Partie 2 : Les propriétés physiques du sol

Partie 2 : Les propriétés physiques du sol Plan I. Texture d un sol... 1 A. Définition de la texture... 1 B. Détermination de la texture... 2 C. Entraînez-vous!... 3 II. Structure d un sol... 4 A. Le complexe argilo-humique ou complexe adsorbant... 4 B. Structure d un sol... 6 C. A vous de jouer!... 8 III. Comportement des sols... 9 A. La battance... 9 B. L eau du sol... 9 C. Améliorations d un sol... 10 D. Facteurs d évolution de la structure :... 11 E. La stabilité structurale... 11 F. A vous de jouer!... 12 Les propriétés physiques d un sol dépendent de deux facteurs : La texture du sol La structure du sol I. Texture d un sol A. Définition de la texture Il existe trois grands types de texture : texture sableuse : ce sont les sables qui dominent, texture limoneuse : ce sont les limons qui dominent, texture argileuse : ce sont les argiles qui dominent. Il y a bien sûr toutes les textures intermédiaires. Par exemple : texture sablo-limoneuse : les sables dominent mais les limons ont aussi une influence sur les propriétés physiques du sol. texture argilo-sableuse : les argiles dominent mais les sables ont aussi une influence sur les propriétés physiques. Octobre 2015 1

La connaissance de la texture est utile pour prévoir le comportement global du sol (réserve en eau, battance, ), son potentiel de production, les dates et types d intervention culturale. Quel est l intérêt de l analyse de sol pour l agriculteur? connaître les propriétés physiques, chimiques de son sol. suivre l'évolution de la fertilité du sol. Ce sera en ce cas une analyse simplifiée (analyse chimique seule), mais répétée aux mêmes endroits et prélevée à la même période à intervalle de quelques années (4 à 5 ans). connaître la texture de son sol pour adapter ses techniques culturales choisir un matériel de travail du sol adapté Prélèvement des échantillons Le prélèvement constitue une opération très importante, car l'échantillon doit être représentatif de la composition et de la richesse du sol. En général il est effectué sur l'épaisseur de la couche arable (profondeur du labour). Sur une zone homogène n'excédant pas 5 hectares, on prend à la sonde une quinzaine (minimum) de prélèvements élémentaires que l'on mélange soigneusement pour ne conserver que 500 grammes environ de terre ; cet échantillon moyen est mis à sécher quelques jours sous abri avant d'être expédié en laboratoire. La date de prélèvement importe peu à condition qu'elle n'intervienne pas immédiatement après un apport d'engrais (respecter un délai de 1 à 3 mois), un chaulage ou un apport de fumier (délai de 6 mois). B. Détermination de la texture Une fois les résultats de l analyse granulométrique connus, on utilise un diagramme appelé triangle des textures pour déterminer la texture d un sol. La hauteur de ce triangle représente les taux d argile (de 0 à 100%). La base du triangle représente les taux de limons (de 0 à 100%). Les différentes zones d intersections (de I à XVI) correspondent aux textures d un sol. Prenons par exemple un sol dont l analyse granulométrique donne les valeurs suivantes : Argile : 25% Limons (fins + grossiers) : 50% Octobre 2015 2

C. Entraînez-vous! Deux analyses de sol donnent les résultats suivants : Quelles sont les textures de ces deux sols? Utilisez le triangle des textures GEPPA : Sol 1 :... Sol 2 :... Octobre 2015 3

II. Structure d un sol Les éléments de la texture comme les sables, les limons, l argile ne peuvent se lier par euxmêmes; il faut un «ciment» pour relier ces éléments. Ce ciment sera constitué par l argile et l humus floculés et liés entre eux par des ions Ca 2+. Les éléments de terre fine soudés par l humus forment des agrégats, sorte de grosses particules ayant une certaine stabilité. La structure du sol est donc due à la formation et l assemblage, à un moment donné de ses constituants solides. Définition d un agrégat : Définition d un colloïde : A. Le complexe argilo-humique ou complexe adsorbant 1) Les propriétés de l humus L humus est constitué de filaments très riches en charges électriques négatives (5 fois plus riches en moyenne que l argile). Comme l argile, l'humus est un colloïde, c est-à-dire une substance insoluble qui peut se mettre en suspension dans l'eau et y demeurer à l'état dispersé. En résumé, l humus peut être : dispersé : pas ou peu de cations sont absorbés à sa surface (le terme utilisé «adsorbés» veut dire «collés sur»), floculé : chaque charge négative est compensée par la charge positive d un cation. Octobre 2015 4

2) Le complexe argilo-humique L humus et l argile peuvent s associer. Cette association s appelle le complexe argilohumique (CAH). Il existe plusieurs modes d association entre l argile et l humus. Le plus résistant s appelle le pont calcique. Le voici : C est le CAH et non l argile seule ou l humus seul qui soude les grains de sable et de limon (à condition qu il ou elle soit floculé(e) par des cations). D autres cations peuvent faire la liaison entre l argile et l humus et en particulier le cation Mg 2+. Octobre 2015 5

B. Structure d un sol Définition de la structure d un sol : 1) Structure stable et instable Pour obtenir une bonne structure, il faudra une bonne proportion entre les éléments (sables et limons) et le ciment (argile et humus). Pour avoir un bon ciment, il nous faudra de l argile, de l humus et des ions Ca 2+ pour floculer ces deux colloïdes. Dans un sol, voici ce que l on a: Si les argiles (ou l humus) sont sous forme dispersée, elles reforment avec l eau un mélange homogène et deviennent incapables de maintenir soudés les agrégats terreux. Le sol devient compact et asphyxiant. On dit que la structure est instable. Si les argiles (ou l humus) sont sous forme floculée, elles maintiennent soudés les agrégats terreux. Le sol reste aéré et meuble. On dit que la structure est stable. 2) Les différentes structures Une bonne structure laissera dans le sol des espaces lacunaires qui constitueront la porosité, place pour l air, l eau et les racines. La porosité totale se subdivise en : -. : correspond aux espaces les plus gros (>6µ) Rôles : permet la circulation de l eau et la pénétration de l air. Voie de circulation des racines (poils absorbants de diamètre de 10µ en général) La. dépend surtout de la.. (et peut donc être détruite) Octobre 2015 6

-. : correspond aux espaces les plus petits (<6µ) Rôles : permet le stockage de l eau sans pénétration d air. La.. dépend des taux d et d, donc de la (immuable). Valeurs de porosité : Solides Eau Air 50% 30% 20% 50% : bonne porosité 40% : début de dégradation de la structure 30% : asphyxie du sol Dégradation de la structure = diminution de la porosité. Les types de structures peuvent être répartis en 3 grands groupes : Octobre 2015 7

En conclusion Une bonne structure c est une structure stable, c est-à-dire résistante à l action de l eau et une structure poreuse ou grumeleuse de façon à permettre la circulation de l air et de l eau. C. A vous de jouer! Complétez le tableau suivant en utilisant un de ces trois mots : bon, moyen, mauvais. Octobre 2015 8

III. Comportement des sols A. La battance Après de fortes pluies puis dessèchement et évaporation, il se forme à la surface une croûte imperméable à l air, à l eau et aux plantules en germination. Ce comportement de battance peut s apprécier à l aide d un indice dénommé «indice de battance» que l on calcule de la façon suivante : Si la valeur I obtenue est supérieure à 2 le sol est très battant Si elle est comprise entre 1,8 et 2 le sol est battant Entre 1,6 et 1,8 le sol est peu battant En dessous de 1,6 il n est pas du tout battant. Le risque de battance est très élevé pour les terres dont le pourcentage de limons est élevé. On veillera donc à des pratiques culturales spécifiques : ne pas laisser trop de temps entre le labour et le travail superficiel ne pas réduire la terre en «poudre» mais laisser le plus possible de mottes pratiquer le binage si possible pour casser la croûte de battance. B. L eau du sol La terre assure la quasi-totalité des besoins en eau de la plante : selon les espèces végétales, il faut de 250 à 800 litres d eau pour former 1 kilo de matière sèche. L eau dissout les éléments nutritifs pour constituer la solution du sol. L alimentation des plantes s effectue à partir de la solution du sol par les surfaces absorbantes des racines. L eau de pluie occupe les espaces lacunaires. Une partie de l eau s écoule par gravité : c est l eau de gravité ou de saturation Octobre 2015 9

Une partie de l eau est retenue entre les particules du sol : c est l eau de rétention ou eau utilisable par la plante Une faible partie de l eau est immobilisée sous forme d une mince pellicule autour des particules du sol. La force qui la maintient est supérieure à la force de succion des plantes : c est l eau inutilisable par les végétaux. L eau utilisable diffère selon la texture du sol. La capacité de rétention en eau augmente avec la proportion d humus dans le sol (ex : les horticulteurs utilisent des substrats à base de terreaux et de tourbe qui retiennent beaucoup d eau) C. Améliorations d un sol 1) Sol sableux Son défaut est d être très sensible à la sécheresse. Pour l améliorer, il faut apporter des colloïdes pour augmenter la microporosité : soit sous forme d argile, mais ce n est pas facile, soit sous forme d humus ; c est plus facile et peu coûteux. On apporte de la matière organique fraîche (amendement humique) qui se transforme en humus dans le sol. Octobre 2015 10

2) Sol limoneux Les éléments étant instables, il a tendance à se tasser sous l effet des pluies (battance). Il est imperméable en surface et asphyxiant pour les racines et les microorganismes, la levée des plantules est compromise. Seul avantage : bonne rétention d eau. Son amélioration se réalise par l apport de colloïdes (humus) qui permettra la formation d agrégats et d une macroporosité. Bien sûr, il faudra penser à floculer les nouveaux colloïdes en apportant par la suite des cations floculants. 3) Sol argileux (argiles dispersées) Le travail du sol permet de rendre la structure moins massive et de former des agrégats stables. Il faut apporter des produits contenant des ions Ca 2+ (amendements calciques). 4) Sol argileux (argiles floculées) Il faut continuer les apports d amendements humiques car l humus se détruit régulièrement. Il faut continuer les apports d amendements calciques car les ions Ca 2 + sont régulièrement lessivés (c est-à-dire emportés dans les profondeurs du sol par les pluies). D. Facteurs d évolution de la structure - Conditions climatiques : Alternance../ favorise la division du sol grâce au gonflement et au retrait de l argile Le.. fait éclater les mottes si le sol est bien ressuyé : en sol gorgé d eau le dégel rend le sol boueux. Les fortes pluies peuvent détruire les agrégats - Les êtres vivants : Les vers de terre améliorent le drainage et l aération par leurs galeries et malaxent l argile et l humus dans leur tube digestif Les racines fissurent les sols, apportent de l humus en se renouvelant - L Homme : Il peut améliorer la structure en rendant plus efficace l action du climat et des êtres vivants (travail du sol, drainage, amendements ) Il peut aussi la dégrader (travail du sol en mauvaises conditions) E. La stabilité structurale Définition : Octobre 2015 11

Les agents de dégradation de la structure ont tous un rapport avec l eau. Exemples : - l impact des gouttes d eau sur le sol nu (la structure de surface se désagrège, les éléments fins se tassent). - la dispersion des colloïdes qui tendent à reformer avec l eau un mélange homogène - le tassement en période humide (bétail, matériel agricole) - l utilisation d outils trop violents : travail trop fin, reprise en masse avec la première pluie Comment améliorer la stabilité structurale d un sol? 1) Les actions préventives pour limiter les effets dégradants de l eau Protection du sol contre les effets du choc des gouttes d eau o Le. : plastique, paille, écorces de pin o Les implantés à l automne o Le..tardif en sol limoneux Eliminer l excès d eau par le.. Travail du sol bien conduit (sol ressuyé, éviter les tassements) 2) Les actions curatives visant à renforcer le CAH Modification de la texture : marnage des sols sableux ou sablage des sols argileux (difficile en grandes cultures) Amélioration du taux d humus par des amendements organiques (fumier, compost, engrais verts ) Floculation du CAH par le Ca 2+ ou Mg 2+ par l apport d amendements minéraux basiques (Dolomie, Carbonate de calcium) ou d engrais «amendant» (ex : scories Thomas) F. A vous de jouer! Exercice 1 : Deux analyses de sol donnent les résultats suivants : Octobre 2015 12

Calculez les indices de battance de ces deux sols et interprétez-les : Sol 1 :......... Sol 2 :......... Exercice 2 : Voici les informations concernant deux sols. Sol 1 : 1 - Quelle est la texture du sol (utilisez le triangle des textures)?... Octobre 2015 13

Sol 2 : Granulométrie Argile Limons fins Limons grossiers Sables fins Sables grossiers g/kg 145 140 120 178 384 Matières organiques (g/kg) 33,0 Carbone /azote (C/N) 9,0 Capacité d échange (meq/100g) 12,0 Taux de saturation 121 % 1 - Quelle est la texture du sol (utilisez le triangle des textures) Exercice 3 : Citez deux moyens d améliorer la structure d un sol Octobre 2015 14