Le sol sous toutes ses facettes … (Partie I)

20 mai 2023

Peter Menten

Jan Bokhorst, Johannes Kamptner, Provincie Limburg e.a.

Les commentaires de nos lecteurs montrent qu’il est nécessaire de disposer d’informations claires sur ‘le fonctionnement du sol’. Cela nous a incités à décortiquer le sol sous toutes ses facettes dans les prochaines éditions de GreenTechPower. Pour obtenir un beau gazon ou un jardin réussi, vous devez regarder au-delà de la couche superficielle. Un bon […]

Qu’est-ce que ‘le sol’?

Le sol est la couche supérieure de la croûte terrestre dans laquelle les plantes et les cultures prennent racine. Selon l’endroit sur terre, le sol fait entre 1 à 2 mètres de profondeur. Dans certains endroits du sud du pays, par exemple, la roche solide n’est recouverte que de quelques centimètres de sol. Les mots sol et terre sont utilisés de manière interchangeable.

L’érosion

Le sol est créé par les intempéries: c’est-à-dire l’influence de l’eau, de l’air et de la température sur la roche d’origine. Au fil du temps, le sol peut changer sous l’influence de processus climatiques, chimiques et naturels. Avec les intempéries, le sol reste en place: le sol se brise en morceaux en raison des influences ou des changements chimiques du temps, mais ne se déplace pas.

L’érosion par l’eau et le vent

L’érosion emporte les particules du sol sous l’influence de l’eau, du vent, du volcanisme, etc… L’érosion est un véritable problème dans certaines régions: en Flandre, environ 15 millions de tonnes de terres agricoles fertiles sont emportées chaque année par l’érosion. Avec un sol lourd, l’érosion est plus susceptible de se produire par l’eau, avec un sol léger, c’est souvent le vent qui répand des parties du sol (sablonneux).

Quand un sol est-il fertile?

Par exemple, un sol dit non-fertile peut être écologiquement très précieux et attirer une faune et une flore particulières. La fertilité du sol est généralement mesurée par rapport à son potentiel économique: a-t-il un rendement élevé? Un sol ‘économiquement’ fertile a une bonne structure, des pores d’air suffisantes, une bonne acidité, suffisamment de nutriments, de bactéries, de vers de terre, etc.

Comment rendre le sol fertile?

Avec un travail du sol approprié, le sol peut être ventilé et fertilisé. Le sol humide peut devenir plus fertile en le drainant et si la teneur en humus est trop faible, du fumier, du compost et des améliorants de structure peuvent être utilisés. En introduisant de la matière organique, la structure s’améliore et le sol devient plus léger. La vie bactérienne s’améliore et les nutriments sont libérés pendant la digestion. Il n’y a rien à changer sur le type de sol – sable, limon, argile ou une forme intermédiaire. L’amélioration des sols et la culture doivent être orientées vers cela.

De quoi se compose le sol?

Le sol est constitué pour moitié de particules solides et pour moitié de cavités remplies d’eau et d’air. Les particules solides sont des composants minéraux, une sorte de squelette du sol. Les composants organiques se trouvent dans la couche supérieure du sol et sont des déchets de plantes et d’animaux qui sont ensuite digérés en humus. Grâce à ces parties organiques, qui donnent au sol sa couleur sombre, la vie dans le sol est possible. La troisième composante sont des particules vivantes telles que les racines des plantes, les taupes, les vers, les insectes, les champignons et les bactéries. Ceux-ci sont importants pour la conversion des engrais et la formation d’humus.

La fraction liquide dans un sol n’est jamais de l’eau pure du sol mais une solution de toutes sortes de composés dont les principaux sont des engrais. On la trouve dans les cavités et les pores et sur les particules d’humus ou de compost. Dans les cavités, il y a de l’air du sol qui a approximativement la même composition que l’air dans l’atmosphère. Dans un sol fertile, les particules solides, liquides et gazeuses sont présentes dans une proportion appropriée. Les solides contiennent environ 48% de minéraux et 2% de matière organique. Les cavités contiennent environ 25% d’eau et 25% d’air. Un bon sol limoneux sableux se compose de 50% de parties solides dont 2% de matière organique et 50% de pores dont 30% sont remplis d’air et 20% d’eau.

Les composants du sol

Le sol est constitué de composants minéraux, organiques et vivants. Une combinaison correcte de ces 3 assure un bon sol fertile.

1. Les particules minérales

Les parties solides d’un sol sont constituées d’au moins 90% de particules minérales, allant du microscopique (argile) au plus gros (sable) en passant par le gravier et les rochers. Ces particules sont classées en fonction de leur taille en fractions granulométriques. La taille est exprimée en microns ou 1/1000 de millimètre et exprimée en μ.

Les dimensions des composants minéraux sont:

Gravier et rochers Grains de sable Particules de limon Particules d’argile

> 2mm

0,05 à 2 mm
2 μ m à 50 μm < 2 μm

Ces différentes particules ont chacune leurs propres propriétés particulières, ce qui garantit que, dans un cas, elles conviennent parfaitement à certaines cultures ou applications et dans l’autre pas du tout. Par exemple, un sol sableux est trop perméable pour être arrosé, il ne contient aucun nutriment et il ne retient pas les nutriments (pendant longtemps). Le sol argileux, d’autre part, retient bien l’eau et les nutriments et libère également du potassium lorsqu’il est altéré. L’inconvénient est qu’il durcit dans des conditions sèches. Le limon est le sol qui combine les propriétés positives du sable et de l’argile.

La capacité d’un sol à retenir l’eau et les nutriments est exprimée dans la capacité de sorption du sol. D’une part, il y a une absorption d’eau (rétention interne dans les particules du sol, comme avec une éponge) et une adsorption des nutriments (rétention externe à la surface des particules du sol). L’adsorption et l’absorption ensemble sont appelées sorption.

Les sols argileux et limoneux ont une bonne capacité de sorption, ce qui n’est pas le cas des sols sableux. La capacité de sorption des sols sableux peut être améliorée par la fertilisation organique et ainsi augmenter la teneur en humus. Les sols contenant plus de 30 % de matière organique sont catalogués comme sols tourbeux; ceux contenant plus de 15% de matière organique sont appelés sols humiques. La texture ou la composition granulométrique d’un sol indique le pourcentage (en poids) de sable, de limon ou d’argile dans le sol.

Type de sol	Symbole	Sable	Limon	Argile
Sable	Z	90	8	2
Sable limoneux	S	75	20	5
Sablo-limoneux léger	P	60	35	5
Sablo-limoneux	L	30	60	10
Limon	A	5	85	10
Argile	E	35	35	30
Argile lourde	U	15	35	50

Pratique: En frottant un peu de terre humide entre votre pouce et votre index, vous pouvez trouver le type de sol. Le sol argileux est gras, le sol limoneux plutôt farineux. Le sol sablonneux frotte entre les doigts.

En pratique, on parle de sol léger et lourd. Cela fait référence à sa modificabilité. Les sols argileux et limoneux lourds sont difficiles à cultiver, mais plus fertiles. Les sols sableux sont plus faciles à cultiver, mais nécessitent plus de fertilisation. Un sol argileux lourd peut devenir plus facile à travailler si la structure est bien entretenue; un sol sableux léger peut être facilement travaillé si une fertilisation organique suffisante est effectuée.

La ‘structure’ du sol fait référence à la façon dont les particules de sol s’agencent entre elles: séparément ou collées ensemble. Cette structure concerne le nombre et la forme des cavités ou le rapport du sol aux cavités.

Dans les sols à structure granulière, les grains du sol se trouvent côte à côte sans aucune liaison. Il y a peu de cavités pour un bon rapport air-eau. C’est ce que nous appelons de ‘mauvais’ motifs. Dans les sols à structure en mie, les grains collent ensemble et forment des miettes aux formes arrondies, tout comme la chapelure. C’est une bonne structure qui contient jusqu’à 60% de pores en raison des composants liants (humus et argile) et donne donc un bon équilibre air-eau.

La structure peut être améliorée par l’introduction de matière organique, la réalisation d’un travail du sol approprié, par l’action du gel et du dégel, la rotation des cultures, l’action des organismes du sol, etc. La structure se détériore en raison des précipitations abondantes, du manque de chaux, d’un travail du sol incorrect et de passages répétés avec une machine ou des hommes.

2. Les particules organiques

La matière organique est toute matière provenant d’animaux et de plantes. Exemples: fumier de ferme, bactéries, insectes, carcasses, résidus de récolte, feuilles et racines, compost, écorce d’arbre, fumier de champignons, engrais organiques, engrais verts, etc.

Cette matière organique est digérée en humus. Divers organismes du sol s’en occupent:

insectes, vers de terre, mille-pattes, cloportes, acariens, nématodes du sol, nématodes, champignons et bactéries. Les bactéries et les champignons commencent souvent la décomposition avant que la matière organique ne soit sur le sol, en ramollissant les parois cellulaires. Les insectes et les vers réduisent la taille des morceaux afin que les bactéries, les champignons et les acariens puissent poursuivre la décomposition. La taupe, les vers de terre et d’autres organismes veillent à ce que le matériau soit régulièrement agité. Une vie active du sol nécessite de l’humidité et une température plus ou moins stable.L’humus est une substance collante foncée qui provient de la digestion de la matière organique. C’est un mélange en constante évolution de substances organiques à différents stades de dégradation. La digestion se fait par les vers de terre et les bactéries, entre autres. L’humus se décompose très lentement. Une distinction est faite entre l’humus instable ou nutritionnel qui sert de nourriture aux micro-organismes et est le stade préliminaire de l’humus stable ou durable qui est peu ou plus converti.

La détermination de la teneur en humus se fait en déterminant le pourcentage de carbone (C). La teneur en humus est la teneur en C x 100/58.

L’humification est la décomposition ou la digestion de la matière organique par des bactéries. Après la digestion, par exemple, de 1 tonne de fumier de ferme, il reste (seulement) quelques grammes d’humus.

Une bonne humification pose un certain nombre de conditions :

Le sol doit être bien ventilé. L’humification est effectuée par des bactéries aérobies ou aimant l’air. Dans les sols à structure pauvre (coincés ou trop humides, par exemple), des bactéries anaérobies se développent et la matière organique est difficile ou impossible à digérer. Cela donne de l’humus aigre et malodorant: de la tourbe.
Les bactéries ont besoin de nutriments, en particulier d’azote (N), pour se développer. Dans le cas de matières organiques contenant trop peu d’azote, il faudra ajouter de l’azote pour une conversion rapide. (Par exemple: la paille a peu de protéines, donc peu d’azote. Lorsque vous travaillez dans la paille, vous devez ajouter de l’azote parce que sinon les bactéries vont prendre trop d’azote du sol pour leur propre croissance. Cela conduirait à une carence en azote lors de la prochaine culture). Dans ce contexte, le rapport C/N est souvent évoqué. La teneur en C de la matière organique est de 58%. La teneur en azote varie considérablement. Ce rapport NC détermine la qualité de l’humus. Avec une matière organique avec un rapport C/N < 30, l’humification se déroulera sans problème. Par exemple, avec une fertilisation verte avec des légumineuses, ce rapport C/N se situe entre 15 et 20 et l’humification se déroulera sans problème. Pour la paille incorporée, il est de 80 et N doit donc être ajouté. Pour cette raison, il est également important d’appliquer une couche de fumier de temps en temps lors de la constitution d’un tas de compost, de sorte que le rapport C/N tombe en dessous de 30. Sans fumier, la croissance bactérienne est insuffisante et la matière organique se décompose (trop) lentement.

Le sol doit être suffisamment humide; s’il est trop sec, la digestion de la matière organique ralentit.
Le sol ne doit pas être trop acide. C’est pourquoi une couche de chaux est appliquée sur un tas de compost entre les deux.

L’utilité de la matière organique

La matière organique est le terreau des vers de terre et des micro-organismes qui contribuent à la fertilité du sol.
L’humification libère de nombreux nutriments: azote, phosphore, potassium et oligo-éléments. Un engrais organique fournit presque tous les nutriments pour la plante. Les maladies fongiques affectent l’herbe ou les cultures. En principe, la culture biologique ne fonctionne qu’avec des engrais organiques.

L’humus peut bien retenir l’eau et les nutriments; il a une bonne capacité de sorption. Le limon et l’argile peuvent le faire aussi; le sable ne le fait pas. Un sol sableux doit donc recevoir beaucoup de fertilisation organique.
L’humus améliore la structure du sol. Dans un sol sablonneux, l’humus colle les grains de sable ensemble en miettes qui retiennent ainsi mieux l’eau et les nutriments et limitent les pertes. Dans un sol argileux, les particules d’argile et d’humus collent ensemble. Cela donne une bonne capacité de sorption, rendant le sol argileux plus aéré. L’humus fonctionne ici plutôt comme une sécrétion.
En raison de la couleur foncée, l’humus assure un réchauffement plus précoce et meilleur du sol.

En résumé : pour être fertile, un sol doit contenir 2 à 4% d’humus. Dans un sol léger, cela peut être plus; un sol lourd a plutôt besoin de moins d’humus.

3. Les particules vivantes

Un sol sain regorge de vie: de plus gros animaux du sol tels que des taupes, des vers de terre, des insectes, des acariens et des micro-organismes qui ne peuvent être vus à l’œil nu. Ces derniers constituent la plus grande partie de la biomasse. Ils décomposent la matière organique, assurent la conservation et la formation du sol et fournissent une nutrition aux plantes. Le poids des organismes vivants dans la couche supérieure (jusqu’à 20 cm de profondeur) est estimé à 25.000 kg par ha. Alors que ce 1 ha de sol pèse environ 3 millions de kg. Un organisme est considéré comme utile s’il favorise la culture et nuisible s’il constitue une menace pour elle. Dans la plupart des cas, une abondance de l’un ou l’autre organisme indique un déséquilibre dans le sol.

Les animaux de grande taille:

La taupe: si elle montre son meilleur côté, elle mange des organismes nuisibles tels que les escargots, les larves, les taupins et ses fouilles illuminent le sol. Si elle est un peu trop diligent, elle jette des plantes, mange également des animaux utiles tels que des vers de terre et des coléoptères et les taupinières endommagent la pelouse.
Le ver de terre, soit environ 4 tonnes par ha, fournit un sol plus ventilé et drainé et donc un meilleur enracinement des plantes en profondeur. Il consomme de la terre et de la matière organique et ce qu’il excrète peut être humifié par les bactéries. Dans certains cas, des vers de terre sont ajoutés aux tas de compost pour cette raison.
Dans le cas des insectes, il y a les insectes utiles et nuisibles. Le premier comprend les carabes et les bousiers, les coléoptères et les collemboles. Ce sont de très petits insectes qui aident à convertir la matière organique en humus. Parmi les insectes nuisibles, nous pensons aux larves, aux vers de terre, aux mues (larves du moustique à longues pattes), aux taupins (larve du kniptor), etc.
Les acariens sont de petites créatures arachnides entre 0,1 et 2 mm. Dans un sol forestier normal, il existe environ 400 espèces. Il y a des acariens qui convertissent la matière organique en humus; d’autres se nourrissent de bactéries, de champignons et d’autres acariens.

Les micro-organismes :

Les bactéries, dont il y a environ 10 tonnes / ha, peuvent être divisées en bactéries utiles et nocives.
Les plus utiles sont toujours des bactéries aérobies, elles ont donc besoin d’oxygène pour vivre et ne peuvent pas prospérer dans un sol acide. On distingue :
les bactéries humifiantes qui convertissent la matière organique en humus.
la nitrification des bactéries qui transforment la poussière ammoniacale en azote nitrique.
les bactéries nodulaires racinaires qui vivent en symbiose avec les racines des légumineuses telles que le trèfle, les haricots, les pois,… elles absorbent l’azote de l’air du sol et le convertissent en azote organique qu’elles transmettent à la plante en échange de sucres.
les bactéries libres qui capturent également l’azote de l’air.

Les bactéries nocives sont généralement des bactéries anaérobies ou qui fuient l’air. Elles préfèrent vivre dans un sol avec peu d’oxygène, donc dans un sol humide ou fermé. Il y a:

les bactéries anaérobies qui transforment la matière organique en humus acide et nauséabond.
les bactéries dénitrifiantes qui transforment les nitrates en azote gazeux (NO3 >N2).

Celles-ci sont nocives parce que l’azote est perdu pour la plante. La vie des micro-organismes dans le sol peut être améliorée par un apport suffisant de matière organique comme source de nutrition. En outre, le chaulage peut aider à rendre un sol acide et comportant trop de champignons plus basique. Le sol doit être suffisamment décompacté et pas trop sec et contenir suffisamment d’air. Les substances étrangères telles que les pesticides et les métaux lourds doivent être évitées.

Il y a en moyenne 10 tonnes de champignons du sol par hectare et la plupart sont nocifs. Les maladies fongiques affectent l’herbe ou les cultures. Si le sol est trop acide, les champignons décomposeront la matière organique.
Les algues (vertes) dérangent, par exemple, dans les pots de fleurs trop humides ou les plateaux de graines. Le plus souvent, les problèmes avec les champignons du sol et les algues indiquent une perturbation de la vie du sol: les acariens arrêtent la croissance bactérienne et fongique excessive. Les bactéries font de même pour les champignons, les acariens et les nématodes. Dans un bon sol, il y a un équilibre sain.
Les nématodes sont de petits vers ronds. Certains sont très nocifs, comme le nématode à kystes de la pomme de terre en agriculture. C’est la cause de la fatigue du sol qui se produit en mettant la même culture au même endroit après année. Une inhibition locale de la croissance se produit parce que ces nématodes sucent les racines de la plante. Cela peut être résolu par la désinfection des sols, la variété des cultures dans la mesure du possible et la culture de variétés résistantes.