Ce contenu présente les bases du fonctionnement du sol.
Pour les personnes souhaitant aller plus loin sur la compréhension des sols, la formation : « Du sol au compost : Mieux comprendre son sol pour améliorer ses pratiques » a lieu chaque année (Voir catalogue FD CIVAM30).
Le sol, à la fois support et produit de la vie, est la fine couche de terre superficielle (en moyenne 1m en France, source) se trouvant à la surface de la croûte terrestre. En agronomie, on considère qu'un bon sol agricole est une terre arable, riche en humus, fertile, dans laquelle des graines ou plantes peuvent se développer facilement, avec une humidité relative constante ; mais cela peut être influencé par le climat et la position géographique terrestre.
Pour l'humanité, les sols agricoles représentent la Terre nourricière, un réservoir de biodiversité immense, un régulateur des flux de gaz à effet de serre et tant d'autres choses (source).
Il est primordial d'étudier leur fonctionnement afin de pouvoir les préserver.
A la fin de chaque partie, des activités vous sont proposé pour tester et mettre en pratique vos connaissances.
Avant la création d'un sol, il y a préexistence d'une roche quasiment inerte, appelée la roche mère (Voir schéma ci-dessous: (R)).
Les sols se forment sous l'action du climat (température, précipitations, gel, etc.) et des organismes (microorganismes, végétaux, champignons, etc.) qui pénètrent la roche, la fissurent et l'altèrent.
Ce morcellement de la roche mère permet la formation d'un horizon d'altération(C) composé de particules de roches.
En favorisant l'implantation de la vie, il permet l'accumulation de déchets organiques à la surface du sol ce qui entraîne la formation d'un horizon humifère (A). C'est ainsi que née la couche supérieure fertile du sol où la culture devient possible.
Figure 1: Formation d'un sol agricole
Nous venons de voir que le sol est composé de différents horizons. Les caractéristiques de ces horizons dépendent principalement du type de roche et du climat local. L'ensemble des horizons détermine le profil d’un sol.
Nous allons maintenant aborder l'organisation générale d'un sol à travers:
ses constituants, qu'ils soient solides, liquides ou gazeux
sa granulométrie; c'est à dire la taille des particules qui le composent
sa texture; c'est à dire la proportion de ses différentes particules de sol
sa structure; c'est à dire le mode d'assemblage de ses différents constituants
sa teneur en humus à travers le complexe argilo-humique qui est un important structurant du sol.
La fraction solide, sous forme d’agrégats organico-minéraux contient différentes particules de roches, la matière organique fraîche telle que les tissus végétaux (cellulose, etc.), les déjections animales, les animaux morts, l’humus (que nous verrons plus tard) ainsi que de l’engrais (pour les sols agricoles.
La fraction gazeuse, constituée de gaz atmosphériques et de gaz émis par la décomposition de la matière organique peut contenir différents gaz (Germon J.C., 2018). Par exemple, la décomposition des nitrates (NO3–) peut produire de l’oxyde nitreux (ou protoxyde d’azote) (N2O), de l’oxyde nitrique (NO) et du diazote gazeux (N2)².
La fraction liquide du sol est composée d’eau dans laquelle sont dissoutes les substances solubles provenant de l’altération des roches, les minéraux issus de la dégradation de la matière organique, les substances organiques solubles (sucres, acides organiques,…) et les apports réalisés pour l’agriculture (engrais et autres intrants solubles) (Massenet J.Y, 2010).
¹ La matière organique est la matière fabriquée par les êtres vivants (végétaux, animaux, champignons et autres décomposeurs dont les micro-organismes) et se distingue du reste de la matière dite « minérale ». (Wikipedia)
² L’oxyde nitreux et l’oxyde nitrique se produisent lorsque le sol est mal oxygéné ; ce sont des polluants atmosphériques et gaz à effet de serre (Germon J.C., 2018).
La granulométrie est la mesure de la dimension des particules qui constituent le sol (Plais.-Caill. 1958). Ces particules issues des roches du sous-sol constituent une grande partie de la fraction solide du sol.
Il y a trois principales classes de particules du sol (appelées « terre fine ») catégorisées par taille (voir schéma ci-dessous) : les argiles (<2µm), les limons (2-50 µm) et les sables (50-2000µm).
La proportion de ces différentes classes de petites particules (<2mm) constituants la terre fine est appelée « texture du sol » (Supagro)..
On peut aussi trouver dans le sol les éléments dit « grossiers » : les graviers (de 2mm à 2cm) et les pierres (>2cm).
Nous venons de voir que la texture du sol est la proportion des différentes particules minérales (<2mm) le constituant.
Cette texture du sol est généralement exprimée par un triangle des textures (voir schéma ci-dessous).
Figure 4 : Triangle des textures du sol ; source : Wikipedia et Duchaufour, 1997
La texture du sol se regroupe en 4 classes, qui permettent de définir un ensemble de propriétés par type de sol :
Texture argileuse : Les sols argileux sont chimiquement riches mais leur propriété physique provoque une mauvaise aération, une imperméabilité et une mauvaise pénétration des racines. Le travail du sol y est difficile du fait de sa compacité³ à l'état sec et de sa plasticité⁴ à l'état humide. Une bonne humification⁵ peut améliorer sa structure et ainsi corriger ces défauts.
Texture limoneuse : Les sols riches en limons sont plus sujets à l'érosion que les autres, provoquent la formation de structure massive et mettent du temps à se restructurer. De même que pour les sols argileux, une teneur suffisante en humus permet de contrer ces aspects défavorables.
Texture sableuse : Les sols riches en sable sont bien aéré et ainsi très facile à travailler. Ils retiennent peu l'eau et sont peu fertiles car les éléments nutritifs sont facilement lessivés. Ils ont cependant l'avantage d'être plus propice au développement racinaire.
Texture équilibrée : Elle correspond à un mélange d'argile, de limon et de sable pour lequel la plupart des qualités de ces 3 types sont présente, sans en avoir les défauts.
Ex : 15-20% d'argile, 30-35% de limons et 40-50% de sables
La structure d’un sol est le mode d’assemblage de ses constituants solides (particules du sol, matières organiques, faune du sol et systèmes racinaires).
Il existe 3 grands types de structures du sol :
Compacte (continue) : les constituants sont noyés dans une argile dispersée.
Le complexe argilo-humique a un rôle important dans la structuration du sol.
L'humus est obtenu par transformation de la matière organique par la faune du sol. Les molécules d'humus et les feuillets d'argile s'associent en se liant, grâce à des ions positifs; les cations⁶ (calcium, magnésium, fer, etc.), formant ainsi ce complexe argilo-humique solide et organisé (voir schéma ci-dessous).
Il permet la cohésion du sol, le stockage de l’eau et des minéraux et une bonne résistance au tassement. Pour créer de l’humus dans un sol pauvre, il faut apporter beaucoup de matière organique (compost, fumier, débris végétaux,…).
Figure 6: Complexe argilo-humique; source: Bordas (SVT 2nde)
L'argile et l'humus portent des charges électriques négatives et attirent donc les cations qui sont chargés positivement tel que les ions Fe²+, Ca²+, H+, Mg²+, etc. Les ions possédant 2 charges positives permettent de lier l'argile et l'humus ensemble afin de créer le complexe argilo-humique via des liaisons ioniques.
Cliquez pour voir une photo au microscope d'un complexe argilo-humique. On ne voit pas grand chose!
En effet il est difficile d'obtenir de bonnes images de ce complexe, c'est pourquoi il existe aujourd'hui de nombreuses représentation schématiques différentes.
⁶ Un cation est un ion qui, ayant perdu un ou plusieurs électrons, porte une ou plusieurs charges électriques positives (Wikipedia).
La vie du sol présente une très grande diversité qui profite de très nombreux habitats que ce milieu lui procure.
Environ 80% de l’activité biologique est concentrée dans les 20 premiers centimètres du sol, car plus on s’enfonce et plus la matière organique (source d’énergie pour les organismes) et l’oxygène se font rares. Les racines, principalement dans la partie supérieure du sol, offrent un excellent habitat pour les organismes vivants.
La faune du sol se développe plus favorablement dans les structures grumeleuses car l’eau et l’air y circulent facilement et la pénétration des racines est bonne.
Photo : Merle tenant un vers de terre dans son bec, Pixabay
La classification des organismes vivants du sol se fait généralement par taille (voir figure ci-dessous) :
Les bactéries, les archées et les champignons appartiennent au groupe des microorganismes (<10µm).
La microfaune qui comprend principalement les protozoaires et les nématodes mesure entre 10 et 200µm.
La mésofaune regroupe les individus de 200µm à 2mm dont dont les acariens, les enchytréides et les collemboles.
Ensuite, entre 2mm et 20mm, on trouve les vers de terre, les fourmis, les araignées, les larves d'insectes, les myriapodes, les limaces appartenant à la macrofaune.
Parmi cette foule d'organismes qui gravitent autour des racines des plantes, il y a également les symbiotes⁷ dont le rhizobium et le mycorhize.
Ces organismes colonisent l'intérieur des racines et permettent des échanges entre la plante et le milieu extérieur. Présence de nodules de rhizobium sur des racines
Les rhizobiums sont le résultat d'une association symbiotique entre des bactéries fixatrice d'azote atmosphérique et des légumineuses. Ces bactéries créent des nodules sur les racines des légumineuses qui sont de véritables usines à fixer l'azote. En échange, la plante leur fournit des sucres issus de la photosynthèse⁸.
Les mycorhizes sont le résultat d’une association symbiotique généralement non-spécifique entre un champignon et une plante (arbres, céréales,…). Ces champignons créent des hyphes qui connectent l’intérieur de la racine au milieu externe via un réseau de mycéliums qui permet de coloniser une partie plus importante du sol afin d’apporter eau et nutriments¹⁰ à la plante.
Vidéo: Les habitants du sol, leur rôle et leur importance
Lien de la vidéo : https://www.youtube.com/embed/LPM94Z1OttU
⁷ Les symbiotes sont des êtres associés en symbiose (Encyclopaedia Universalis). Au sens large, la notion de symbiose concerne toutes les formes de relations interspécifiques, depuis l'union réciproquement profitable jusqu'à l'antagonisme parasitaire (Encyclopaedia Universalis).
⁸ La photosynthèse est le processus bioénergétique qui permet à des organismes (comme les plantes et les bactéries photoautotrophes) de synthétiser de la matière organique en utilisant l'énergie lumineuse (Wikipedia).
⁹ L’hyphe est un élément végétatif filamenteux, souvent à plusieurs noyaux cellulaires (multinucléaire), caractéristique des champignons, de certaines algues et de certains protistes végétaux. Elle peut mesurer plusieurs centimètres de long mais n'avoir que quelques microns de diamètre et donc, à l'état isolé, être invisible à l’œil nu. Ces filaments deviennent visibles lorsqu'ils sont réunis en cordons suffisamment gros ; on parle alors de mycélium. (Wikipedia)
¹⁰ La plante se nourrit de minéraux à partir desquelles elle synthétise ses sucres.
A titre d’exemple, pour une prairie tempérée, la partie haute du sol (fig9) contient environ 93% de matière minérale et 7% de matière organique (MO). Dans ces 7% de matière organique 10% sont des racines, 5 % sont des organismes vivants et 85% sont de la matière organique fraîche de type débris végétaux et animaux, molécules organiques, humus, etc.
Les organismes vivants sont répartis de manière suivante :
39 % de bactéries et actinomycètes
28 % de champignons et algues
22 % de vers de terre
5.5% de protozoaires et nématodes
5.5% d’autres animaux
Figure 9: Exemple d’un horizon organique d’une prairie tempérée ; Sources : Bachelier, 1978 ; Archambeaud & Thomas, 2016
NB : Cette source ne cite pas la présence des archées¹¹, leur existence ayant était découverte à la fin des années 70 et restant encore assez méconnues. Longtemps assimilées à des bactéries, les archées seraient en réalité plus proche des eucaryotes¹² (plantes et animaux) que de celles-ci. Initialement présentées comme des organismes vivants dans les milieux extrêmes, les archées ont en réalité étaient détectées dans tout une variété de biotopes tels que le sol, l'eau de mer, des marécages, la flore intestinale et orale et même le nombril humain (Wikipedia).
Pour avoir une idée de la parenté entre les différents êtres vivants, voici un arbre phylogénétique :
Figure 10: Arbre Phylogénétique du vivant- simplifié; source: SchoolMouv
Un arbre phylogénétique est un arbre schématique qui montre les relations de parenté entre des groupes d'êtres vivants. Chacun des nœuds de l'arbre représente l'ancêtre commun de ses descendants (Wikipedia). Il se divise en trois groupes distincts : les bactéries, les archées et les eucaryotes (plantes, fungi et animaux). On observe que les groupes des archées et des eucaryotes sont plus proches entre eux qu’avec celui des bactéries.
¹¹ Les archées sont des micro-organismes de petite taille sans noyau, qui ne se distinguent pas des bactéries sur le plan morphologique. Leur spécificité a été mise en évidence en 1977 grâce à l'analyse comparée des séquences des molécules d'ARN ribosomique 16S (ARNr 16S). Ces analyses ont montré que les séquences des ARNr 16S d'archées étaient pratiquement aussi éloignées des séquences des ARNr 16S bactériens que de celles des ARNr 18S eucaryotes (Encyclopaedia Universalis).
¹² Dans un sens général, le terme eucaryote désigne l'ensemble des organismes unicellulaires ou multicellulaires dont les cellules sont dites « eucaryotes ». Elles possèdent un noyau et des organites (réticulum endoplasmique, appareil de Golgi, plastes divers, mitochondries, etc.) délimités par des membranes. Les eucaryotes se distinguent des procaryotes (comme les bactéries) qui sont pour leur part dépourvus de ces structures (Futura Science).
La matière organique est avant tout composée de carbone (C) (≈50%) et d’azote (N) (7-10%) qui sont les composantes essentielles des plantes. Bien que d’autres éléments tels que le potassium (K), le phosphore (P), le calcium (Ca), le magnésium (Mg), le souffre (S), le sodium (Na) aient également une place importante dans la fertilité des sols.
La fertilité d’un sol dépend directement de la présence de carbone et d’azote.
Le carbone est indispensable à la vie. Véritable squelette du vivant, le carbone forme la charpente de toutes les molécules organiques composant les êtres vivants (dont les plantes), en association avec l’oxygène, l’azote, le phosphate et l’hydrogène. Il permet notamment de créer les sucres, lipides et protéines (Radosta E. 2016).
Le carbone est de loin l’élément le plus important pour la croissance des plantes. Par chance, la plante est capable de fixer le carbone atmosphérique grâce à la photosynthèse.
Quant à l’azote, sa disponibilité à un fort impact sur la croissance de la plante. Une carence en azote réduit fortement la croissance, et, à l’inverse, une forte disponibilité en azote permet une forte croissance de la plante. L’azote est un élément essentiel de la constitution des protéines, des acides aminés, de la chlorophylle et de l’ADN (Jardins de France 63, 2014).
Nous allons voir plus en détails le cycle du carbone et de l’azote , qui sont étroitement liés (fig11).
Ils servent de matériaux de construction et de ressource énergétique à l’ensemble de la chaîne alimentaire jusqu’à sa complète minéralisation.
Figure 11: Cycle du carbone et de l'azote simplifié
La plante est capable de fixer le carbone atmosphérique (C02) via la photosynthèse pour en fabriquer des sucres. Elle puise l’azote du sol ou bien le diazote atmosphérique (N2) grâce aux symbioses avec des bactéries fixatrices d’azote ; les rhizobiums (pour les légumineuses seulement).
La plante permet de rendre accessible aux autres êtres vivants le carbone et l’azote sous forme organique qui ne l’était pas sous forme minérale. Le carbone et l’azote traversent l’ensemble de la chaîne alimentaire en tant que ressources énergétiques pour les herbivores, symbiotes et parasites de végétaux, les carnivores et parasites d’animaux et finalement les prédateurs.
A la mort de ces individus, ou via divers sécrétions, ces composés sous forme organique sont à nouveau minéralisés et recommencent le cycle.
Nous allons maintenant regarder de plus près le cycle de l’azote afin de mieux comprendre les mécanismes de formation des nitrates dans le sol et les eaux.
Dans l’environnement, la formation des nitrates est une étape du cycle de l’azote qui se fait naturellement sous l’action des microorganismes présent dans ces milieux (fig 12).
Figure 12: Schéma simplifié du cycle de l'azote dans l'environnement. Source: Adapté de Environnemental Protection Policy (Public Domain) Via Wikipedia commons
Parmi ces microorganismes, les bactéries fixatrices d’azote sont capables de transformer l’azote gazeux atmosphérique (N2), en azote ammoniacal (NH4+), utilisable par les plantes, notamment les légumineuses associées aux bactéries de type rhizobium, comme vu précédemment (cf 3.2 Les organismes symbiotiques).
L’azote est absorbé par la plante et est transmis aux animaux via la nutrition. Lorsque les produits animaux et végétaux se décomposent dans le sol, cet azote organique est à nouveau transformé en azote ammoniacal (NH4+) ; c’est la minéralisation de la matière organique.
L'azote ammoniacal formé est disponible pour être à nouveau utilisé par les plantes ou pour être transformé par la nitrification en nitrites (NO2-) puis en nitrates (NO3-). Les nitrates sont des sels minéraux très solubles et mobiles. Ils sont assimilables par les plantes et servent de base à l’alimentation azotée de nombreuses plantes cultivées. Ils peuvent être aussi assimilés par les microorganismes du sol en compétition avec les plantes.
En milieu anaérobie (sans oxygène), les nitrates sont utilisés par les bactéries dites « dénitrifiantes » pour leur respirationen remplacement de l’oxygène. Les nitrates subissent une dénitrification, qui les transforme en nitrites (NO) puis en oxydes d’azote gazeux (N2O) et pour finir en diazote atmosphérique inerte (N2) (cf 2.1. Constituants), revenant ainsi au début du cycle.
La présence de nitrate dans les milieux naturels est en général faible, et indique que l’azote circule rapidement du sol vers les plantes et les microorganismes. La quantité d’azote présente est souvent le facteur limitant de la transformation microbienne et de la croissance des plantes (Germon JC, 2018).
En agriculture, des engrais azotés sont ajoutés dans le milieu pour éviter que l’azote ne soit un des facteurs limitant la croissance des cultures. L’utilisation de ces engrais est une des causes de la pollution de l’environnement aux nitrates.
Vidéo : Cycle de l’azote en agriculture : Comparaison d’engrais sous forme d’ammonitrate (engrais de synthèse) et d’urée (engrais organique)
Lien de la vidéo : https://www.youtube.com/embed/ruESdcShW5U
Un déséquilibre entre la quantité de carbone et d’azote dans un sol agricole entraîne une perturbation plus ou moins importante de ces cycles. Le rapport C/N permet d’avoir une idée de l’équilibre entre le carbone et l’azote dans un milieu et de prévoir l’évolution de la matière organique.
Le ratio C/N, exprimant le rapport entre la quantité de carbone et d’azote, permet de juger de l’aptitude de la matière organique à se décomposer plus ou moins rapidement dans le sol (wikipedia).
Un rapport C/N faible (<15) signifie qu’il y a une quantité importante d’azote dans le sol (ou une quantité de carbone trop faible) ; la minéralisation de la matière organique par les microorganismes se fait alors rapidement.
Un rapport C/N élevé (>25) au contraire, signifie qu’il n’y a pas assez d’azote (ou trop de carbone) et que, par conséquent, la minéralisation du carbone se fait lentement. Il n’est restitué au sol qu’une faible quantité d’azote minéral. Cependant, l’humus produit dans ces conditions est très stable.
Ce sont les microorganismes qui dégradent la matière organique du sol, or, pour se faire, ils ont besoin d’azote. La matière organique possède un rapport C/N proche de 10. Les microorganismes ont leur propre ratio C/N (≈8) qu’il convient d’équilibrer.
Une nourriture trop riche en carbone conduira les bactéries, archées et champignons à absorber l’azote dans le milieu environnant. L’azote se retrouve alors bloqué pour une certaine période dans les processus biologiques. Les plantes n’ont plus d’azote disponible et se retrouvent alors en carence ; c’est ce qu’on appelle une « faim d’azote ».
L’équilibre reviendra progressivement avec le temps, si un nouveau déséquilibre n’apparait pas.
La décomposition des pailles de blé (rapport C/N de 150), d’écorce (rapport C/N de 100-150) ou de branches broyées (rapport C/N de 60-150) sont des bons exemples de situation entrainant des faims d’azote.
Photo: Broyat végétal, souvent utilisé pour pailler les espaces verts dans les communes
Les symptômes d’une faim d’azote sur la culture sont divers : feuillage pâle, voire jaunissant, retard/arrêt de croissance, légumes rachitiques ou même récoltes réduites à néant (Gerbeaud).
Pour éviter ce phénomène, il est recommandé d’apporter de l’azote au sol avant que les plantes n’en manquent ou bien de laisser les matières carbonées se décomposer avant de cultiver. C’est malheureusement souvent le premier choix qui est fait pour atteindre des objectifs de rendements à court terme.
Car, à l’inverse, une nourriture trop riche en azotenécessite de grandes quantités de carbone lors de sa décomposition pour être stocké sous forme d’humus. Ce phénomène provoque la minéralisation totale du carbone du sol. Le surplus d’azote entraîne alors l’appauvrissement du sol en carbone et en matière organique et la pollution des sols aux nitrates.
Les sols agricoles sont aujourd’hui pauvres en matière organique du à l’utilisation souvent systématique et massive d’engrais azotés. Contrainte par des objectifs de rendements à court terme, l’agriculture intensive est responsable de l’appauvrissement des sols en carbone et par conséquent de leur dégradation. Tout l’enjeu est de créer des écosystèmes agricoles capable de stocker efficacement la matière organique et de compenser les pertes (production fruits, légumes, céréales, viandes qui est exportée, lessivage, décomposition sous forme de gaz…) en effectuant des apports réguliers.
Ces apports de matière organique peuvent être réalisés sous différentes formes : compost, couverts végétaux, paillage, fumure,…
Depuis quelques décennies, on peut observer un phénomène de dégradation des sols agricoles de très grande ampleur. Beaucoup de facteurs en sont la cause : déforestation, urbanisation, pollution, pratiques agricoles non durables, …
« La dégradation des sols n'est pas un problème isolé : elle affecte de multiples régions et de nombreux habitants du monde. Elle altère la production de nourriture et la qualité de l’eau. Lorsque la terre se dégrade, souvent les gens migrent, car il n'y a plus de terres cultivables et donc une perte des moyens de subsistance », a déclaré à l'AFP le scientifique Robert Watson.
La formation d’un sol fertile est un processus lent, qui prend des milliers d’années. Par contre, sous l’action de l’activité humaine, les sols peuvent se dégrader à une vitesse très élevée (de quelques décennies à quelques années). Le sol est une ressource très faiblement renouvelable. Certain sols dégradés peuvent être réhabilité avec des pratiques adaptées ; cependant au-delà d’un certain seuil, ce phénomène peut s’avérer irréversible (wikipedia). Formation d'une ravine dans un champs du à l'érosion, photo: C. Henricot à Mont Saint Guibert, Belgique
L’urbanisation est responsable de l’imperméabilisation et de l’artificialisation de bon nombre de terres agricoles. En 50 ans, la France a perdue 20% de ses terres agricoles (livre blanc SAFER, 2013).
L’érosion aratoire, éolienne, hydrique sont également des facteurs très importants de la dégradation des sols.
L’érosion aratoire¹³ est liée à la manière de préparer les sols en agriculture (labour, terre mise à nue, arrachage des haies, agrandissement des parcelles…). Plus le sol est en pente plus la quantité de sol érodé est importante.
L’érosion éolienne¹⁴ affecte les sols à nu, secs et déstructurés. Certaines cultures qui laissent le sol en partie non-couvert tel que le tournesol, soja, maïs sont touchées par ce type d’érosion.
L’érosion hydrique¹⁵ est la plus importante dans nos régions du sud de la France. Elle intervient lors des fortes pluies sur les sols partiellement couvert/non-couvert. Lors de ces orages, il est courant d’observer des coulées de boues, signe indéniable de l’érosion des sols. Dans les champs cette érosion se traduit par l’apparition de « griffes » ou ravines. Dans les rivières, cette érosion est visible par le changement de la couleur de l’eau qui prend des teintes jaune à marron et se trouble.
L'Adour arrivant dans l'Atlantique (Janvier 2018)
A ces formes d’érosions s’ajoute l’érosion biologique et organique, beaucoup plus subtile à observer et quantifier et souvent négligée à tort. Des chercheurs de l'INRA ont étudié les bactéries du sol et mis en évidence qu'un tiers des sols agricoles sont fragilisés ou dégradés (Atlas français des bactéries du sol, 2018). La matière organique est l’élément structurant majeur du sol et sa capacité à assembler les constituants du sol ensemble en font un élément indispensable à la résistance à la dispersion par l’eau. L’acidification (anthropique ou non) des sols (notamment dû aux engrais et produits phytosanitaires) désagrège le complexe argilo-humique par la rupture des liaisons entre les particules colloïdales du sol. Ces complexes désagrégés sont alors sensible au lessivage des sols. La disparition de la matière organique entraîne la disparition des êtres vivants du sol et de l’activité biologique.
La réduction du travail du sol, le maintien constant d’une couverture végétale, une bonne gestion de son apport de matière organique, le stockage de l’eau de pluie, la sauvegarde des haies et bocages et l’utilisation raisonnée des produits phytosanitaires (bio ou non) sont de bonnes pistes pour la restauration des sols agricoles.
¹³ Érosion aratoire : phénomène d’érosion lié au travail du sol qui arrache les particules, les transporte et les dépose soit en bas de parcelle, soit en talus (enseeiht)
¹⁴ Érosion éolienne : phénomène d’érosion provoqué par l’action du vent sur un sol sans couverture végétale ou insuffisante (Vikidia)
¹⁵ Érosion hydrique : Phénomène d’érosion provoqué par le ruissellement de l’eau qui arrache le sol et l’emporte (Supagro).
Une bonne connaissance de son sol permet de le préserver en adaptant ses pratiques agricoles.
Les tests de diagnostic du sol permettent de mieux se familiariser avec son sol et d'en identifier les caractéristiques.
Soyez attentifs, car à la fin de ce chapitre, nous vous proposerons de choisir 2 de ces tests afin de les réaliser sur votre sol (ou celui de votre voisin!). Vous pourrez alors poster vos résultats sur ce site et nous en discuterons ensemble lors de la formation en présentiel.
Le test de sédimentation permet de déterminer la texture (c'est-à-dire, la composition en argile, limon et sable) de son sol.
Protocole:
Pour commencer, il vous faut un bocal ou une bouteille à gros goulot d’une contenance de 0,5 à 1.
Remplir la moitié de la bouteille/bocal d'un échantillon de sol sans le tasser. Essayer de prendre un échantillon représentatif de son sol.
Compléter avec de l'eau en laissant un petit peu d'air en haut.
Agiter ensuite énergiquement le mélange pendant plusieurs minutes de manière à casser la structure du sol pour bien séparer ses composantes.
Puis, la bouteille doit être laissée au repos pendant 2 jours car les argiles mettent du temps à se déposer.
On finit par obtenir différentes strates qui correspondent aux différentes particules du sol : le sable se dépose dans le fond, le limon se situe au milieu et l’argile en haut. La matière organique flotte à la surface de l’eau (voir schéma ci-dessous).
Mesurer ensuite l’épaisseur de chaque couche à l’aide d’une règle, puis calculer le pourcentage de chaque élément à l’aide des formules suivantes :
% de sable = (épaisseur de la couche de sable en cm X 100) ÷ épaisseur totale du sol en cm
% de limon = (épaisseur de la couche de limon en cm X 100) ÷ épaisseur totale du sol en cm
% d'argile = (épaisseur de la couche d'argile en cm X 100) ÷ épaisseur totale du sol en cm
Exemple :
Profil obtenu : Figure 10: Test de sédimentation; Source: Espacepourlavie Montréal
La bouteille contient 6,8 cm de sol au total, dont 4,5 cm de sable, 1,5 cm de limon et 0,8 cm d'argile.
On calcule le pourcentage de chaque élément :
% de sable : (4,5 X 100) ÷ 66,8 = 66,2%
% de limon : (1,5 X 100) ÷ 6,8 = 22%
% d'argile : (0,8 X 100) ÷ 6,8 = 11,8%
On se réfère ensuite au triangle des textures (vu précédemment ICI) pour déduire la texture du sol.
Figure 4 : Triangle des textures du sol ; source : Wikipedia et Duchaufour, 1997
En traçant les proportions de chaque particule de sol sur le triangle des textures, on obtient la texture du sol.
Ici, avec 66,2% de sable, 22% de limon et 11,8% d'argile, il s'agit d'un limon-sableux.
NB : Ce test est approximatif et comporte un certain nombre de biais, notamment le fait que certains agrégats ne se délitent pas et faussent ainsi les résultats. Pour réduire ce biais on peut préalablement malaxer le sol et l'eau dans une bassine avant de le verser dans la bouteille.
Bien que ce test ne puisse se substituer à des analyses plus poussées en laboratoire, il permet d'avoir une idée indicative de la composition de son sol.
Vidéo :Connaître la texture d'un sol : test de sédimentation
Vidéo :Connaître la texture d'un sol : test de sédimentation ; Sikana ; https://www.youtube.com/embed/qozbuabbqY4
Le test du boudin, tout comme le test de sédimentation, permet de se faire une idée sur la texture de son sol.
D’abord, il s’agit de prélever un peu de terre, de la mélanger avec un peu d’eau puis de la malaxer dans sa main pour en faire une boule.
Si elle colle fortement et salit peu les mains, elle est sûrement riche en argile et limon fin.
Ecrasez la terre entre le pouce et l’index ; si elle colle peu mais salit les mains, elle est sûrement riche en limons et moins en argile.
Figure 13: Test du boudin: la tenue
Puis, il faut essayer de sentir la texture de la terre en écrasant la terre entre le pouce et l’index.
Si la texture est soyeuse et fin, la terre est probablement riche en argile et limon.
La présence de grains rugueux, de différentes tailles ou non, traduit la présence de sable plus ou moins grossier.
Ensuite, il faut rouler la boule dans sa paume afin de réaliser un boudin.
Si le boudin se casse quand vous l’affinez, c’est qu’il manque possiblement d’argile et de limon et que votre sol contient une grande quantité de sable.
Enfin, si vous réalisez facilement un cercle avec un boudin fin (environ 2mm de diamètre) sans le casser, c’est que le sol est à dominance argileuse.
S’il se casse avant la création du cercle c’est que la terre est plutôt limono-argileuse.
Naturellement, il existe de nombreux intermédiaires plus difficiles à diagnostiquer, comme la terre riche en sable et argile, la terre bien «équilibrée » entre argile, limon et sable…
Comment connaître la texture de son sol - Test du boudin ; Agritecgroups ; https://www.youtube.com/embed/TU74AHYt2gY
Le test à la bêche consiste à prélever une bêchée de sol d'environ 20 cm d'épaisseur et d'au moins 25cm de profondeur) afin de diagnostiquer l'état de sa structure.
Dans un premier temps il s'agit d'observer la tenue du bloc de terre (type, compacité, fissuration, porosité,â?¦), la profondeur atteinte (semelle de labour/roche mère/terre compacte).
On peut également au préalable observer la surface du sol : couverture végétale, proportion de cailloux, présence et épaisseur de la croute de battance, forme et taille des mottes de surface, présence de turricule de vers de terre, présence d'autres formes de vie. Figure 11: Test à la bêche; Source: Org Soin de la terre
Puis, on regarde plus en détails, en fractionnant le bloc :
la macrofaune et la partie de la mésofaune visible : diversité, activité, nombre
l’activité des vers de terre : galerie, turricule, nombre
les racines : profondeur de l’enracinement, densité, pivot, forme
les cailloux : nombre, taille
la terre fine : fraction de terre sans éléments grossiers et non agrégée en mottes
les mottes : rugueuse/grumeleuse, tassée, compactée,…
Faire sécher entièrement deux mottes de terre différentes afin de pouvoir les comparer (par exemple une de sa parcelle et de la forêt/prairie/parcelle voisine). Les mottes doivent environ avoir la taille d’un poing fermé.
Prendre deux bouteilles en plastique dont on aura préalablement coupé et retourné le goulot (cf fig 19)
Déposer un échantillon de terre dans le goulot retourné et le plonger dans le fond remplit d’eau.
En se ruant dans le réseau poral, l’eau a tendance à faire gonfler le sol et à le disperser.
L’observation du comportement de l’échantillon permet d’appréhender la stabilité structurale de son sol, et ainsi, sa capacité à résister aux facteurs déstructurants (pluie, vent, pression,etc.).
Un échantillon de sol colorant peu l’eau, très stable, se dispersant peu, traduit de bonnes pratiques agricoles, favorisant la matière organique, la vie du sol et les champignons, bases de la fertilité du sol. La présence d’exsudats racinaires et microbiens jouent un grand rôle dans la cohésion du sol. En plus de la matière organique, un sol argileux et correctement pourvu en calcium sera plus résistant à la dispersion.
Ceux qui « fondent » directement au contact de l’eau sont typiques des sols qui présentent un fort risque de battance.
Plus l’effritement de l’agrégat est lent, plus la structure du sol est satisfaisante (Arvalis).
Attention ce test est difficile à mettre en oeuvre pour les sols très sableux car ils se dispersent très facilement.
Slake test : visualiser la stabilité structurale du sol - présenté au Salon Tech & Bio 2017 ; FIBL ; https://www.youtube.com/embed/2PXG7r4-s5A
Le test du pH permet d’estimer le pH de son sol assez simplement avec des « bandelettes pH » que l’on trouve en pharmacie et jardinerie:
Diluez un échantillon de sol dans 5 fois son volume d’eau distillée dans un bocal ;
Agitez fortement le bocal pendant 2 mn puis laissez les particules de sol se déposer au fond ;
Testez alors le pH dans le liquide surnageant et comparez la couleur obtenue avec la grille de référence fournie. Le chiffre correspondant à la couleur obtenu est le pH.
Testez vos connaissances autour de la partie 2 grâce à ce quiz !
Pour aller plus loin, vous pouvez faire son diagnostic de sol (facultatif)
Choisissez 2 des tests vu précédemment afin de les réaliser;
Une fois réalisés, venez partager vos résultats ci-dessous. Vous pourrez poster vos résultats sous format de texte et de photos!
Attention, pour certains tests il faut plusieurs jours pour obtenir des résultats !
Pour retourner aux tests c'est par là: II. Diagnostiquer son sol
Notez vos résultats ici!
Pour cela, il faut cliquer sur le bouton (+) rose en bas à droite. Puis écrire ses résultats en suivant le modèle du 1er post-it.
Postez vos photos en cliquant sur l'onglet "Mettre en ligne/Upload" (flèche) en bas du post-il. Tout ce que vous écrivez est sauvegardé automatiquement.
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