Le sol - Généralités

Présentez-vous le fait que pour nourrir plus de 7 milliards d'individus, une couche arable seulement de quelques dizaines de centimètres de terre en profondeur suffit ? D'innombrables organismes vivants, insectes, bactéries, algues, champignons, animaux, plantes microscopiques et macroscopiques vivent dans les premiers mètres du sol car la matière organique diminue et disparaît souvent au-delà de 5 mètres. Cette couche nourissière se forme en millénaire mais peut se détruire en quelques années suite à des érosions répétitives, en quelques mois suite à un lessivage intense ou encore en quelques heures suite à une coulée de boue!
La terre est le produit du climat agissant sur la roche mère à la fois directement par les éléments physiques comme la pluie, l'eau, le vent, le rayonnement solaire et par des facteurs secondaires qui en résulte comme la végétation ou l'activité biologique. On peut facilement ainsi établir des corrélations entre le climat d'une région et les propriétés des terres qui s'y trouvent.

Le sol est formé de plusieurs types de terres d'où la granulomètrie. Le mélange de ces terres fines ou grossières constitue la texture de la terre. La texture ou la granulométrie fait référence à la répartition des sédiments en fonction de leur taille. C’est la propriété qui est de loin la plus importante pour l'agriculture. L'influence de la texture prédomine sur les propriétés physiques et chimiques des sols. Il est souvent difficile de distinguer les frontières exactes entre deux fractions texturales voisines habituellement représentées dans un triangle.
En plus, les triangles de textures simplifiant la classification sont adaptés aux spécificités de la région d'utilisation. Ceci rend encore plus difficile, les comparaisons entre deux classifications réalisées en utilisant des triangles différents. La distinction la plus classique se fait à partir de la granulosité (Source: supagro.fr).

D'une façon simplifiée, on peut parler d'une terre facile à cultiver lorsque la texture est composée de 40% de sable, 40% de limon et 20% d'argile (zone verte dans la figure).

La constitution de ces 3 grands groupes

  • Argiles: Minéraux secondaires à forte dominance des phyllosilicates
  • Limons: 50% quartz, 50% des feldspaths, des micas et des minéraux secondaires avec des oxydes de Fe et d’Al
  • Sables: Quartz, mais aussi un peu de feldspaths et micas

TERRES FINES

TERRES GROSSIERES

Argiles

Limons
fins

Limons
grossiers

Sables
fins

Sables
grossiers

Graviers

Cailloux

< 2 mm

2 - 20 mm

20 - 50 mm

50 - 200 mm

0.2 - 2 mm

2 - 20 mm

> 20 mm

 

Les roches du sol sont composées principalement des polymorphes de silicates d’aluminium Al2SiO5 (silimanite, andalousite & cyanite) hydratés (argiles), de quartz (SiO2), d’oxydes et d’hydroxydes de fer et d’aluminium, de sulfure de fer, de carbonates de calcium et de magnésium et des éléments traces.

Les argiles confèrent au sol sa texture et ses propriétés mécaniques. Elles se trouvent généralement à l'état floculé par l'interaction des ions de Calcium (Ca2+), de magnesium (Mg2+). Ces ions apportent au sol de bonnes qualités agronomiques: légère, bonne perméabilité à l'air et à l'eau, retrait modéré à la dessiccation. Ce phénomène est néanmoins réversible: les argiles se dispersent lorsque les ions Ca2+ et Mg2+ sont remplacés par exemple par les excès d’engrais composé des cations de plus petites taille, comme Na+, K+, H+, NH4+. Ainsi, chargées négativement, les molécules d'argiles se repoussent. Mouillée, cette terre devient compacte, collante, asphyxiante et imperméable à l’eau de pluie et à l’air. Sèche, l’argile développe une tension de succion importante pour l'eau qui peut s'opposer à celle des racines des plantes provoquant une déshydratation rapide.


Il faut noter qu'à l'échelle agriculturelle, il est très difficile de changer la texture du sol.

On peut néanmoins agir sur la structure en apportant du Mg2+, Ca2+ ou de la matière organique (MO). On peut ainsi changer la structure de la couche arable, augmenter l'activité épigée et créér, à long-terme, un sol qui vous rend la pareille en vous donnant des aliments sains et gouteux.

 


Quelques mots sur la formation du sol

Pour comprendre la formation du sol il faut regarder un documentaire sur une cité que les archéologues émergent à des mètres du sol. Mais qu'est-ce qui s'est passé? Penseriez-vous que c'est l'accumulation de la poussière venue avec le vent? C'est en fait, le résultat de l'activité da la microflore épigée composée principalement des champignons, des bactéries aérobies et principalement des vers de terre anéciques et épigés dans notre pays. Dans d'autres pays, USA, africains, ce rôle peut être partagé par des termites aussi.

1- Argiles et Vers Anéciques
Quand les racines atteignent les roches en profondeurs, l'acidité qu'elle induisent arrache avec le temps des microparticules qui seront ingurgitées par les vers anéciques. Les vers anéciques montant vers la surface, déposeront ces particules au cours des galeries qui creusent. Une fois en surface, leurs déjections formeront des turricules très riche en matière organique mais pas totalement utilisables par des racines.
Les vers de terre anéciques comme d'excellents mineurs, remonte l'argile des profondeurs.

2- Humus et Champignons
La matière organique composé de résidus des plantes, feuilles, racines, branches mortes, déjections animales etc. sont mangés par des vers épigés, des insectes. Leurs déjections ainsi que la matière organique en surface seront habitées par aussi des champignons et des bactéries aérobies. Ces acteurs ont des rôles différentiés. Les champignons, en décomposant la matière organique crée l'humus.

3- Complexe Argilo-Humique (CAH) et Vers Epigés
Cet humus sera mangé par des vers de terre épigés. Ces vers de terre possèdent une glande calcifère, la glande de Morren très riche en Ca2+. C'est grâce aux atomes de Ca2+ que l'humus et les argiles seront liés pour former le complexe argilo-humique.

4- Minéralisation et Bactéries Aérobies
Cette grosse structure sera attaquée par des bactéries aérobies (vivant seulement en présence de l'O2). C'est à ce niveau que la minéralisation sera réalisée en masse. La quantité et la qualité des éléments libres et directement consommables par des racines assureront une bonne santé à nos plantes.

Toute l'activité importante pour les plantes se passe dans une couche arable d'une profondeur de vingtaine de centimètres de surface où il y a de l'O2.

Le labour tournant la terre à 30-50 cm de profondeurs détruit la microfaune et la microflore. Ainsi on détruit l'usine qui fabrique du SOL, de la TERRE! La terre restante s'en va par érosion. Au bout de quelques années, vous avez un sol vivotant dans la misère... Bravo! Les industriels d'engrais, de tracteurs lourds, de pesticides sont prets à vous décorer avec plein de bisous en vous montrant la direction de la caisse.
Dans un sol détourné en profondeur, la matière organique de surface sera enfuie dans le sol où il y a très peu d'O2. La décomposition de la matière incorporée dans le sol se fera alors par des bactéries anaérobies. Il s'agit de la putréfaction. Il va non seulement sentir fort et désagréable mais les grosses molécules ne seront pas disponibles pour les racines qui ont besoin de minéralisation. Une terre seine sent toujours bon et vous rappelle vos souvenir dans un petit bois...
Réfléchissez peut-être avant de passer virilement votre motoculteur ou tracteur peint aux couleurs de Ferrari. Vous détruisez votre sol…

 

Quelques mots sur le concept de pH

Le pH est l'abréviation du "potentiel hydrogène". Il s'agit des ions H+ libres dans une solution. Notre anatomie nous permet de différencier car nos récepteurs se situant sur notre langue nous font sentir les aliments acides (jus d'orange), neutres (eau) ou basique (lessives – ne les avalez pas svp). En générale, tous les liquides ont un pH. On classifie le pH ou l'acidité de 0 à 14. L'eau devrait avoir un pH 7 qui pointe un état de neutralité. Un jus de citron de 5% devait avoir un pH de 3 et l'eau du robinet de nos villes, plutôt basique devrait avoir un pH de 8. Nous pouvons considérer le sol comme une solution car les racines ne peuvent s'alimenter s'il n'y a pas d'eau, même en termes d'humidité contenant des éléments et des molécules nécessaires aux plantes. Les racines profitent mieux de la nourriture dissoute dans le sol quand le pH est acide (6.0-5.0). Nous allons parler du pH et de l'absorption des aliments par les plantes un peu plus loin.

 

Besoin des plantes et pH

Bien que cela fasse sourire les physiciens quantiques, appliquer le principe de "rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme" de l'ami Lavoisier suffit largement pour déterminer ce qu'une plante a besoin pour se construire. Il suffit alors d'analyser les éléments qui les composent ainsi que leur quantité. Très schématiquement alors, on peut se référer au tableau suivants pour adopter une stratégie pour rendre le sol un milieu chimiquement adéquat pour recevoir des plantes. N'oublions cependant pas ce tableau n'est ici que pour donner une idée de base et ne désigne nullement une règle générale pour toutes les plantes. Les besoins spécifiques d'une plante donnée dépendront de beaucoup de paramètres (climat-géographie-stress, physiologie spécifique, propriétés physicochimiques du sol etc). On a ainsi une idée de ce dont une plante a besoin pour grandir. Les quantités citées dans le tableau sont par raport à une unité d'azote (N). Par exemple, pour un atome d'azote, il faut 400 fois moins de fer.

 

Quantités des Eléments après Analyse des Plantes

Proviennent de l'Eau et du CO2  
Eléments de Base Quantités par rapport à une unité de l'Azote (N)
Hydrogène - H 60
Carbon - C 40
Oxygène - O 30

 

Proviennent du Sol  
Eléments Majeurs Quantités par rapport à une unité de l'Azote (N)
Azote - N 1
Potassium - K 1/4
Calcium - Ca 1/8
Magnesium - Mg 1/12
Phosphore - P 1/16
Soufre - S 1/32
Silicium - Si 1/32

 

Proviennent du Sol  
Micro-Eléments Quantités par rapport à une unité de l'Azote (N)
Chlore - Cl 1/300
Fer - Fe 1/400
Bor - B 1/400
Manganèse - Mn 1/800
Sodium - Na 1/2500
Zinc - Zn 1/3000
Cuivre - Cu 1/10.000
Nickel - Ni 1/500.000
Molybdène - Mo 1/1.000.000

(Source: Motsara, et al. Réf ).

Dans ce tableau, on peut également ajouter des éléments comme Vanadium (Va) ou Cobalt (Co) mais leurs concentrations sont très faibles. Cette classification n'est pas unique. Il existe d'autres classifications selon par exemple, la participations des éléments dans des molécules organiques ou inorganiques mais notre but n'est pas de rédiger un livre de plus sur la physiologie des plantes.

 

 

Et le pH dans tout ça

Un sol riche contient en générale tous ces éléments mais selon les stratifications géologiques depuis des centaines de millions d'années, certaines terres peuvent manquer certains éléments.

Par exemple, dans quelques régions des USA, on observe une carence en silicium. Il faut alors amender la terre.

Il existe des relations particulières entre la terre et les racines pour que ces éléments puissent être absorbés facilement par les plantes.

Le pH y joue un rôle primordial.

Voici une figure qui montre les relations entre pH et les éléments. Vous noterez que la fenêtre de pH entre 5.5 et 6.5 fournit des conditions très favorables pour l'adsorption de ces éléments. Cependant, il existe également des plantes qui préfèrent une acidité du sol moins acide comme vous pouvez le constater dans le tableau suivant.

 

Voici un tableau concernant les conditions pH préférées de quelques plantes

Asperges 6,2-6,6
Aubergine 6,0-7,0
Betteraves 6,2-6,6
Brocoli 6,2 -7,0
Butternut 5,0-6,0
Carottes 6,5-7,5
Cébette 6,0-6,5
Céleri 6,6-6,8
Cerises 6,7-7,5
Chou-fleur 6,2-6,6
Choux 6,3-6,6
Concombres 5,8-6,4
Endives 6,8-7,2
Epinards 6,6-7,0
Fraises 6,0-6,5
Framboises 6,0-6,7
Groseilles 6,1-6,7
Haricots 6,0-7,0
Laitue 6,8-7,0
Maïs 6,0-7,0
Melon 6,0-7,0
Navet 6,0-8,0
Oignons 6,7-7,0
Panais 6,5-6,8
Patate douce 5,0-7,0
Persil 5,0-7,0
Poireaux 6,5-7,5
Poires 6,1-6,7
Pois 6,8-7,2
Pommes 5,8-6,4
Pommes de terre 5,0-6,0
Prunes 6,5-7,2
Radis 6,0-8,0
Rhubarbe 5,0-6,0
Rutabaga 6,5-6,8
Tournesol 6,0-8,0
Tomates 6,0-6,8

A continuer...