuse), et ne forme pas de boule lorsqu’il est pressé dans la main. Les sols sableux restent meubles et permettent une pénétration facile de l’humidité, mais ne la gardent pas pour longtemps. Ils s’adaptent très rapidement aux températures de l’air. Le drainage rapide évite les problèmes de pourrissement des racines.

Les sols sableux évacuent plus d’eau que nécessaire, ce qui se traduit par un drainage excessif et la déshydratation des plantes durant les périodes sèches. Par conséquent, si l’on cultive des plantes dans un sol sableux, elles dépendent d’un approvisionnement régulier en eau en période sèche. Les sols sableux contiennent très peu d’humus et sont généralement acides. Pour des cultures comme la poire, qui nécessitent un sol alcalin pour bien fleurir et fructifier, il convient de neutraliser l’acidité chaque année à travers l’addition de chaux hydratée, de chaux en poudre ou de carbonate de calcium, afin de maintenir des conditions optimales. Les sols sableux sont sensibles à l’érosion et doivent donc être protégés du vent et de la pluie. L’apport régulier en matière organique améliore fortement leur capacité de rétention d’eau et de nutriments ainsi que leur résistance à l’érosion. Le paillage aide lui aussi les sols sableux à maintenir l’humidité, en réduisant l’évaporation de l’eau à la surface du sol.

Sols limoneux

Les sols limoneux sont constitués de particules beaucoup plus petites par rapport aux sols sableux et sont par conséquent doux au toucher. Lorsqu’ils sont humidifiés, ils deviennent glissants comme du savon. Lorsque vous roulez de la terre limoneuse entre vos doigts, un peu de terre reste sur votre peau. Dans la nature, les sols limoneux peuvent se présenter sous forme de sols ou de sédiments suspendus dans la colonne d’eau d’un plan d’eau à la surface de la Terre. Ils sont composés de minéraux comme le quartz et de fines particules organiques. Bien qu’ils soient granuleux comme les sols sableux, ils retiennent mieux les éléments nutritifs et l’humidité. Une croûte de battance se forme facilement à leur surface, empêchant l’infiltration de l’eau et entravant la levée des cultures. Dans des conditions humides, les sols limoneux offrent un bon drainage et sont plus faciles à travailler. Plus leur teneur en matière organique est élevée, mieux ils absorbent l’eau de pluie et maintiennent leur structure même après de fortes précipitations, résistant ainsi à l’érosion.

Sols argileux

Les sols argileux sont constitués de particules très petites et présentent une faible porosité. Ils résultent d’un processus de désintégration et de désagrégation de roches qui dure de nombreuses années. Ils se présentent également sous forme de dépôts sédimentaires après désagrégation, érosion et transport de la roche. En raison de leur processus de formation, les sols argileux sont riches en minéraux. Ils sont glissants et collants lorsqu’ils sont humides, mais lisses lorsqu’ils sont secs. L’argile retient bien l’humidité, mais résiste à l’infiltration de l’eau, surtout lorsqu’elle est sèche. Les sols argileux se tassent facilement et des flaques d’eau se forment souvent à leur surface. En raison de leur faible drainage, du risque d’engorgement et de leur compactage, les sols argileux sont difficiles à travailler. L’apport de compost et de gypse améliore la qualité des sols, les rendant plus flexibles au labour. Le gypse et le compost séparent les particules du sol argileux, facilitant le drainage et la rétention de l’eau. L’apport de matière organique favorise le développement des vers de terre, qui contribueront à leur tour à améliorer la qualité des sols.

Sols riches en terreau

Les sols riches en terreau sont constitués d’un mélange équilibré de sable, de limon et d’argile, plus de l’humus. Ils sont considérés comme les sols idéaux pour les grandes cultures. Le terreau est de couleur sombre et farineux au toucher. Sa texture est graveleuse ; bien qu’il retienne facilement l’eau, son drainage est bon. Il existe toutes sortes de sols riches en terreau, allant de terres fertiles à des sols très boueux. Néanmoins, parmi les différents types de sols, les sols riches en terreau sont idéaux pour la culture.

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