Sol et durabilité des écosystèmes terrestres

De quoi parle-t-on ? 

Le sol résulte de l’altération des roches par l’action de l’eau, du gaz carbonique et des êtres vivants. Le sol est donc constitué d’éléments minéraux (hérités de la roche originelle ou néoformés dans le sol au cours de la pédogenèse) et d’éléments organiques vivants ou morts. Selon la roche, le climat, la végétation et le temps d’évolution les sols sont extrêmement divers à la surface du globe. La pédologie est la science qui étudie les sols. Elle est différente de la géologie, qui étudie les roches.

Attention ! Où commence le sol ? Le sol est compris entre la roche non altérée et la surface. Une roche en cours d’altération fait donc partie du sol. Le sol constitue une couche mince qui ne dépasse généralement pas 2 mètres de profondeur sous les climats tempérés.
 

Quelles notions essentielles ?

a) Parmi les êtres vivants du sol, certains sont bien visibles (les petits mammifères, les racines des plantes), d’autres sont discrets (la petite faune du sol, les champignons) et la plupart sont invisibles à l’œil nu (micro-organismes). Une cuillère de sol contient plus de micro-organismes qu’il y a d’humains sur la terre !

b) Après leur mort, les êtres vivants du sol et tout ce qui tombe sur le sol (feuilles, branches mortes, animaux morts, etc.) sont déchiquetés et décomposés par les êtres vivants pour former la matière organique du sol (qui représente en général de 1 à 5 % de la masse du sol).

Attention ! Les sols dans lesquels la matière organique s’accumule (les teneurs peuvent dépasser 20 %) sont ceux dans lesquels l’activité des êtres vivants est faible : à cause du froid dans le cas des sols boréaux ou de montagne, à cause d’un pH trop acide dans certains sols de forêts ou à cause d’un excès d’eau (tourbières).

c) De nombreux éléments minéraux (dont le carbone, l’azote, le potassium, le phosphore) sont libérés lors de cette décomposition. Ils sont ensuite réabsorbés par d’autres organismes vivants ou entrainés dans le sol. Le sol est donc un composant majeur du cycle biogéochimique (bio = qui passe par les animaux, géo = qui passe par le sol) des éléments minéraux dans les écosystèmes terrestres.

d) Le passage d’un mélange de terre et de matière organique dans le système digestif de certains animaux, la croissance des racines et l’action des micro-organismes produisent des ciments qui unissent fortement matière minérale et matière organique. Ces associations organo-minérales sont généralement très stables. Elles sont responsables d’une grande part de la stabilité de la structure des sols.

e) Lors de leur décomposition les composés organiques subissent des modifications chimiques considérables. Certaines donnent naissance à des molécules portant des charges électriques. La présence de charges sur les argiles et sur la matière organique fait que les sols fixent, parfois très fortement, certaines molécules (pesticides, engrais, etc.), alors que d’autres (comme le nitrate) ne sont pas fixées par les sols.

f) La présence d’animaux fouisseurs dans les sols (vers de terre, fourmis, termites) contribue au mélange de la matière organique et de la matière minérale et est responsable d’une grande part de la porosité et de l’ameublement du sol.

g) La présence de matière organique stabilise l’architecture du sol (sa structure), permettant son maintien lorsqu’il pleut ou sous la pression du pneu des engins agricoles ou des sabots des animaux.

h) La matière organique crée une porosité très fine qui augmente la capacité du sol à retenir l’eau.
 

Dans la vie quotidienne ?

Un bac à compost a pour objet de permettre une décomposition rapide des déchets organiques et de produire une matière organique riche en éléments minéraux utilisables par les plantes. Un bac à compost est un écosystème en miniature qui comporte une grande diversité d’êtres vivants participant à la dégradation de la matière organique. Il est facile de distinguer les phytophages (ceux qui mangent les feuilles : limaces, escargots, etc.) et les saprophages (ceux qui mangent les matières mortes : vers des terre, cloportes, larves d’insectes, etc.), mais plus difficile de voir la multitude des microorganismes, qui représentent pourtant la plus grande part de la biomasse du sol.
 

Quels prolongements ?

La présence de matière organique dans un sol est un facteur important pour le labour (voir fiche 1 - Le labour et le non labour. Que faire ?) : elle rend le sol moins compact, diminuant ainsi l’effort de traction. Après le labour, la présence de matière organique évite que le sol s’effondre lors des pluies, produisant ruissellement et érosion. A contrario, pour faire des briques ou des murs en pisée il faut utiliser de la terre qui prend en masse : la surface des sols, riche en matière organique, n’est pas utilisée à cette fin.

Les galeries creusées par les animaux fouisseurs sont un facteur qui favorise l’aération du sol et la circulation de l’eau. Mais, dans certains cas, une circulation trop rapide fait que certains éléments peuvent rejoindre les nappes phréatiques alors qu’en l’absence de galeries ils seraient fixés sur le sol. C’est en particulier le cas de certains sols de Bretagne qui reçoivent beaucoup de lisier.

La valorisation des déchets d’origine végétale (déchets verts), animale (fumier, lisier) ou humaine (boues de station d’épuration) par compostage s’accompagne d’un risque de contamination du sol par des bactéries pathogènes. Des normes existent pour rendre ce risque négligeable, mais beaucoup à reste faire pour mieux comprendre le devenir et la virulence des micro-organismes pathogènes dans les sols.

 

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