Si vous comprenez parfaitement votre sol, ses éléments constitutifs ainsi que ses caractéristiques, vous avez en main les bases pour une agriculture efficace et durable.
Afin d'optimiser pleinement votre exploitation, vous avez besoin d'une compréhension approfondie du fonctionnement du sol et de ses réactions sous différentes conditions. De ce fait, nous avons réuni dans des guides simples, les différents types de sols, leurs structures et leurs processus de structuration.
La terre utilisée pour créer un lit de semences n'est qu'en partie composée de matière solide, tandis que le reste se compose de pores remplis d'eau ou d'air. Dans la matière solide, l'argile et la matière organique ont les plus grandes influences sur le sol et déterminent ses propriétés de travail du sol.
Le sol est constitué d'environ 50% de matière solide et 50% de pores.
La matière solide est constituée de particules minérales de catégories différentes et de matière organique. Les grands pores sont remplis d'air ou d'eau selon le niveau d'humidité du sol, sa structure et son mode de travail. Dans l'idéal, les pores sont remplis pour moitié d'eau et pour moitié d'air. Cependant, les sols à structures agrégées comme les argiles, présentent un volume de pores un peu plus élevé (40-60%) que les sols à grain simple (35-45%).
Un sol arable travaillé contient souvent un mélange de particules de tailles différentes. Quand les graviers et sables dominent, les sols sont perméables, secs et relativement peu fertiles. Alors que l'incorporation de sable dans un sol argileux le réchauffe. Les sols limoneux sont souvent froids et l'eau qu'ils contiennent peut facilement remonter par capillarité. Les particules minérales les plus fines, ont une forte influence sur le sol, même à des concentrations de seulement 5%. Les sols argileux se rétractent et gonflent en créant une structure agrégée, avec des fissures et crevasses par lesquelles les racines peuvent s'infiltrer dans tout le profil du sol. Les caractéristiques types des divers sols sont souvent dues à leur teneur en argile qui influence beaucoup sur le type de sol et son mode de travail.
La matière organique du sol est aussi un indicateur clair sur les caractéristiques du sol. Elle se compose à 60% de carbone (C) et provient des résidus végétaux décomposés par les micro-organismes. Des substances nutritives comme l'azote (N), le phosphore (P) et le soufre (S), se dégagent lors du processus de décomposition.
Cette matière organique peut avoir une importance considérable sur les propriétés du sol et son influence est presque toujours positive d'un point de vue agronomique. Elle affecte :
La texture du sol dépend de la distribution des particules minérales selon les différentes classes de taille. Les pays utilisent des classes différentes, mais un système commun international classe la texture en blocs, pierres, graviers, sable, limon et argile selon la taille de granulométrie indiquée dans le tableau "Répartition de la taille des particules" ci-dessous.
Groupe de particules |
Diamètre des particules (mm) |
| Argile | <0.002 |
| Limon | 0.002-0.06 |
| Sable | 0.06-2 |
| Gravier | 2-60 |
| Pierre | 60-600 |
| Blocs | >600 |
Le schéma montre la différence entre la taille de certaines particules minérales du sol. Les particules d'argile et d'humus sont les plus petits constituants du sol. Leur diamètre moyen est plus petit que 0,0002mm (1000 fois plus petit qu'un grain de sable) et sont appelées "colloïdes". La surface des particules d'argile a une charge électrique négative. Cela signifie que les nutriments chargés positivement tels que les ions de potassium, calcium et magnésium peuvent se lier aux particules d'argile. Ces dernières constituent donc des réserves de nutriments pour les plantes.
1- Sable fin 2- Sable très fin 3- Limon grossier
4- Limon fin 5- Argile grossière
L'argile fine (inférieure à 0,0002mm) et certaines matières organiques sont des colloïdes et représentent les plus petits composants du sol. Cependant, leur surface spécifique est très grande par rapport à leur poids. Plus la taille des particules diminue, plus la surface spécifique augmente. La surface des particules d'argile est chargée négativement, donc les substances nutritives du sol correspondent à des cations et se lient à la surface en créant un stock de matières nutritives pour les végétaux.
La caractéristique des minéraux d'argile est leur forme aplatie. Ceci, combiné à leur très petite taille, signifie que les colloïdes d'argile ont une très grande surface par rapport à leur masse : une surface spécifique élevée. Par exemple, 1gr de sable a une superficie totale d'environ 1,5 à 2 cm2, ce qui équivaut à un petit timbre. Cependant, un gramme d'argile peut avoir une superficie combinée de plusieurs centaines de m2, une maison de taille moyenne.
Les sols sableux sont souvent secs, pauvres en substances nutritives et très drainants. Ils sont peu (ou pas du tout) aptes à transporter l'eau jusqu'aux couches profondes par capillarités. Par conséquent, le travail des sols sableux au printemps, doit être réduit au minimum pour conserver l'humidité dans le lit de semences. La capacité des sols sableux à retenir les substances nutritives et l'eau peut être améliorée par un apport en matière organique.
Ces sols sont différents des sols sableux par leur facilité à former une croûte, souvent très dure. S'ils sont trop travaillés, ils peuvent devenir compacts ce qui réduit leur capacité d'infiltration d'eau lors des périodes humides. Par temps sec, ils peuvent durcir et être difficiles à travailler. Cependant, ils sont généralement plus faciles à travailler et peuvent stocker des volumes d'eau considérables. Ils exigent une bonne consolidation, mais il faut éviter de les travailler par temps humide.
Les sols sableux sont souvent secs, pauvres en substances nutritives et très drainants. Ils sont peu (ou pas du tout) aptes à transporter l'eau jusqu'aux couches profondes par capillarités. Par conséquent, le travail des sols sableux au printemps, doit être réduit au minimum pour conserver l'humidité dans le lit de semences. La capacité des sols sableux à retenir les substances nutritives et l'eau peut être améliorée par un apport en matière organique.
Ces sols sont différents des sols sableux par leur facilité à former une croûte, souvent très dure. S'ils sont trop travaillés, ils peuvent devenir compacts ce qui réduit leur capacité d'infiltration d'eau lors des périodes humides. Par temps sec, ils peuvent durcir et être difficiles à travailler. Cependant, ils sont généralement plus faciles à travailler et peuvent stocker des volumes d'eau considérables. Ils exigent une bonne consolidation, mais il faut éviter de les travailler par temps humide.
Ces sols sont différents des précédents car ils peuvent être sujet à une croûte de battance très sévère. La croûte est si dure qu'elle est difficile à détruire. Avec un faible taux d'argile et de matière organique, la formation d'agrégats est souvent médiocre.
Ces sols ont une bonne capacité à transporter de l'eau par action capillaire depuis les couches profondes, mais la diffusion est lente et donc les exigences en eau des végétaux ne sont pas couvertes. La couleur de ces sols est plus sombre et leurs agrégations sont plus distinctes. L'agrégation diminue le risque de formation d'une croûte. Ces sols se travaillent facilement si la teneur en eau est correcte. Il existe un risque de formation de mottes si le sol est trop sec ou bien de "beurrage" s'il est trop humide. Leur structure peut être améliorée grâce au climat, aux racines,...
Ces sols sont différents des précédents car ils peuvent être sujet à une croûte de battance très sévère. La croûte est si dure qu'elle est difficile à détruire. Avec un faible taux d'argile et de matière organique, la formation d'agrégats est souvent médiocre.
Ces sols ont une bonne capacité à transporter de l'eau par action capillaire depuis les couches profondes, mais la diffusion est lente et donc les exigences en eau des végétaux ne sont pas couvertes. La couleur de ces sols est plus sombre et leurs agrégations sont plus distinctes. L'agrégation diminue le risque de formation d'une croûte. Ces sols se travaillent facilement si la teneur en eau est correcte. Il existe un risque de formation de mottes si le sol est trop sec ou bien de "beurrage" s'il est trop humide. Leur structure peut être améliorée grâce au climat, aux racines,...
Les argiles lourdes ont une grande capacité de rétention d'eau, mais la plus grande partie de cette eau est étroitement liée et n'est pas disponible par les végétaux. La teneur en humus est souvent supérieure à celles des autres sols minéraux. Elles ne forment pas de croûte en séchant. La structure de ces sols peut être améliorée grâce au gel/dégel et l'assèchement/l'humidification. Quand l'hiver est froid, l'argile gèle et donne une structure agrégée très favorable à la couche superficielle du sol. Si elle sèche sans avoir gelé, l'argile peut devenir très rigide et difficile à travailler.
Ces sols saturés en eau, peuvent être collants et très imperméables. A cause de la forte présence d'argile, la teneur en substances nutritives est très élevée. Les argiles lourdes, quand elles sont sèches, nécessitent une reconsolidation importante au semis mais pas si elles sont humides et malléables. Les travailler lorsqu'elles sont humides présente un risque de compaction du sol.
La structure du sol correspond à la configuration physique du sol. Dans un sol sableux, les particules de sable ne se maintiennent pas entre-elles et ne forment donc pas d'agrégat. A l'inverse des particules d'argiles qui elles, forment immédiatement des agrégats. Ceux-ci permettent un labour plus aisé et facilite l'aération et irrigation.
Un sol sableux comme celui-ci (voir photo) est un bon exemple de structure à grains simples. Les grains de sable sont relativement gros et adhérent souvent peu les uns aux autres. Même les sols sableux à teneur élevée en colloïdes s'effritent quand ils sont exposés à la compaction du sol. Un sol sableux contenant peu d'argiles exige souvent un travail plus profond pour créer un bon sol arable et obtenir une bonne croissance. Une faible teneur en argile rend le sol sableux peu apte à former une structure interne de qualité.
Un sol argileux comme celui-ci (voir photo) tient ensemble et forme souvent une structure agrégée. Même avec 5%, l'argile a un impact très important sur le sol et prend le dessus sur les propriétés.
La structure agrégée est le résultat d'un éventail de processus dans le sol, qui sous forme combinée, agrège. Ces processus de formation affectent la structure du sol via une interaction dynamique avec le travail du sol.
La liaison des particules d'argile en agrégats améliore en grande partie les propriétés du sol. L'un des avantages les plus importants est la simplification du travail du sol. Le flux d'air est également amélioré, ce qui aide le transport de l'oxygène et du dioxyde de carbone jusqu'aux racines. La structure agrégée améliore également la perméabilité du sol et sa rétention de l'eau. Une bonne structure du sol augmente la productivité de l'argile puisque toutes les fonctions essentielles du végétal et de son système racinaire sont assurées. La croissance est plus rapide et le rendement plus élevé.
La structure d'un sol argileux est le résultat d'un certain nombre de processus différents qui, ensemble, donnent au profil ses caractéristiques. Le labour affecte également cette structure en le dérangeant à une certaine profondeur et en mélangeant les résidus de récolte.
Le gel ou le froid durant l'hiver et la chaleur en été ont le même effet sur le sol, le manque d'eau. Les deux processus sèchent le sol et quand le manque d'eau est là, les particules d'argile se collent les unes aux autres. Et cela créé mécaniquement des agrégats.
Les vers de terre ingèrent les résidus végétaux et les mélangent au sol quand ils creusent leurs galeries dans le profil du sol. Leurs déjections servent d'adhésifs entre les particules du sol et augmentent la stabilité des agrégats. Les lombrics stimulent aussi les micro-organismes du sol ce qui en accroît la stabilité grâce à la production de mucus et d'autres composants liants.
Les végétaux assèchent les sols par leur prélèvement d'eau de la même façon que le gel et la chaleur. L'assèchement du sol oblige les particules à se rapprocher entre elles et renforce les agrégats. Les racines des végétaux augmentent aussi le volume de matière organique dans le sol et laissent derrière elles des canaux. Surtout, cela signifie qu'une couverture végétale crée la structure d'un sol alors qu'une structure de sol nu, sans végétaux, se désagrège.
La matière organique, le fer, l'oxyde d'aluminium et l'oxyde de carbone stabilisent les agrégats en agissant comme liants. Dans un sol non travaillé, ce processus joue un rôle essentiel. Cependant un travail répété du sol diminue cette stabilité et dans les sols arables, la structure dépend plus de l'argile contenue et de l'activité biologique.
Le drainage transporte ailleurs l'eau en surplus présente dans le sol et sèche ainsi le sol. Cette technique permet d'aider à l'amélioration de la structure du sol. Vraiment très peu de sols se drainent tout seul, c'est pourquoi le drainage est essentiel pour un séchage homogène du sol, une diminution de la compaction et de l'établissement précoce des cultures en automne et au printemps.
Le fumier, cultures intermédiaires, résidus de récoltes,... fournissent de la matière organique au sol. A court terme, cela augmente l'activité biologique et favorise l'épanouissement de micro-organismes du sol. A long terme, cela augmente la teneur en matière organique ce qui améliore la stabilité des agrégats. Un apport régulier de chaux améliore aussi la formation d'agrégats.
Sur les sols arables, le passage des machines lourdes cause souvent une compaction. Cette compaction a pour résultat de comprimer et d'éliminer les grands pores du sol. Cela empêche donc le transport rapide de l'eau et de l'air vers les racines. Le drainage est également entravé et il devient plus difficile pour les racines de faire leurs galeries à travers le sol.
Tous les processus de formation de structures décrits ci-dessus, ont tous pour résultat la création d'un profil de sol qui souvent présente des agrégats plus fins en surface et plus grossiers en profondeur. Les processus sont dynamiques et par conséquent, la structure varie dans le temps. Pour les agriculteurs qui ont un regard vers le futur et qui envisagent une exploitation durable, il est important de comprendre la signification des facteurs qui régissent le processus de structuration, le diagnostic permet, assez facilement, d'avoir une image de la structure du sol.
Cultiver un champ affecte la structure du sol et le placement des résidus végétaux détermine un recours ou non à un travail conventionnel ou superficiel ou même un semis direct. La structure de la couche travaillée est souvent plus meuble alors qu'une couche plus dense est créée à la profondeur de travail. Cette couche plus dense se développe quelle que soit la technique de travail du sol utilisée, mais la profondeur où elle se forme varie. Il est important de varier la profondeur de travail du sol pour éviter la création de couches plus denses.
Capillaire : l'eau capillaire est l'eau qui remonte dans le sol via de fins pores par liaisons moléculaires, appelé : l'adhésion et aussi par attraction entre les molécules d'eau entre elles, appelé : la cohésion. Les sols limoneux présentent une capillarité élevée et combinent une grande hauteur de montée capillaire à vitesse élevée.
Cations : ions du sol positifs, tels que le potassium, le calcium et le magnésium.
Colloïdes : les colloïdes sont les plus fines particules du sol, avec un diamètre moyen inférieur à 0,0002mm. Les colloïdes comportent un peu de matière organique et de l'argile fine.
Domaine spécifique : la surface de particule de sol est exprimée en mètre carré par gramme de sol sec. Elle est une caractéristique importante car elle indique la quantité de nutriments que le sol peut libérer lors d'intempéries et se lier à la surface.
Particules minérales : les particules minérales du sol sont les plus petits constituants inorganiques formés sur la parcelle. Ils sont formés suite à l'exposition des minéraux (type roche) aux intempéries ou qui ont été transportés par des glaciers, par exemple. Les propriétés du sol dépendent beaucoup de la taille des particules.
Pores : ce sont les espaces, canaux et fissures du sol, qui sont remplis d'air ou d'eau en fonction de la teneur en eau du sol.
Faune du sol : vers de terre, cloportes, collamboles, mille pattes, acariens et autres animaux ouvrent la porte aux bactéries et champignons en divisant et séparant les résidus des plantes par leur ingestion.
Texture : fait référence aux proportions de particules minérales classées par diamètre, c'est-à-dire les proportions relatives de sable, de limon et d'argile. Voir tableau "Répartition des particules par taille".
Argile : l'argile est la plus petite particule du groupe, avec particules en moyenne plus petites que 0,002mm. Voir le tableau "Répartition des particules par taille" dans le chapitre La construction des blocs de terre.
Capillaire : l'eau capillaire est l'eau qui remonte dans le sol via de fins pores par liaisons moléculaires, appelé : l'adhésion et aussi par attraction entre les molécules d'eau entre elles, appelé : la cohésion. Les sols limoneux présentent une capillarité élevée et combinent une grande hauteur de montée capillaire à vitesse élevée.
Colloïde : les colloïdes sont les plus fines particules du sol, avec un diamètre moyen inférieur à 0,0002mm. Les colloïdes comportent un peu de matière organique et de l'argile fine.
Dioxyde de carbone : déchet gazeux (CO2) résultant de la respiration des celulles des racines et est utilisé par l'anabolisme des végétaux pour produire de la biomasse à travers la photosynthèse.
Oxygène : élément présent dans l'air sous forme de gaz O2 à une concentration de 21%, vital pour la respiration cellulaire des végétaux et de leurs racines.
Structure agrégée : quand les particules primaires viennent du groupe de la taille des particules argileuses, elles sont liées les unes aux autres et forment des agrégats qui peuvent alors être stabilisés par de la matière organique, de la chaux et de divers produits chimiques.
Structure à grain simple : dans un sol avec une structure à grain simple, les particules primaires adhérent faiblement entre elles en une forme quelconque d'agrégat ou pas du tout.
Texture : fait référence aux proportions de particules minérales classées par diamètre, c'est-à-dire les proportions relatives de sable, de limon et d'argile. Voir tableau "Répartition des particules par taille" dans le chapitre La construction des blocs du sol.
Carbonates : le carbonate (CO32–) est un sel d'acide carbonique (H2CO3) souvent trouvé dans le sol sous forme de carbonate de calcium (CaCO3) et constitue également la base de la chaux, qui est du carbonate de calcium écrasé et mélangé.
Cultures intermédiaires : des cultures telles que les graminées, moutarde, trèfle,... sont semées entre les cultures principales (blé d'hiver, orge de printemps). Elles sont utilisées pour divers objectifs : réduire le lessivage de l'azote, augmenter le volume de matière organique, attirer les oiseaux et animaux...
Gel : l'eau du sol gèle quand la température baisse, ce qui est un avantage pour la structure du sol puisque le volume d'eau augmente lorsque la glace est formée et ce qui aère le sol.
Oxydes de fer et d'aluminium : composés chimiques de fer (Fe) et d'aluminium (Al) d'une part et d'oxygène d'autre part. Par exemple la rouille est un oxyde de fer.
Pores : ce sont les espaces, canaux et fissures du sol, qui sont remplis d'air ou d'eau en fonction de la teneur en eau du sol.
