La formidable vie du sol : à nous de mieux la comprendre !

De nombreux types d’écosystèmes coexistent à travers le monde, influencés par divers niveaux de température, d’hygrométrie, de pluviométrie, d’ensoleillement…

Ceci explique la diversité des sols ainsi que l’origine de leur formation.

Ces différentes conditions sont également à l’origine d’une grande diversité de vie des sols : ils sont plutôt gérés par les termites en Afrique alors que les sols tempérés européens sont le lieu de vie privilégié des vers de terre et des champignons.

Ce que vous allez apprendre

  • Que la formation des sols est processus très long
  • De quoi se compose un sol
  • Que cette composition influence les plantes qui s’y installent
  • Que la vie du sol augmente sa fertilité

Les étapes de formation d’un sol

Il y a une grande diversité de sols dans le monde. Pourtant, tous se sont initialement formés en trois grandes étapes.

Les 3 étapes de la création d’un sol
Les 3 étapes de la création d’un solGhislain Ghourbi
  1. Altération de la roche mère

    Le vent, le gel, le soleil et l’eau fissurent la roche.

    Ces interstices sont colonisés par divers micro-organismes, dont les algues, qui produisent des acides organiques pour dissoudre les roches.

    L’accumulation de sol permet ensuite l’installation de petites plantes, leurs racines colonisent les fissurent et fractionnent la roche mère.

    Les mécanismes de respiration racinaire et d’absorption des nutriments augmentent et relâchent du gaz carbonique (CO2) et des protons (H+), qui ont le même effet que les acides organiques et permettent de dissoudre la roche mère sans que les plantes ne gaspillent d’énergie.

  2. Enrichissement en matière organique

    Les végétaux grandissent au fil des années. Leurs racines s’enfoncent dans les fissures de la roche, augmentant ainsi la profondeur de sol.

    Lorsque les plantes meurent, leurs racines sont dégradées et viennent enrichir le sol en matière organique.

    Au contraire, les parties aériennes de la plante vont s’accumuler à la surface du sol et créer une litière très riche en matière organique.

  3. Formation des couches de sol

    L’organisation du sol dépend du climat et de la végétation environnante.

    En fonction des nutriments, micro-organismes et plantes déjà présentes, une certaine flore va coloniser le sol. Ceci influera le fonctionnement et l’architecture du sol.

    Cette étape aboutit à l’apparition de différentes couches, dues à la migration de particules, entrainées par les pluies en profondeur.

    Bien que l’étape 3 ne présente plus la production de sol, l’altération de la roche mère sous-jacente sera continue tout au long de sa vie.

    Ainsi, la grande majorité des sols gagne un millimètre de terre fine par siècle, là où les pratiques agricoles incluant un travail intensif peuvent faire perdre plusieurs centimètres de sol pendant la même période !

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Composition d’un sol

Le sol contient une part importante de terre, mais 50% de son volume est constitué d’éléments mobiles comme l’air, l’eau, les racines et la faune.

Cette part mobile est en réalité le cœur de la fertilité du sol.

Proportion des éléments principaux d'un sol
Proportion des éléments principaux d'un solGhislain Ghourbi
  • Premier compartiment

    Eau et air

    Les plantes utilisent l’eau, l’air et le soleil pour produire le composant primaire de leurs cellules.

    Elles canalisent l’énergie solaire pour assembler l’eau (H2O) et le dioxyde de carbone (CO2) présents dans l’air et former des sucres, constituants primaires de la matière organique.

    En fonction des types de sucres produits et de leur agencement, la plante constitue des réserves énergétiques et un squelette carboné rigide lui permettant de se dresser vers la lumière.

    Nutriments

    Ce sont eux qui permettent aux plantes de fonctionner. Leur présence leur garantit de pouvoir réaliser la majorité des processus métaboliques.

    Ils composent également une partie des cellules et assurent les échanges d’eau et de gaz à travers la plante.

  • Deuxième compartiment

    La terre

    Elle contient près de 95% de matière minérale, issue de l’altération de la roche mère en sable puis en limon.

    Elle est également composée de particules secondaires plus petites, comme les argiles, elles-mêmes constituées de couches d’ions issues de l’érosion des minéraux primaires.

    Les 5% restants sont de la matière organique, formée et dégradée en permanence par les micro-organismes présents dans le sol.

    Texture

    La taille des particules minérales présentent dans un sol détermine sa texture. Elle va influencer sa capacité de rétention et la pénétration de l’eau dans le sol.

    Triangle de détermination de la texture du sol
    Triangle de détermination de la texture du solGhislain Ghourbi

    Plus les particules minérales sont grosses (sables), plus l’eau et l’air pourront entrer dans le sol.

    Ceci entraine un réchauffement plus rapide du sol et favorise l’activité biologique à l’origine de la minéralisation de la matière organique.

    La dégradation de la matière organique permet de libérer les nutriments nécessaires à la croissance des plantes. Toutefois, la facilité de l’eau à traverser ces sols, couplée à la minéralisation rapide de l’humus, induit souvent des pertes de nutriments (lixiviation), voire de particules entières de sols (lessivage).

    Au contraire, les sols riches en argiles, particules les plus fines du sol, ont une interaction forte avec les éléments mobiles.

    L’eau et les nutriments restent accrochés à leur surface, ce qui limite les pertes par lixiviation. Cependant, ces interactions diminuent la circulation de l’air, ce qui ralentit le réchauffement du sol et réduit son oxygénation.

    Ceci induit une faible capacité de minéralisation de l’humus par la vie du sol, donc les plantes auront plus de mal à acquérir des nutriments.

  • Interactions des deux compartiments

    La matière organique présente dans le sol permet d’homogénéiser l’effet de la texture sur le sol.

    Elle aère les sols riches en argiles et sert de réserve d’eau et de nutriments dans les sols sableux.

    Matière organique (humus)

    La matière organique est l’un des trois constituants des êtres vivants, avec l’eau et les minéraux.

    Lorsqu’une plante meurt, elle est dégradée par les micro-organismes du sol. L’eau, les nutriments et la matière organique sont consommés, mais il reste généralement une partie du squelette carboné difficile à dégrader.

    Cette matière plus stable compose la part organique de la terre, appelée humus. Elle constitue à la fois les aliments et les briques permettant à la vie du sol d’organiser sa structure pour l’aérer.

    Structure

    La structure d’un sol dépend de l’agencement des particules de terre entre elles.

    Il existe de nombreux type de structures. Toutefois, la plus favorable à la croissance de la majorité des plantes est liée à l’activité des micro-organismes du sol.

    En effet, les microbes sont capables de structurer les particules en agrégats arrondis propices à la circulation de l’eau et de l’air.

    Pour cela, les bactéries et champignons ont besoin de matière organique pour se nourrir et se développer, mais également parce que c’est l’agrégation d’argiles et de limons autour de particules de matière organique qui permet l’obtention d’une structure grumeleuse homogène assurant une circulation optimale.

La ferme du plateau

Logo de l'initiative d'éducation à la nature et à l'agriculture à Nancy
Logo de l'initiative d'éducation à la nature et à l'agriculture à NancyFerme du plateau

Nous étudierons dans un prochain article les techniques de base pour améliorer la vie d’un sol d’un jardin.

Nous présenterons les méthodes et itinéraires techniques pratiquées pour l’instant à la Ferme du plateau de Haye et qui sont une bonne base de travail.

Par la suite, nous expliquerons comment les faire évoluer pour affiner toujours plus le soutien à la vie du sol, respectueux de l’environnement et utilisant le moins de ressources possibles.

La diversité de la vie du sol

Un sol « normal » contient généralement la moitié de son volume en porosités.

Cet espace libre est colonisé par une grande quantité d’êtres vivants, regroupés sous le terme de « vie du sol ».

Un sol forestier compte en moyenne 3 tonnes de champignons, 1,5 tonnes de bactéries et 1 à 2 tonnes de vers de terre à l’hectare. De nombreux autres organismes d’une grande diversité de taille et de forme sont également présents.

Une prairie abrite en moyenne 260 millions d’animaux au mètre carré.

On retrouve autant d’êtres vivants dans le sol qu’à sa surface. Toutefois, les animaux et micro-organismes du sol sont beaucoup plus diversifiés.

Un mètre carré de sol de forêt de hêtres peut contenir plus de 1 000 espèces d’invertébrés.

Tous ces êtres vivants interagissent avec leur milieu et leurs activités ont un impact sur la structure, la composition et la fertilité du sol.

Le fonctionnement complexe des sols forestiers

Dans cet épisode, Francis Hallé se base sur l’exemple du sous-bois pour détailler l’importance vitale du sol pour tous les êtres vivants, y compris l’Homme.

Les animaux du sol

Vers de terre en action
Vers de terre en actionPortalJardin

La vie du sol peut être classifiée par taille.

On distingue la mégafaune, la macrofaune, la mésofaune et la microfaune qui sont des animaux, des micro-organismes comme les bactéries, algues et champignons.

La majorité des animaux du sol jouent un rôle dans la décomposition de la matière organique morte. Il existe également des insectes qui mangent les plantes et des prédateurs qui régulent toutes ces populations.

Ce sont les mouvements de ces animaux qui créent la porosité facilitant l’entrée d’air et d’eau dans le sol et l’avancée des racines.

Parmi ces animaux, les vers de terre sont les plus répandus. Il en existe une grande diversité, spécialisés dans différentes profondeurs et différents types de sols.

Type Taille Représentants
Mégafaune plus de 8cm taupe, campagnol
Macrofaune de 4mm à 8cm vers, cloportes, escargots
Mesofaune de 0,2mm à 4mm collemboles, acariens
Microfaune moins de 0,2mm nématodes

Les micro-organismes du sol

Collembole, Lepidocyrtus paradoxus
Collembole, Lepidocyrtus paradoxusChristophe Quintin

Les micro-organismes du sol ont des rôles plus diversifiés que les animaux.

Toutefois, on peut les classer en deux grands types : ceux qui consomment des substrats morts et ceux qui interagissent avec les plantes.

Non liés à la plante

Les micro-organismes du sol sont au stade final de la décomposition des matières organiques.

Ils permettent de transformer les résidus organiques en nutriments minéraux accessibles aux plantes. Ils agissent à une échelle microscopique et ont des interactions plus intimes avec la matière.

Ainsi, certains champignons utilisent la matière organique pour former des réserves de nutriments (l’humus), dégradables seulement par d’autres bactéries et champignons.

Liés à la plante

Ces organismes, principalement des bactéries et des champignons, interviennent dans la plupart des fonctions de la plante, que ce soit pour la nutrition ou la résistance aux stress.

En effet, les micro-organismes représentent un réservoir de gènes et de fonctions biologiques supplémentaires pour leur hôte, permettant aux plantes de mieux s’adapter aux changements environnementaux.

Parmi ces organismes ayant développés des relations d’entraide mutuelle avec les plantes, certains ont coévolué avec les végétaux si longtemps qu’ils ne peuvent plus se développer sans ceux-ci.

Mychorization

Le terme « mycorhize » désigne les organes mixtes racine-champignons. La mycorhization est donc l’association entre un champignon et la racine d’une plante.

On parle de symbiose car ils profitent mutuellement de cette association.

Les champignons mychoriziens sont formés d’un réseau de filaments qui se développent dans le sol pour puiser les nutriments, permettant le transport d’éléments nutritifs du sol à la plante hôte, mais également entre plantes hôtes.

Ainsi, le champignon fournit de l’eau et des nutriments en échange de sucres produits par la plante. En effet, la plupart des nutriments, notamment 70 % du phosphore nécessaire, sont livrés aux plantes par des champignons mycorhiziens.

Pour conclure

La plupart des jardiniers et agriculteurs cherchent à créer des conditions de cultures parfaites pour chaque plante qu’ils cultivent.

Cette excellence peut avoir un intérêt pour adapter certaines plantes exotiques dans notre jardin.

Toutefois, il faut savoir que les plantes locales n’ont pas besoin de tant de soins. Les micro-organismes du sol sont adaptés aux plantes depuis plusieurs siècles et inversement. Il est donc plus intéressant d’entretenir la vie du sol pour obtenir un sol équilibré et fertile.

Les pratiques permettant d’améliorer la richesse et l’efficacité de la vie du sol sont nombreuses, mais nécessitent d’être d’abord conscient du trésor qui vit et se multiplie sous nos pieds.

Portrait de l'auteur

Quelles techniques utilisez-vous pour favoriser la vie du sol ?

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Ghislain Ghourbi

Responsable de la recherche agronomique — La ferme du plateau

Il consacre ses études à l’autonomie agricole et la production durable. Son stage à l’INRA de Rennes lui a permit d’étudier l’importance de la vie du sol.

Il est en master agronomie et étudie les techniques de production agricole durable, en Lorraine, notamment pour améliorer les méthodes de culture des fruits et légumes en maraîchage.

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