Qu'est - ce que le sol exactement?

Le sol est bien plus qu'une simple saleté. Il est un système dynamique et vivant composé de particules minérales, de matière organique, d'eau, d'air et d'une vaste communauté d'organismes. Ce mélange complexe forme la couche externe de la croûte terrestre et sert de principal milieu de croissance végétale. Le sol joue également un rôle critique dans la filtration de l'eau, le cycle des nutriments et le stockage du carbone. L'étude scientifique du sol, connue sous le nom de pédologie, examine sa formation (pédogenèse), sa classification et sa distribution dans les paysages.

Principaux types de sols: Caractéristiques et identification

Au-delà de la texture, d'autres propriétés telles que la teneur en matière organique, le pH, le drainage et la couleur distinguent davantage les types de sol. La classification la plus courante pour les fins agricoles et techniques regroupe les sols en six catégories primaires. Chacune a des forces et des limites uniques.

Sol argileux

Les particules d'argile sont constituées des plus fines particules minérales, de moins de 0,002 mm de diamètre. Elles sont en forme de plaque et se collent étroitement, ce qui donne à la terre argileuse sa collance caractéristique en cas d'humidité et de dureté au sec. L'argile a une capacité de rétention d'eau extrêmement élevée, mais cela signifie aussi qu'elle s'écoule très lentement. Les petits pores limitent le mouvement de l'air, ce qui rend les sols argileux sujets à l'engorgement. Cependant, les particules d'argile portent une charge négative qui attire et retient des nutriments chargés positivement (cations) comme le potassium, le calcium et le magnésium, ce qui rend l'argile naturellement fertile.

Sol sableux

Les grands espaces interstitiaux entre les grains de sable permettent un drainage rapide, ce qui entraîne une faible rétention d'eau. Les sols sableux se réchauffent rapidement au printemps, ce qui les rend propices à la plantation précoce, mais ils perdent aussi rapidement de l'humidité et des nutriments. Ils sont souvent acides et nécessitent une irrigation et une fertilisation fréquentes pour soutenir les cultures. Les sols géologiques et sablonneux proviennent de l'altération physique de roches riches en quartz, comme le grès et le granit. Ils sont fréquents dans les régions arides et semi-arides, les zones côtières et les zones où les eaux sont lavées.

Sols ensilés

Les sols siltueux offrent un meilleur drainage que l'argile, mais une meilleure fertilité que le sable. Ils sont généralement fertiles et faciles à travailler, bien qu'ils puissent se compacter facilement. Les sols siltueux sont souvent trouvés dans les vallées fluviales, les plaines inondables et les dépôts de loess (limon à vent). Leur origine géologique est généralement l'action de broyage des glaciers (farine glaciaire) ou l'altération des roches comme le schiste et le limon. Les sols siltueux, comme ceux du Midwest américain et des régions de Chine, sont parmi les sols agricoles les plus productifs au monde en raison de leur composition riche en limon et de leur bon drainage.

Sol loameux

Le limon est un mélange de sable, de limon et d'argile, qui se compose généralement d'environ 40 % de sable, 40 % de limon et 20 % d'argile. Cette combinaison idéale donne aux limon les meilleures propriétés de chaque composant : un bon drainage et une bonne aération du sable, l'humidité et la rétention des nutriments du limon et de l'argile, et la possibilité de travailler. Le limon est sombre, émietté et riche en matière organique. Il est considéré comme la norme d'or pour le jardinage et l'agriculture.

Sols de tourbe

Les tourbières et les tourbières s'accumulent pendant des milliers d'années dans des climats frais et humides comme ceux du nord de l'Europe, du Canada et de certaines parties de l'Asie du Sud-Est. La tourbe géologique est le stade précoce de la formation du charbon. Bien que les tourbières naturelles soient des puits de carbone importants et des écosystèmes uniques, la tourbière horticole est récoltée pour des modifications du sol. Cependant, en raison de préoccupations environnementales, de nombreux jardiniers utilisent maintenant des solutions de rechange comme le coir de coco. Les tourbières sont peu riches en nutriments végétaux disponibles à leur état naturel, mais peuvent être très productives après limage et fertilisation.

Sol saline

Les sols salins contiennent de fortes concentrations de sels solubles, comme le chlorure de sodium, le sulfate de calcium et le chlorure de magnésium. Ces sels réduisent la capacité des plantes à absorber l'eau, causant ainsi une sécheresse physiologique. Les sols salins se forment souvent dans des régions arides et semi-arides où l'évaporation dépasse les précipitations, laissant les sels derrière eux. Ils peuvent également résulter d'une irrigation avec de l'eau salée ou un mauvais drainage qui permet aux eaux souterraines de s'élever et d'évaporer. La conductivité électrique des extraits saturés des sols salins dépasse 4 dS/m. Les matériaux d'origine saline sont, d'un point de vue géologique, les sédiments marins, les schistes riches en sel et les dépôts d'évaporite.

Les origines géologiques du sol : comment le matériel parent devient le sol

Le processus de transition de la roche solide au sol vivant est lent et multiforme, qui est le résultat de l'altération, de l'activité biologique et de l'accumulation de matières organiques.Le matériau -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Météorisation : la fondation de la formation du sol

L'altération est la dégradation des roches et des minéraux à la surface de la Terre ou à proximité. Elle se produit sous trois formes principales : physique, chimique et biologique.

  • Les conditions météorologiques physiques brisent les roches en petits fragments sans changer leur composition minérale.Les principaux processus comprennent les cycles de gel-dégel (soudage de gel), l'expansion et la contraction thermiques, l'abrasion par le vent et l'eau, et la croissance des racines végétales.
  • L'altération chimique modifie la structure minérale par des réactions avec l'eau, l'oxygène, le dioxyde de carbone et les acides organiques.Les processus les plus importants sont la dissolution (p. ex., de calcite), l'hydrolyse (dégradation des silicates), l'oxydation (p. ex., la rouille des minéraux de fer) et la carbonation.
  • Les conditions météorologiques biologiques [ impliquent des organismes vivants — lichens sécrétant des acides, racines se couchant dans des fissures, animaux ensevelis mélangeant des matériaux — qui améliorent la dégradation physique et chimique.

L'intensité du temps[ et la résistance de la roche mère déterminent le taux de formation du sol. Par exemple, le quartzite est très lentement soumis à des conditions météorologiques, produisant des sols minces et sablonneux, tandis que le calcaire est rapidement soumis à des conditions météorologiques par dissolution, laissant souvent des résidus riches en argile (terra rossa).

Types de matériel parent et leurs sols dérivés

Les matériaux parentaux sont classés par origine et mode de transport. Voici les principaux types:

  • Matériel parent résiduel: Formé en place à partir de la roche sous-jacente. Le profil du sol se fusionne progressivement en roche usée puis en roche solide.Ces sols reflètent la composition de la roche sous-jacente.
  • Dépôts alluviaux : Transportés par les rivières et les cours d'eau. Les sols alluviaux sont souvent stratifiés, bien triés et fertiles, trouvés dans les plaines inondables et les deltas. Ils varient des graviers grossiers près des eaux de tête aux limons fins et argiles en aval.
  • Les dépôts glaciaires: Les matériaux déplacés et déposés par les glaciers. Le till glaciaire[ est un mélange non trié d'argile aux blocs (plaines de labour et moraines). Le lavage glaciaire est un mélange de sable et de gravier trié par l'eau (plaines de labour).
  • Dépôts oléiens[ : Transporté par le vent. Loess[ est une limon émaillé par le vent (généralement à partir de laque glaciaire ou de marges désertiques) qui forme des sols profonds, uniformes et fertiles. Les dunes produisent des sols sablonneux excessivement drainés et peu fertiles.
  • Dépôts marins et lacustres: Sédiments déposés dans les mers ou lacs anciens. Ils ont souvent une teneur élevée en argile et peuvent contenir des sels ou des coquilles, ce qui entraîne des problèmes uniques de chimie et de drainage du sol.
  • Dépôts colluviaux : Les matériaux se déplacent en descente par gravité. Ces sols sont souvent peu profonds, pierreux et mélangés, à la base des pentes (protons colluviaux).

Profil des sols : développement d'horizons

Comme formes de sol, des couches distinctes appelées horizons se développent en raison du mouvement vertical de l'eau, de la matière organique et des minéraux. Un profil de sol minéral typique se compose de cinq horizons principaux (O, A, E, B, C, R), bien que tous ne soient pas présents dans un sol donné.

  • O horizon: Couche de surface de litière organique (feuilles, brindilles) à divers stades de décomposition.
  • Un horizon: La couche supérieure — foncée, riche en matière organique (humus) et en activité biologique. C'est la couche la plus fertile et la zone de croissance profonde des racines.
  • E horizon: Couche d'élucidation — zone de couleur claire où les minéraux (argile, fer) ont été lixiviés vers le bas. Commune dans les sols sableux ou acides sous les forêts.
  • Ohorizon B: Sous-sol — zone d'accumulation (illustration) où se déposent l'argile, les oxydes de fer, le carbonate de calcium ou d'autres matériaux du haut. Souvent plus riche en argile et de couleur vive (rougeâtre ou brune).
  • C horizon: Matériel parent aux conditions météorologiques — roche ou sédiments partiellement altérés sous le sol vivant.
  • Oural R: Un substrat solide sous-jacent à tous les horizons.

L'épaisseur et le caractère de chaque horizon varient selon le climat, la végétation, le temps et le matériau parent. Par exemple, dans les régions arides, l'horizon B peut accumuler du carbonate de calcium (caliche) plutôt que de l'argile.

Facteurs de formation du sol (CLORPT)

Les scientifiques des sols utilisent un cadre conceptuel appelé CLORPT (acronyme inventé par Hans Jenny) pour décrire les cinq facteurs clés qui contrôlent la formation des sols :

  • Climat (C): La température et les précipitations influencent les taux d'altération, de décomposition de la matière organique et de lessivage.Les climats humides et chauds produisent des sols profonds et très soumis aux intempéries (p. ex., les oxisols dans les tropiques).
  • Organismes (O)[: Les plantes, les animaux, les microorganismes et les humains affectent le sol par la production de litière, l'activité racinaire, les terriers et la gestion des terres.
  • Relief (R)[: La topographie régule le drainage, l'érosion et l'exposition au soleil. Les pentes profondes ont des sols minces en raison de l'érosion; les basses terres plates accumulent des sols épais avec de la matière organique élevée.
  • Matériel parent (P): La composition chimique et physique du matériau de départ influence la texture, la minéralogie et la fertilité (voir ci-dessus).
  • Time (T): Les sols se développent au cours des siècles jusqu'à des millénaires. Les sols jeunes (p. ex., sur les récents écoulements de lave) sont peu profonds et faiblement horizons. Les sols anciens (sur des paysages stables) sont profonds, fortement altérés et souvent appauvris en éléments nutritifs.

Ces facteurs interagissent de manière complexe, produisant l'incroyable diversité des sols à travers la planète.

Systèmes de classification des sols

Deux systèmes de classification majeurs sont utilisés à l'échelle mondiale pour organiser les sols en fonction de leurs propriétés et de leur genèse.

USDA Taxonomie des sols

Le système du Département de l'agriculture des États-Unis (développé dans les années 60) classe les sols en 12 ordres au plus haut niveau, en fonction de la présence ou de l'absence d'horizons diagnostiques spécifiques, de régimes d'humidité et d'autres caractéristiques.

  • Alfisols: Modérément soumis à des conditions météorologiques, avec un sous-sol enrichi en argile (horizon argolique).
  • Andisols: Formé à partir de cendres volcaniques. Haute matière organique, capacité de fixer le phosphore, et bonne structure.
  • Aridisols: Sols des déserts. La matière organique est faible, elle a souvent des horizons calciques ou saliques.
  • Entisols: Des sols jeunes avec un faible développement de l'horizon, trouvés sur des plaines inondables récentes, des dunes ou des pentes raides.
  • Gélisols: Sols de climats froids avec pergélisol à moins de 2 mètres de la surface.
  • Historos : Sols organiques (pois et macabre) formés dans les milieux humides.
  • Inceptisols: Sols faiblement développés, plus développés que les Entisols mais encore jeunes. Communs dans les montagnes et les régions glaciées.
  • Mollisols: Sols de prairies aux horizons A épais, sombres et riches en éléments nutritifs (chernozem).
  • Oxisols: Sols très usés et très lixiviés des tropiques. Faible fertilité mais de bonnes propriétés physiques. Riche en oxydes de fer et d'aluminium.
  • Spodos: Sols acides et sableux avec un horizon E distinct et un horizon B riches en matière organique et en fer (commun sous les forêts de conifères).
  • Ultisols: Sols acides et argileux, humides et tempérés, peu saturés.
  • Vertisols: Des sols riches en argile qui se rétrécissent et gonflent de façon spectaculaire avec des changements d'humidité, formant des fissures profondes.

Chaque commande se subdivise en sous-ordres, grands groupes, sous-groupes, familles et séries, fournissant une classification détaillée pour l'aménagement du territoire.

Base de référence mondiale (CMR)

Le système international, utilisé par l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) et l'IUSS, compte 32 groupes de sols de référence, tels que Chernozems, Ferrals et Podzols. Il met l'accent sur les processus de formation des sols et est largement utilisé dans la cartographie mondiale des sols.

Incidences pratiques des types de sol et de leurs origines

Comprendre les origines géologiques du sol influence directement les pratiques du monde réel :

  • Agriculture: Les agriculteurs choisissent des cultures en fonction de la texture du sol et de la fertilité. Par exemple, les sols sableux conviennent aux légumes-racines (carottes, pommes de terre) qui ont besoin de terre molle, tandis que les sols argileux sont meilleurs pour les rizières où la rétention d'eau est nécessaire.
  • Construction et ingénierie[: La capacité portante du sol, le potentiel de puits rétractables (Vertisols) et la corrosivité sont essentiels pour les fondations, les routes et les pipelines.
  • Gestion de l'environnement: Le type de sol affecte la recharge des eaux souterraines, le lessivage des éléments nutritifs et le transport des contaminants.Les sols sur le sable perméable ou le gravier dans les zones karstiques (limestes) sont vulnérables à la pollution; les sols argileux servent de liners naturels pour les décharges.
  • Séquestration du carbone[: Les sols organiques (Historos) et les Mollisols bien gérés stockent de grandes quantités de carbone. Les pratiques agricoles comme l'absence de labour et la culture de couverture peuvent améliorer le stockage du carbone du sol et atténuer les changements climatiques.
  • Conservation et contrôle de l'érosion[: Les pentes profondes avec des sols minces et loameux nécessitent une végétation en terre ou permanente.L'érosion éolienne est un problème majeur sur les sols sableux et ensilés (p. ex., plaines loess) pendant les périodes sèches.

Conclusion

Le sol n'est pas une couverture uniforme mais un corps naturel remarquable et diversifié, façonné par son patrimoine géologique. Des sables grossiers du granit ancien à la riche loess des plaines glaciaires, chaque type de sol porte la signature de son matériau de base, du climat qu'il a traversé et des organismes vivants qui ont construit sa structure. Reconnaître les différences entre l'argile, le sable, le limon, le limon, la tourbe et le sol salin — et comprendre les processus d'altération, de transport et de développement de l'horizon — permet aux agriculteurs, aux ingénieurs, aux spécialistes de l'environnement et aux gestionnaires de terres d'utiliser les ressources du sol de manière durable.

Pour de plus amples informations sur la classification des sols et les bases de données mondiales sur les cartes des sols, veuillez consulter les ressources du USDA Natural Resources Conservation Service (NRCS), du FAO World Reference Base for Soil Resources et du Soil Science Society of America's education portail.