Le sol, cette couche mince et fragile qui recouvre la surface de la Terre, est bien plus qu'un simple support pour nos pieds. C'est un écosystème complexe et dynamique, essentiel à la vie sur Terre. Il est le fondement de notre agriculture, le filtre de notre eau, le réservoir de notre biodiversité et un acteur clé dans la régulation du climat. Comprendre sa définition, sa formation et ses horizons est crucial pour une gestion durable de cette ressource non renouvelable à l'échelle humaine.
Qu'est-ce qu'un sol ?
Le sol est une couche meuble, issue de la dégradation d'une roche mère. De sa surface jusqu’à la roche altérée dont il se distingue par l’association intime de constituants minéraux et organiques, le sol est une couche fragile, de quelques centimètres à plusieurs mètres d'épaisseur. Verticalement, leur épaisseur varie de quelques centimètres à quelques mètres. Horizontalement, ils couvrent de façon continue la surface des continents, présents sous les cours d’eau et sous les constructions humaines, pellicule fine sur les affleurements rocheux. Ils nous nourrissent, accueillent nos maisons, les animaux et les plantes, sont le support des paysages que nous contemplons….
Le sol est le résultat d'une longue évolution, qui se déroule sur des milliers d'années. Au cours de ce processus, des phénomènes d'altération, de transformation et d'organisation se produisent, conduisant à la différenciation verticale du sol en horizons pédologiques distincts. Ces horizons se forment en lien avec la nature des substrats géologiques, des écosystèmes et des flux d'eau et d'air environnants. Le sol varie, il n’est pas le même ici et là (on parlera de couverture pédologique).
Une biodiversité foisonnante et encore mal connue contribue aux nombreuses fonctions qu’il assure. Au cœur de ce que l’on appelle désormais la zone critique qui va de la roche altérée à la cime des plus grands arbres, le sol est en interaction constante et continue avec le vivant, qu’ils s’agissent de plantes, d’animaux ou encore de microorganismes, l’eau et l’air qui l’entourent et qui sont susceptibles de modifier ses propriétés. Non renouvelable à l’échelle humaine, le sol n’en est pas pour autant figé.
Bien commun, parce qu’il permet le développement des écosystèmes, de la flore et de la faune, parce que nous en dépendons pour notre alimentation, le sol s’inscrit dans la sphère privée lorsqu’il devient propriété. Aujourd’hui, le sol est plus, que jamais, porteur d’enjeux essentiels, qu’il s’agisse de la sécurité alimentaire, de la sécurité des approvisionnement en eau, du changement climatique, de la durabilité énergétique, de la santé de l'homme et des écosystèmes ou encore de la protection de la biodiversité. En témoigne notamment une montée de la problématique sols dans divers agendas (recherche, économie, politiques publiques). De la connaissance des sols aux instruments économiques qui en reconnaissent les valeurs, plusieurs leviers existent.
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Dans une motte de terre, il y a…. Dans les sols, microorganismes, animaux et plantes se côtoient et interagissent. Essentielle à la vie, cette biodiversité doit être préservée ou protégée. Comment connaitre tout ce qui vit et interagit dans le sol ? Comment apprécier les fonctions que remplit cette biodiversité et les services qu’elle rend ? Sous ce terme, se cache « tout ce qui est vivant ou a été vivant dans le sol » et bien plus encore : rapidement décomposée, elle contribue à la structuration et à la fertilité des sols agricoles ruraux ou urbains ; transformée en gaz carbonique (CO2), elle est vite émise vers l’atmosphère où ce gaz s’accumule aux côtés d’autres gaz à effet de serre. Véritable réservoir de biodiversité, les haies jouent de nombreux rôles. Elles structurent le paysage, délimitent les parcelles agricoles, protègent les cultures. De Brive ou de Dijon, à l’ancienne ou à l’estragon, la moutarde trouve fréquemment sa place dans nos sauces à salade quand elle n’agrémente pas nos hot-dog. Membres à part entière de la faune du sol, on en dénombre quelques centaines au m² correspondant à une masse qui se compte en dizaines voire en centaines de kilos à l’hectare.
Les horizons du sol : un profil stratifié
Un profil pédologique est une coupe verticale du sol, révélant une succession d'horizons, chacun ayant des propriétés physiques, chimiques et biologiques distinctes. Ces horizons résultent de processus d'altération, de transfert et d'accumulation de matière au sein du sol. La description de ces horizons est essentielle pour comprendre la genèse du sol et ses propriétés agronomiques et environnementales.
Voici une description générale des principaux horizons que l'on peut rencontrer dans un profil de sol typique :
Horizon O : L'horizon organique
L'horizon O est la couche supérieure du sol, caractérisée par une accumulation de matière organique non décomposée ou partiellement décomposée. Cet horizon est particulièrement important dans les forêts et les zones humides, où l'accumulation de litière est importante. Les horizons O sont caractéristiques des tourbes ou histosols.Autrefois, cet horizon était désigné par A0.
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Horizon A : L'horizon de surface
L'horizon A, également appelé horizon de surface ou horizon organo-minéral, est une couche riche en matière organique décomposée (humus) mélangée à de la matière minérale. C'est dans cet horizon que se concentre l'activité biologique du sol, avec une forte présence de racines, de microorganismes et d'animaux du sol. La production végétale est forte et l'horizon A s'enrichit directement ou indirectement en matière organique.
Horizon E : L'horizon d'élution
L'horizon E est un horizon de lessivage, situé généralement sous l'horizon A. Il est caractérisé par une perte de matière organique, d'argile, de fer et d'aluminium, qui sont lessivés vers les horizons inférieurs. Cela lui donne une couleur claire et une texture sableuse. L'horizon E est lessivé sous l'action des acides organiques de l'humus.
Horizon B : L'horizon d'accumulation
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L'horizon B est un horizon d'accumulation, où se concentrent les éléments lessivés depuis les horizons supérieurs, tels que l'argile, le fer, l'aluminium et l'humus. Cet horizon peut présenter différentes couleurs et structures, en fonction des éléments qui s'y accumulent. Sa couleur est orangée à rouge, due à la présence du fer et des oxy-hydroxydes de fer. Dans certains cas, des oxydations locales donnent des taches rouille.L'horizon B peut se diviser en sous-horizons, tels que le BT (accumulation d'argile), le BH (accumulation d'humus) ou le BS (accumulation de sesquioxydes de fer et d'aluminium).
Horizon C : L'horizon de transition
L'horizon C est une zone de transition entre le sol et la roche mère. Il est constitué de matériaux altérés de la roche mère, mais n'a pas encore subi les processus de différenciation des horizons supérieurs.
Horizon R : La roche mère
L'horizon R est la roche mère non altérée, à partir de laquelle le sol s'est formé. Il peut s'agir d'une roche dure et massive (R) ou d'une roche meuble (M).
Exemples de profils de sols
La combinaison et l'agencement de ces horizons varient considérablement en fonction des facteurs de formation du sol (climat, roche mère, relief, organismes vivants, temps). Voici quelques exemples de profils de sols rencontrés :
- Rendzines: R ; couche O possible. (M). ; humus peu actif (mor); profil (O)/ A/ C ou R.
- Calcosols: Ils sont installés sur une roche calcaire C, R ou M. profil (O), Aca/C, M ou R.
- Sols lessivés: Profil A/E/BT/C ou M.
- Sols salés: Profil de type A/FS/C,M ou R. nommé FSt.
Facteurs influençant la formation des horizons
Plusieurs facteurs interagissent pour déterminer la formation et les caractéristiques des horizons du sol :
- Le climat: Le climat influence l'altération de la roche mère, la décomposition de la matière organique et les mouvements d'eau dans le sol. Les climats chauds et humides favorisent l'altération chimique et la décomposition de la matière organique, tandis que les climats froids et secs ralentissent ces processus.
- La roche mère: La nature de la roche mère influence la composition minérale du sol et sa texture. Les roches calcaires donnent des sols calcaires, tandis que les roches siliceuses donnent des sols sableux.
- Le relief: Le relief influence le drainage de l'eau et l'érosion du sol. Les pentes fortes sont sujettes à l'érosion, tandis que les zones plates peuvent être mal drainées.
- Les organismes vivants: Les organismes vivants, tels que les plantes, les animaux et les microorganismes, jouent un rôle important dans la décomposition de la matière organique, le mélange des horizons et la formation de la structure du sol.
- Le temps: Le temps est un facteur essentiel dans la formation du sol. Il faut des milliers d'années pour qu'un sol se développe pleinement.
Importance des horizons du sol
Les horizons du sol sont importants pour plusieurs raisons :
- Fertilité du sol: Les horizons A et B sont les plus fertiles, car ils contiennent de la matière organique et des éléments nutritifs essentiels aux plantes.
- Drainage de l'eau: La structure des horizons influence le drainage de l'eau dans le sol. Les sols bien drainés ont une structure poreuse qui permet à l'eau de s'infiltrer rapidement, tandis que les sols mal drainés ont une structure compacte qui retient l'eau.
- Aération du sol: La structure des horizons influence l'aération du sol, qui est essentielle pour la respiration des racines et des microorganismes.
- Soutien des plantes: Les horizons fournissent un support physique aux plantes.
Gestion et conservation des sols
La dégradation des sols est un problème mondial majeur, qui menace la sécurité alimentaire, la biodiversité et la qualité de l'eau. Il est donc essentiel de mettre en place des pratiques de gestion et de conservation des sols durables, telles que :
- L'agriculture de conservation: L'agriculture de conservation est un ensemble de pratiques agricoles qui visent à minimiser le travail du sol, à maintenir une couverture végétale permanente et à diversifier les cultures.
- La lutte contre l'érosion: La lutte contre l'érosion consiste à mettre en place des mesures pour réduire l'érosion du sol, telles que la plantation de haies, la construction de terrasses et le maintien d'une couverture végétale.
- L'amélioration du drainage: L'amélioration du drainage consiste à mettre en place des mesures pour améliorer le drainage du sol, telles que le drainage par tuyaux enterrés et le creusement de fossés.
- L'apport de matière organique: L'apport de matière organique consiste à ajouter de la matière organique au sol, telle que du compost, du fumier ou des engrais verts, pour améliorer sa fertilité et sa structure.
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