Le sol provient en général de l’altération de la roche
mère sousjacente, appelée soussol.
La pédologie décrit les différents types
de sols ainsi
formés, en distinguant la couche arable et le sol sous jacent.
formés, en distinguant la couche arable et le sol sous jacent.
L’agriculteur travaille la
couche arable, plus riche en matières organiques.
L’horizon sousjacent,
entre la couche arable et la roche mère, contribue aussi à la nutrition de la
plante en éléments minéraux et en eau.
L’agronomie s’intéresse à ces deux
horizons à travers le profil cultural.
Composition physique du sol
Le coefficient humique K1 :
Le sol comprend 4 éléments principaux : l’air, l’eau, les constituants
minéraux et la matière organique.
Les constituants minéraux : ils définissent la texture du
sol
On appelle terre fine, la terre dont on a éliminé les cailloux et
graviers de plus de 2 mm.
Elle est constituée de
sable, de limon et d’argile dont on peut connaître les proportions respectives
grâce à l’analyse granulométrique, qui les classifie selon leur taille, puis on
détermine la texture du sol grâce au triangle.
•
Il est ainsi possible de prévoir son comportement physique, son
potentiel de production, les dates et types d’interventions culturales.
•
Les particules argileuses jouent un rôle important dans la mise en
réserve des éléments nutritifs présents dans le sol et sur la capacité de
rétention de l’eau.
La matière organique
La fraction solide de terre
fine comprend généralement 1 à 5% de matière organique et 95 à 99% de matière
minérale.
La matière organique
comprend tous les constituants du sol formés d'hydrates de carbone,
d'hydrogène, d'oxygène et, le plus souvent, d'azote.
Elle donne naissance à une matière de couleur foncée, l’humus.
Le coefficient
iso humique K1 désigne la quantité d’humus stable formée par kilogramme de
matière sèche organique apportée au sol. Alors qu’on extrapolait le
coefficient K1 à partir de quelques expérimentations, aujourd’hui, on dispose
de deux outils de laboratoire, l'indice de stabilité biologique (ISB) et la
caractérisation biochimique de la matière organique (CBM) qui permettent de
définir le potentiel d'humus stable de chaque produit organique.
Ainsi, 30 tonnes de fumier à 20% de matière
sèche peuvent produire 2,5 à 3 tonnes d'humus.
Le coefficient de minéralisation K2 rend compte de la quantité
d'humus transformée chaque année. Cette perte annuelle, généralement comprise
entre 800 et 1600 kg par hectare, entraîne une libération d'azote variant de 40
à 80 kg.
Bilan de l’humus sur l’exploitation
Les pertes sont fonction
entre autres de la structure et du pH du sol, de la profondeur de labour et de
l’importance des restitutions organiques.
Les gains sont
essentiellement apportés par le fumier, les résidus de récolte, les pailles,
les engrais verts, les prairies temporaires ou naturelles et les amendements
organiques.
La
fertilisation, en augmentant les récoltes et donc la quantité de résidus
végétaux enfouis, a un effet favorable sur le bilan humique.
La structure du sol
Les éléments
constitutifs de la fraction « terre fine » soudés par l’humus, forment des
agrégats, qui ménagent entre eux des espaces lacunaires remplis d’air et d’eau.
C’est le complexe argilohumique , qui en présence de calcium confère au sol
une structure stable.
Les agrégats se rassemblent pour former des mottes.
La forme, la taille et la
disposition des agrégats caractérisent la structure du sol, qui doit être à la
fois stable et poreuse :
•
stable, pour que les racines puissent explorer en permanence un grand
volume de terre.
•
poreuse, de façon à permettre la circulation de l’air et de l’eau.
Le sol est de ce fait propice à la vie biologique, à un bon enracinement
et à la disponibilité des éléments minéraux.
L’eau dans le sol
La réserve en eau assure la quasi totalité des besoins en eau de la
plante.
L'eau dissout les éléments nutritifs pour constituer la solution du sol
qui est absorbée par les racines.
Plus la texture d'un sol
est fine, plus sa réserve en eau est élevée. La part de l'eau qui s'infiltre
dans le sol est d'autant plus importante que la surface offre plus d'obstacles
au ruissellement et que la structure du sol est plus grossière.
L'eau d'infiltration se charge sur son passage en oxygène, gaz
carbonique et sels minéraux.
Une partie de l'eau du sol est prélevée par la
plante pour son alimentation mais aussi pour compenser les pertes par
évapotranspiration au niveau des feuilles.
Une autre partie de l'eau
d'infiltration peut être perdue par drainage, durant les périodes humides ou en cas
d'irrigation mal conduite, entraînant des pertes d'éléments minéraux.
Une autre partie de l’eau du sol peut être
perdue par transpiration par les feuilles ou par évaporation à la surface du
sol, qui peut être réduite par paillage ou brisevent.
L’eau et la fertilisation
La fertilisation améliore
la résistance des plantes à la sécheresse, en favorisant le développement
racinaire et la régulation de la transpiration par le mécanisme de fermeture
des stomates.
L'irrigation en période de
sécheresse entraîne un accroissement des rendements, et provoque aussi une
augmentation des besoins minéraux et des exportations.
Les propriétés physicochimiques du sol
Un sel minéral en dissolution dans l'eau du sol
s'y trouve en partie à l'état dissocié, scindé en deux ions : l'anion, chargé
négativement et le cation, chargé positivement.
Les cations continuellement
en mouvement représentent les éléments minéraux à l'état échangeable et sont
biodisponibles pour la plante. L'hydrogène est le cation le plus énergiquement
retenu par le complexe argilohumique.
Le complexe argilohumique
possède la propriété de retenir à sa surface les cations de la solution du sol
( pouvoir adsorbant ).
Les engrais azotés minéraux apportent l'azote :
•
soit sous forme du cation ammoniacal NH4+ qui peut se fixer sur le
complexe argilohumique,
•
soit sous forme de l'anion nitrate NO3 qui n'est pas retenu par le complexe et est
mobile dans la solution du sol.
L’importance du complexe adsorbant et sa saturation
Le complexe adsorbant d'un
sol est saturé quand tous les ions H+ (H3O+) sont remplacés par des cations échangeables
tels que Ca2+ , Mg2+, K+.
La quantité
maximum de cations qu'un sol peut fixer détermine la capacité d'échange
cationique (C.E.C.). Le taux de saturation est plus ou moins élevé selon que le
complexe est plus ou moins saturé en cations échangeables.
Pour obtenir l’efficacité
maximale de la fertilisation, l’agriculteur devra maintenir la capacité d’échange
cationique du complexe en favorisant la formation d’humus et en saturant le
complexe par des amendements basiques, le cas échéant.
La réaction du sol ou pH
La concentration en ions
hydrogène H+ d’un milieu chimique
détermine sa réaction mesurée par le pH, qui varie de 0 à 14.
Le pH d’un sol est la mesure de la quantité d’ions H+ libres dans l’eau ( pH eau ).
Un sol est dit :
•
acide pour un pH eau inférieur à 6,8
•
neutre pour un pH eau compris entre 6,8 et 7,2
•
alcalin ou basique pour un pH en eau supérieur à 7,2.
Le pouvoir tampon du sol
représente sa faculté de résister aux variations rapides du pH. Il est d’autant
plus fort qu’il est riche en argile et en humus.
L’activité biologique du sol
Le sol est un milieu vivant
dans lequel se développe une multitude d’organismes variés appartenant aux
règnes animal et végétal.
La faune du sol
La macrofaune est
représentée par des rongeurs, des arthropodes, des mollusques et des annélides.
Les plus utiles sont les vers de terre (lombriciens), qui améliorent la
structure du sol et sa porosité. Leur poids peut atteindre 4 tonnes par
hectare.
La microfaune du sol a surtout un rôle
d'enfouissement et de mélange de la matière organique avec le sol.
La flore du sol
Elle comprend algues, champignons, actinomycètes et bactéries.
Les champignons agissent sur les processus de
formation de l’humus et la stabilisation des agrégats.
Les bactéries dégradent les
matières organiques et interviennent dans diverses étapes essentielles du cycle
des éléments fertilisants ( azote, phosphore et soufre ).
Les techniques de culture du sol doivent tendre
à améliorer les conditions de milieu favorables à l’activité de tous ces
microorganismes.
