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Sol

La structure d'un sol

Définition

La structure du sol est l'agencement dans l'espace de des ses constituants. Elle est déterminée par la forme des agrégats - les plus petits éléments indivisibles du sol. Ci-contre, les principales structures des sols .

La structuration naturelle des sols est liée à leur texture. Un sol argileux aura notamment une structure angulaire, avec formation de lamelles. Par contre, une structure grumeleuse (fréquente sous prairie) est plutôt liée à l'activité biologique.

Principaux types de structure fragmentaire, (©Delecourt 1978)[1]

La porosité

La porosité est le volume des "vides" du sol, les pores. C'est par les pores que circulent l'eau et les gaz dans le sol. Ils sont donc importants par leur quantité, mais également par la qualité de leur organisation. Dans l'idéal, il y a autant de "macropores"(dans lesquels circule l'air) que de "micropores"(dans lesquels circule l'eau), l'essentiel étant que toute la porosité forme un réseau continu sans ruptures (semelles[2], compactions, mottes delta[3]...).

Le tassement correspond à une perte de porosité et à une dégradation de ce réseau. C'est un problème récurrent lorsque le trafic sur la parcelle est mal géré et il conduit, s'il est prononcé, à des chutes de rendement.

FondamentalStructure du sol et niveau de tassement

Évaluer la structure de son sol permet de détecter un éventuel problème de compaction. Une structure anguleuse est caractéristique d'un tassement sévère. La porosité est également quasiment nulle au sein d'une structure prismatique. Enfin, une structure lamellaire est due à une mauvaise circulation de l'eau qui ruisselle, menant à un phénomène de stratification.

Une structure grumeleuse est, par contre, optimale !

MéthodeÉvaluer la compacité de son sol 

Le test au couteau :

Il s'agit d'évaluer la compacité du sol en enfonçant un couteau dans le sol, sur la face verticale d'une fosse.

C'est sur sol frais à humide que le test donne l'indication agronomique la plus intéressante (un sol sec étant dur qu'il soit compacté ou non). Quatre modalités sont proposées (reprises également par AFNOR-ISO) :

  • meuble

matériau non cohérent, le couteau pénètre facilement dans l'horizon testé,

  • peu compact

un léger effort est nécessaire pour enfoncer le couteau dans l'horizon testé, il s'enfonce jusqu'à la garde

  • moyennement compact

le couteau ne peut s'enfoncer jusqu'à la garde qu'avec difficulté,

  • compact

le couteau ne pénètre qu'incomplètement, même sous un effort important

  • très compact

il n'est pas possible d'enfoncer le couteau de plus de quelques millimètres.

Complément

Le complexe argilo-humique

Définition et rôle

Le complexe argilo-humique est une structure formée d'argile et d'humus. L'humus est la fraction "stable" de la matière organique[4] du sol, c'est-à-dire qu'elle est peu sujette à la minéralisation[5], mais participe davantage à la structuration du sol. Les particules d'argiles et d'humus étant tous deux chargés négativement, ils retiennent les cations (Ca2+, Mg2+, K+, Na+...), éléments essentiels à la plante. Des échanges de cations ont lieu entre le complexe argilo-humique et la solution du sol, ce qu'on appelle la capacité d'échange cationique (CEC). Plus elle est élevée, moins les cations seront lessivés : ils seront donc plus accessibles aux plantes. Ces aspects sont développés dans la partie fertilité chimique.

Mais comment deux structures chargées négativement, alors qu'elles devraient se repousser, peuvent-elle être si étroitement liées ? Par l'intermédiaire de ponts cationiques chargés positivement et de « colles biologiques » :

  • Le calcium a une action stabilisatrice. Il s'intercale entre l'humus et les feuillets des argiles, formant des ponts calciques très résistants et aérant la structure du sol.

  • Le magnésium forme lui aussi des ponts cationiques mais avec une action de resserrement de la structure.

  • Des ponts constitués d'hydroxydes de fer peuvent également se mettre en place, mais ils sont moins solides que les ponts calciques.

  • Enfin, l'activité biologique a un rôle fondamental. La présence de molécules organiques permet d'"enrober" les complexes, ce qui les stabilise en présence d'eau. Parmi ces substances, la glomaline, produite par certains champignons. Ces aspects sont développés dans la partie fertilité biologique.

Schéma du complexe argilo-humique (©Équipe projet ingénieur)[6]

Structuration par l'activité biologique

Agrégation et aération

Les organismes du sol ont une action primordiale sur la structure du sol.

  • Les vers de terre, en creusant des galeries, créent un véritable réseau d'aération. Leur action de brassage est également favorable à la circulation profonde de l'air et de l'eau.

  • Les champignons sécrètent de la glomaline. Cette molécule, une glycoprotéine, a une fonction d'agrégation importante. La rétention de carbone organique, d'eau et de minéraux par les agrégats en est ainsi augmentée.

Pour plus d'explications, voir Fertilité biologique.

Galerie de ver de terre de 12mm de diamètre (©Yves Ferrie)[7]

Auteurs : Maëva BOURGEOIS, Elise COQUILLART, Morgane COURNARIE, Claire FASSINO

Superviseurs : Matthieu ARCHAMBEAUD et Stéphane DE TOURDONNET

  1. Delecourt 1978

  2. Semelle de travail

    La semelle de travail est une zone du sol tassée.Elle apparait suite à un trvail du sol répété à une profondeur constante. Elle peut être en surface comme dans le cas des semelles de TCS (techniques culturales simplifiées), ou plus en profondeur comme les semelles de labour. Dans tous les cas, une semelle est préjudiciable à la pénétration des racines et à l'infiltration de l'eau dans le sol.

  3. Mottes delta

    Après fragmentation manuelle des mottes, on observe l'aspect des faces de rupture obtenues.

    Les mottes delta présentent une face de rupture plane, sans aspérités. La porosité est quasiment nulle. Elles résultent d'un compactage sévère d'origine anthropique (roues de tracteur).

    source : Guide méthodique du profil cultural, H.Manichon et Y.Gautronneau, p.20

  4. Matière organique

    Matières animales et végétales qui ont subi une décomposition permettant l'obtention d'humus. C'est un des éléments essentiels à la structure du sol.

  5. Minéralisation

    Transformation de la matière organique en matière minérale. Les micro-organismes sont les principaux minéralisateurs.

  6. Equipe PEI

  7. Yves Ferrie

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