Origines et compositions du sol

En bref : un sol est formé d’une fraction minérale issue des roches du sous-sol, d’humus et d’une multitude d’êtres vivants. Il provient le plus souvent de la dégradation de roches originelles dites matériau parental. Celles-ci subissent peu à peu et selon les conditions climatiques et biologiques des transformations plus ou moins profondes qui aboutissent à une couche de sol plus ou moins épaisse aux caractéristiques particulières. La texture et la structure d’un sol conditionnent ses propriétés physiques et chimiques, en particulier par rapport à l’eau qui y circule. Le sol, milieu de vie intense, regroupe différents écosystèmes selon la profondeur et l’humidité, le couvert végétal, la porosité… Siège de nombreuses réactions chimiques et de phénomènes biologiques, il constitue, en particulier avec l’atmosphère et l’hydrosphère, un des maillons des cycles indispensables à la vie.

• Principaux composants du sol
• Évolution d’un sol
• Caractéristiques du sol
• L’eau dans le sol
• Vie du sol et relations alimentaires
• Cycles biogéochimiques

L’eau dans le sol

La texture et la structure d’un sol conditionnent la circulation de l’eau car elles auront respectivement une incidence sur la porosité texturale, stable et immuable, et, sur la porosité structurale qui évolue en fonction des usages du sol et du climat.

Corrélation entre la texture du sol et la perméabilité

A : zone très perméable B : zone perméable C : zone peu perméable D : zone imperméable SABLE : particules dont le diamètre est compris entre 0,05 mm et 2 mm	SILT : particules dont le diamètre est compris entre 0,05 mm et 0,002 mm ARGILE : particules dont le diamètre est inférieur 0,002 mm

On distingue l’eau de gravité et l’eau de rétention.

L’eau de gravité

Correspond à l’eau qui s’infiltre jusqu’à rejoindre une éventuelle nappe phréatique.

L’eau de rétention

Est en revanche maintenue dans les horizons de surfaces (LA/A à C ou RC). Elle existe sous deux formes : l’eau capillaire et l’eau pelliculée :

• L’eau capillaire, soumise à des forces électrostatiques et ioniques supérieures au pouvoir de succion des racines se fixe aux particules du sol. Elle n’est donc pas disponible pour les végétaux. Ceci correspond au point de flétrissement des plantes.

• L’eau pelliculée, dite aussi liée située dans les pores entre les agrégats du sol elle est au contraire utilisable par les plantes. Elle correspond à une certaine * capacité au champ* du sol. Quant à la réserve utile (RU), facteur « clé » pour déterminer le potentiel agricole d’un sol, elle correspond à la quantité maximale d’eau utilisable par les plantes.

Comment l’eau se lie-t-elle à la partie minérale ?

Les argiles sont le principal « support » de l’eau dans le sol. Ce sont des phyllosilicates (Si₄O₁₀)^4-, c’est-à-dire des minéraux à base de silice qui, comme les micas, présentent une structure en feuillets. La diversification des feuillets augmente la taille des cavités issues de l’agencement des molécules. Ceci multiplie le nombre de molécules, donc les contacts entre elles et l’eau et, par conséquent, la capacité de rétention d’un sol.
Cette capacité de fixation des molécules d’eau est une composante de la * capacité d’échange cationique (C.E.C.) *. C’est cette même propriété qui explique la fixation du calcium à l’argile pour créer un pont calcique avec l’humus et former ainsi le complexe argilo-humique. En résumé, un sol est essentiellement caractérisé par sa capacité de rétention (Cr), sa réserve utile (RU), sa capacité d’échange cationique (CEC).

Vie du sol et relations alimentaires

On trouve dans le sol une multitude d’organismes vivants visibles (taupes, hérissons, lombrics, araignées, myriapodes – communément dits « mille-pattes », fourmis…) mais aussi un très grand nombre d’êtres vivants microscopiques (algues, bactéries, champignons…).

Principales «familles» de grands décomposeurs

La matière organique, présente sous forme de feuilles mortes, de cadavres et d’excréments, subira une première dégradation au cours de leur passage dans les tubes digestifs de grands organismes, comme les taupes, lombrics et certains insectes. Puis la matière produite sera décomposée au cours de réactions biochimiques par les micro-organismes virus, bactéries, algues, champignons. Dans un sol riche, on en compte jusqu’à 100 milliards/gramme de sol. Dans une moindre mesure, ils peuvent aussi agir sur certaines molécules nocives comme des hydrocarbures. La décomposition de la matière organique va faciliter les échanges chimiques dans le sol et améliorer sa fertilité. Le sol va ainsi pouvoir se développer et évoluer peu à peu.

Étapes de la dégradation de la matière organique

[ Pour en savoir + ] : intérêt agronomique de la microfaune et de la microflore du sol.

Cycles biogéochimiques

Les différents éléments chimiques indispensables à la vie effectuent en permanence des cycles dans la biosphère, l’atmosphère et la lithosphère mais aussi entre elles. Dans le sol, au cours de ce cycle, la matière organique se transforme en matière minérale par gain ou perte d’oxygène – oxydation-réduction, ou par interactions avec l’eau – hydrolyse. Puis, les minéraux sont utilisés par les végétaux chlorophylliens pour produire leur propre matière organique lors de la photosynthèse. Par le biais des relations alimentaires, dites trophiques, cette matière organique se retrouve à même le sol pour être minéralisée de nouveau par la pédofaune.

Le carbone est le principal constituant de la matière organique, l’azote est un des éléments des protides et de l’acide désoxyribonucléique (ADN). Quant au phosphore, il rentre également dans la constitution de l’ADN et apporte l’énergie nécessaire à l’activité cellulaire. Le soufre reste un élément indispensable certains protides.

[ Pour en savoir + ] sur le cycle du carbone
[ Pour en savoir + ] sur le cycle de l’azote
[ Pour en savoir + ] sur le cycle du phosphore
[ Pour en savoir + ] sur le cycle du soufre

[ Consulter également ]