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Le sols se forme suite à l’érosion progressive de la roche mère, aussi appelé matériau parental. Cette érosion se fait de manière mécanique et chimique grâce au vent et à l’eau. Par la suite, la roche est colonisée par les végétaux pionniers qui continueront à transformer la roche. Leur implantation va permettre l’apport de matières organiques et de microorganismes qui vont accélérer le processus d’altération de la roche. Avec le temps, des centaines voire des milliers d’années, la végétation et la faune se développeront de plus en plus et le sol tel qu’on l’entend se formera.
Un sol est composé de plusieurs couches, que l’on appelle des « horizons ». Au plus proche de la surface, il y a la litière qui est la matière organique fraîche constituée de feuilles mortes, de débris végétaux, de cadavres d’animaux, de bois mort etc. En dessous se trouve l’humus, terre noire issue de la transformation de la matière organique libre en matière organique liée à la matière minérale, réalisée par les organismes du sol. Encore plus profond on découvrira les différents horizons d’accumulation et enfin l’horizon d’altération de la roche mère.
La fraction minérale d’un sol est composée d’un mélange de sables, de limons et d’argiles en proportions variables, définis par la taille des particules. Selon le pourcentage de chaque particule, on pourra déterminer une classe de texture de la terre fine. La texture du sol dépend alors de la taille et du type des particules qui le composent. Un sol peut être limoneux, argileux, sableux. Pour le déterminer on utilisera le triangle de texture du sol.
La structure du sol est le mode d’organisation de ces différentes particules (sables, limons, argiles) qui forment entre elles des agrégats. Ils sont liés entre eux par les constituants de l’argile, de la matière organique et les exsudats racinaires. On caractérise alors ces agrégats selon leur taille, leur forme, leur porosité et la résistance de leur liaison. La structure du sol a un impact sur la circulation de l’air et de l’eau à travers le sol, l’aération de celui-ci, la capacité des racines à pénétrer à travers les horizons ou encore la capacité du sol de résister à l’érosion.
Les matières organiques (MO) des sols font référence à ce que l’on trouve dans la couche superficielle du sol (0-30 cm) et représentent environ 1 à 10% de la masse des sols. Elles regroupent l’ensemble des constituants organiques morts ou vivants, d’origine animale, végétale ou microbienne présents dans le sol. La teneur en matière organique d’un sol est un bon indicateur de sa fertilité.
3 facteurs sont à prendre en compte pour caractériser et décrire un sol : physique (porosité, granulométrie) ; chimie (carbone, azote) ; Vie (matière organique vivante et morte, champignons, bactéries)
La physique du sol, c’est à la fois sa texture (= granulométrie ou pourcentage en argiles, limons et sables), sa structure (y a-t-il des agrégats ?, quel est l’aspect des mottes de terre lorsqu’on les sépare ?), sa capacité à laisser s’infiltrer l’eau, sa compacité et sa porosité (le volume d’air contenu dans le sol).
La chimie du sol, c’est sa composition en éléments chimiques (Carbone, Azote, Calcium, Magnésium , Potassium, Sodium, Aluminium, Hydrogène), mais c’est aussi son acidité ou sa basicité (son potentiel Hydrogène, pH) et sa capacité à fixer et échanger des ions (Capacité d’Echange Cationique, CEC) donc à participer à la bonne nutrition des plantes via leurs racines.
La biologie du sol, c’est à la fois le nombre d’êtres vivants présents dans le sol, leur diversité et les liens qui les unissent. En somme la biologie du sol étudie le vaste écosystème sol qui existe sous nos pieds ! En pratique, on évalue la diversité des organismes du sol en utilisant des pièges ou des prélèvements d’ADN et on estime le nombre de microorganismes dans le sol par calcul de la biomasse microbienne.
Les sols argileux sont des sols composés à plus de 40% d’argile, c’est à dire de particules fines (< 2 micromètres). Ce type de sol contient de nombreux éléments fertilisants, a souvent une forte capacité d’échange cationique et surtout présente des profils très humides en retenant l’eau. Un sol argileux aura cependant un certain nombre de points négatifs avec l’exemple des retraits gonflements d’argile (sous l’effet de la sécheresse) et par une structure lourde, difficile à travailler pour les agriculteurs .
Les sols calcaires sont ceux contenant de 10 à 30 % de carbonate de calcium. Ils sont présents sous quasiment tous les climats. Ils sont également très perméables et deviennent donc rapidement secs. Ils présentent souvent une forte pierrosité avec de nombreux cailloux qui peuvent remonter à la surface lorsque le travail du sol en agriculture est fréquent et important.
Un sol est considéré comme humifère à partir de 8% d’humus dans sa composition. L’humus est le résultat de la décomposition de matières organiques . Ce type de sol stocke ainsi beaucoup de carbone, ce qui est en fait un allié de la lutte contre le changement climatique. Ces sols présentent une couleur brune très sombre à noire, assez caractéristique. Ils sont également très souvent présents dans les milieux à forte composante naturelle (en forêt par exemple). Avis aux jardiniers, un sol humifère est très fertile car l’activité microbienne y est intense.
Le sol limoneux est un sol construit par l’apport d’ alluvions, de limons éoliens ou de colluvions . On considère qu’entrent dans sa composition à minima 35 % de limons et au maximum 10 % d’argiles. Ce sol est intermédiaire entre les sols argileux ou sableux. Considéré comme le sol le plus fertile, il est néanmoins très sujet au tassement et à la battance (formation d’une croûte qui ne laisse passer ni l’eau ni l’air dans le sol).
Les sols sableux sont composés à plus de 60% de sables, très secs ils ne retiennent que très peu l’eau. Ils sont caractérisés par un touché friable, rugueux et inconsistant avec un couvert végétal ayant du mal à se développer ou alors uniquement de manière éparse. De fait, ils seront très sujets à l’érosion éolienne par exemple.
Les pédologues utilisent classification plus complète, par famille de sols, présentée ci-dessous avec les distributions moyennes à l’échelle de la France métropolitaine.
Dans les sols, les plus nombreux sont également les plus petits. Découvrons les : du microbes aux racines du séquoia.
Nous n’imaginons pas les nombreuses symbioses qui sont à l’œuvre sous nos pieds !
Pour donner un ordre de grandeur, on trouve près de 1 milliard d’individus dans 1 seul gramme de sol. En compagnie de leurs compères les champignons, elles sont considérées comme les ingénieures du sol en participant au cycle de l’azote ou à la dégradation des produits polluants.
Les champignons sont les garants de la mychorisation de la plupart des végétaux et de la structuration du sol à l’aide de leurs hyphes, de très longs filaments pouvant atteindre plusieurs mètres. Ils sont également d’importants moteurs de la dégradation de la matière organique. Un seul champignon peut couvrir la surface d’un terrain de football ! Nombre d’entre eux sont symbiotiques des végétaux avec lesquels ils ont d’intenses échanges de nutriments et de matières minérales.
Par microfaune, on désigne les individus de moins de 0,2 mm, nécessitant un microscope pour être observés. De nombreuses espèces la composent … Elle vit en grande majorité dans la fine pellicule d’eau contenue dans ou en surface du sol.
La mésofaune, entre 0,2 et 2 mm, peut commencer à être vue à l’œil nu ou à l’aide d’une loupe. Ses principaux représentants sont les collemboles, les tardigrades ou les acariens. Elle se retrouve principalement dans la litière et les pores de l’horizon de surface du sol et se nourrit de la microfaune (prédateurs) ou de matières organiques (décomposeurs).
La macrofaune est la plus connue par le grand public, elle regroupe l’ensemble des invertébrés de plus de 2 mm, avec notamment la star des sols, les vers de terres! Les membres de cette classe jouent un rôle majeur dans la structure du sol en creusant des galeries nécessaires à la bonne respiration du sol et à l’écoulement de l’eau. Elle compte aussi de nombreux prédateurs (carabes, araignées…) et décomposeurs (cloportes, blattes…), mais aussi des phytophages se nourrissant de racines ou de graines.
Les plantes dépendent fortement du sol pour se développer tout au long de leur vie. Elles vont cependant jouer un rôle important de symbiose avec les bactéries du sol en les hébergeant dans leurs racines ou avec d’autres végétaux ou insectes. Par ailleurs, les plantes sont dépendantes des qualités des sols pour se développer. A savoir également que pour certaines plantes la partie racinaire représente près de 30 % de leur masse et jusqu’à 95% pour les zones de prairies !
Le sol urbain est fondamentalement considéré comme un » non-sol » et de mauvaise qualité. Souvent tassé ou pollué, le sol urbain est un anthroposol c’est à dire fortement modifié par l’homme. Les horizons ont disparu suite aux altérations humaines. On parlera même de technosol lorsqu’il est principalement composé de matériaux extérieurs. Aujourd’hui parent pauvre des recherches sur les sols, il peut être un atout important pour réduire les aléas en ville (îlots de chaleur, ruissèlement) par un travail sur sa renaturation ou sa désimperméabilisation.
Les sols agricoles rendent de nombreux autres services mais leur vocation première est l’alimentation humaine. 95 % (en poids) des aliments sont produits grâce aux sols dans le monde. En 2018, les sols agricoles occupaient 52 % du territoire métropolitain,partagés entre 36 % de sols cultivés et 16 % de prairies. Sur les 28,7 millions d’hectares de surface agricole utile, 12 millions sont consacrés à des productions destinées aux exportations. En contrepartie, la France importe pour 9 millions d’hectares de produits. Les menaces qui pèsent sur les sols agricoles : la diminution de leur fertilité, la diminution du nombre d’agriculteurs et l’artificialisation ou l’érosion.
Les sols forestiers jouent un grand rôle dans le cycle du carbone, et donc dans la lutte contre le dérèglement climatique. En effet, les forêts sont le deuxième puit de carbone le plus important après les océans. En France, 30% du territoire est recouvert de forêt. Les sécheresses et incendies à répétitions menacent pourtant 1/3 de la forêt de dépérissement sur les 10 à 20 prochaines années. La prise en compte des sols forestiers offrira une part de résilience supplémentaire. Au delà des risques climatiques ces sols sont exposés à des pratiques d’exploitation forestières très impactantes pour leur maintien en bon état.
Les sols naturels sont par définition les moins impactés par l’activité humaine ou leur exploitation. Néanmoins compte tenu de la présence humaine sur la quasi totalité des surfaces terrestres on considère souvent qu’il n’ y a quasiment plus de sols strictement naturels. Ils recouvrent cependant des espaces divers protégés par des réglementations plus ou moins permissives. L’enjeu sur ces espaces sera de réduire les nuisances et d’assurer un suivi de leur qualité. Quand 80 % des sols sont dégradés en Europe, sanctuariser ces espaces semble être un levier central de lutte contre le changement climatique.
