Introduction

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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).


A la fin de chaque partie, des activités vous sont proposé pour tester et mettre en pratique vos connaissances.

Bonne lecture !

3.3. Répartition de la matière organique

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

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).

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Pour avoir une idée de la parenté entre les différents êtres vivants, voici un arbre phylogénétique :

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.

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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).

4.2 Zoom sur les nitrates

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).

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