Perméabilité des sols
La perméabilité d'un sol correspond à sa capacité à laisser passer l'eau vers les couches inférieures. Elle se mesure par la vitesse de percolation, exprimée en cm/h, qui indique la vitesse d'infiltration de l'eau sous l'effet de la gravité.
1. Perméabilité selon le type de sol
| Type de sol | Perméabilité (cm/h) |
|---|---|
| Sols sableux | 5 à 10 |
| Sols limoneux, argileux en profondeur | Horizon A (mull grumeleux) : 50<br>Horizon A (moder massif) : 2<br>Horizon B colmaté par argile : 0,5 à 1 |
2. Facteurs influençant la perméabilité
- La texture (taille des particules) et surtout la structure (organisation des éléments) du sol déterminent la perméabilité.
- Un sol est plus perméable lorsque ses éléments sont arrondis et de taille homogène (grains de sable ou agrégats).
- Un sol est moins perméable lorsque ses éléments sont de taille différente et imbriqués, formant une structure compacte.
3. Types de sols perméables
- Sols à texture grossière (sables, graviers peu enrobés de colloïdes) : sols filtrants.
- Sols à texture fine mais à structure fragmentaire, surtout grumeleuse.
- Sols humifères après une période d'amélioration.
À retenir : La perméabilité dépend principalement de la structure du sol, plus que de la texture seule.
Pouvoir adsorbant et complexe argilo-humique
1. Pouvoir adsorbant
Le pouvoir adsorbant d’un sol correspond à la capacité du complexe argilo-humique (CAH) à retenir énergétiquement certains éléments à sa surface, empêchant ainsi leur lessivage par les eaux de filtration. C’est un facteur clé pour la rétention des éléments minéraux et des engrais dans le sol.
2. Complexe argilo-humique (CAH)
- Le CAH porte des charges électriques négatives.
- Il attire et fixe des ions positifs (cations) tels que , , , présents dans la solution du sol.
- Ces cations sont fixés de manière réversible, permettant des échanges entre ions positifs.
3. Capacité d’échange cationique (CEC)
- La capacité d’échange cationique est le nombre de places disponibles sur le CAH pour fixer les cations.
- Elle varie selon la nature du sol : plus le CAH est riche en argile et en humus, plus la CEC est élevée.
- La CEC détermine la capacité du sol à retenir les éléments nutritifs et donc sa fertilité.
À retenir : Le pouvoir adsorbant du sol, assuré par le complexe argilo-humique, est essentiel pour retenir les cations nutritifs et limiter leur lessivage, influençant directement la fertilité du sol.
Salinité et conductivité
1. Salinité et conductivité
Les sols contiennent des sels minéraux dissous sous forme d'ions dans la solution du sol. Ces ions sont essentiels pour la nutrition des plantes.
- La concentration en ions détermine la salinité du sol.
- Une salinité trop faible entraîne un manque d’éléments nutritifs pour la plante.
- Une salinité trop élevée peut provoquer un stress osmotique, limitant l’absorption d’eau par les racines.
a) Conductivité électrique (CE)
- La conductivité électrique mesure la capacité de la solution du sol à conduire le courant électrique, liée à la concentration totale des ions dissous.
- Elle est exprimée en mS/cm (millisiemens par centimètre).
- Plus la concentration ionique est élevée, plus la conductivité est grande.
| Paramètre | Rôle / Effet |
|---|---|
| Salinité | Concentration totale en ions dissous |
| Conductivité électrique | Indicateur indirect de la salinité du sol |
| Ions cations (ex : Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺) | Nutriments essentiels pour la plante |
| Ions anions (ex : NO₃⁻, Cl⁻, HPO₄²⁻) | Peu ou pas fixés par le complexe argilo-humique |
b) Impact sur la plante
- La plante puise les éléments fertilisants dans la solution du sol.
- Le complexe argilo-humique (CAH) agit comme un réservoir d’ions, libérant ou fixant les ions pour maintenir un équilibre.
- Les ions négatifs (NO₃⁻, Cl⁻) sont peu retenus par le CAH, ce qui peut entraîner leur lessivage et la pollution des eaux.
- Certains anions comme les phosphates (HPO₄²⁻) sont retenus par des cations (Ca²⁺), limitant leur lessivage.
La conductivité électrique est un indicateur clé pour évaluer la salinité du sol et son impact sur la disponibilité des éléments nutritifs pour les plantes.
pH du sol
Le pH mesure l'acidité ou la basicité d'un sol, liée à la concentration en ions H⁺ libres. Il varie généralement entre 3 et 9 dans les sols, sur une échelle de 0 à 14.
1. Rôle des ions dans le pH du sol
| Ion dominant | Effet sur le sol | Caractéristique du sol |
|---|---|---|
| H⁺ | Acidifie le sol | Sol acide |
| Ca²⁺ (et Mg²⁺) | Neutralise l'acidité | Sol neutre |
| Ca²⁺ en abondance | Rend le sol basique | Sol basique |
2. Influence du pH sur les propriétés du sol
- Un sol acide réduit le pouvoir adsorbant et la capacité d'assimilation des éléments nutritifs.
- L'activité des micro-organismes est optimale lorsque le pH est proche de la neutralité.
- Les cultures ont des exigences spécifiques en pH pour un développement optimal.
Le pH du sol est un indicateur clé de sa qualité, influençant la disponibilité des éléments nutritifs et la vie microbienne.
Température du sol
1. Influence de la température du sol
- Croissance des plantes : s'accélère lorsque le sol est chaud.
- Sols froids : souvent humides, avec une mauvaise structure.
- Sols chauds : généralement perméables, donc plus rapidement ressuyés.
2. Effets biologiques de la température
| Température du sol (°C) | Activité biologique et minéralisation |
|---|---|
| < 4-5 | Vie biologique très faible |
| ≈ 12 | Début de la minéralisation |
| > 12 | Activité biologique et minéralisation active |
La température du sol conditionne l'intensité de l'activité biologique, essentielle à la fertilité.
Fertilité des sols
La fertilité des sols correspond à la capacité d’un sol à soutenir la croissance des plantes. Elle dépend de trois fertilités complémentaires :
| Fertilité | Description principale | Facteurs clés |
|---|---|---|
| Physique | Structure et propriétés mécaniques du sol | Perméabilité, porosité, texture |
| Chimique | Nutrition minérale et conditions chimiques du sol | pH, salinité, complexe argilo-humique (CAH) |
| Biologique | Activité des micro-organismes et matière organique | Micro-organismes, matière organique |
1. Fertilité physique
- Structure du sol : influence la circulation de l’eau et de l’air, essentielle à la vie racinaire.
- Porosité : créée et stabilisée par la matière organique et l’activité microbienne.
- Perméabilité : conditionne l’infiltration et le drainage de l’eau.
2. Fertilité chimique
- Dépend du pH du sol, qui influence la disponibilité des éléments nutritifs.
- La salinité peut limiter la croissance des plantes.
- Le complexe argilo-humique (CAH) retient les ions nutritifs et les libère aux plantes.
3. Fertilité biologique
- La matière organique stabilise la structure du sol et favorise la porosité.
- Les micro-organismes décomposent la matière organique, libérant des nutriments assimilables par les plantes.
La fertilité des sols est la combinaison des fertilités physique, chimique et biologique, qui détermine la biodisponibilité des éléments nutritifs.
4. Importance des apports
- Les apports de produits organiques ou d’engrais minéraux complètent la fertilité naturelle du sol.
- Une fertilisation adaptée optimise rendement et qualité des récoltes.
- Une fertilisation excessive ou inadaptée peut être nuisible économiquement et écologiquement.
5. Influence sur les écosystèmes
- La structure physique, le pH et la composition minérale des sols limitent la distribution des végétaux et des animaux herbivores.
- Ces facteurs contribuent à la parcellisation des biomes terrestres.
La maîtrise des horizons du sol et la compréhension de la texture (exercice du triangle de texture) sont essentielles pour évaluer la fertilité et la perméabilité des sols.