Etude physique du sol dans la partie physique d'une analyse de terre, on trouve 3 catégories de renseignements : la granulométrie la teneur en matière organique la teneur en calcaire 1 la granulométrie








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étude physique du sol


étude du sol

Pour les connaissances de base de cette étude, la lecture approfondie du livre « les bases de la production végétale » de Dominique Soltner disponible au CDI est vivement conseillée.

Le profil cultural :

définition


Un profil cultural est une coupe du sol en place de façon à apprécier son état, son comportement. Généralement tracée perpendiculairement au sens de travail, cette coupe se limite en profondeur, à celle de l'enracinement.

On peut ainsi observer son état physique (texture, matière organique), sa couleur, sa structure, son état hydrique, ses horizons (différentes strates), son activité organique ...

ETUDE PHYSIQUE DU SOL


Dans la partie physique d'une analyse de terre, on trouve 3 catégories de renseignements :

la granulométrie
la teneur en matière organique
la teneur en calcaire

1) la granulométrie

11) l'échelle granulométrique


Cette échelle classe les constituants du sol en fonction de leur taille.

Retenons les tailles caractéristiques de 2 mm = limite entre la terre fine (inférieure à la limité) et les éléments grossiers (supérieur à 2 mm)

5 classes sont différenciées
sables grossiers et fins (entre 2 mm et 0,2 mm puis 0,05 mm)
limons grossiers et fins (entre 0,05 et 0,02 mm puis 0,002 mm ou 2µ)
les argiles inférieur à 2 µ

12) le triangle des textures = dénomination des sols


Définition
texture : composition granulométrique du sol, exprimée en fonction du pourcentage de chaque classe granulométrique. On peut retenir des grands types de sol à priori, mais il est plus commun d'utiliser un triangle de dénomination des sols. Il en existe plusieurs présentés dans le « Soltner »

Souvenons-nous que
le pourcentage de chaque classe n'a pas le même poids / 1 % d'argile est largement primordial (2 à 3 fois le % des autres classes)
en cas d'ambiguïté, la priorité est accordée à l'argile.

Ainsi, dès 35 % d'argile, on qualifie la terre d'argileuse, alors que c'est un pourcentage quasiment négligeable pour les limons. Ce qui donne le tableau suivant en l'absence de triangle






Argile

Limons

Sables

Cité seul

> 35 %

> 75 %

> 60 %

Cité en premier

Entre 20 et 35 %

Entre 60 et 75 %

Entre 40 et 60 %

Pas cité en premier

Entre 12 et 20 %

Entre 40 et 60 %

Entre 25 et 40 %

Pas cité

< 12 %

< 40 %

< 25 %

la texture est définitive : une terre conserve sa texture au cours du temps

application à des exemples concrets : vérifier l'utilisation du triangle avec des résultats d'analyse. Par exemple :



Nom du sol

% Argile

% Limons

% Sables




38

38

24




25

40

35




15

60

25




15

30

55



13) les caractéristiques de chaque classe, comportement du sol et conséquences sur le travail du sol





Argiles

Limons

Sables

Caractéristique

Colloïde

hydrophiles

électropositif




Faible capacité nutritive

filtrant

légers

comportement

Froid

primordial pour l'alimentation

sensible aux conditions climatiques

réserve hydrique

Battant

asphyxiants

collants

Réchauffement rapide

usant

séchants

Conséquences agronomiques

Labours d'hiver

long au ressuyage

demande de la puissance

outils animés

Labour au dernier moment

souvent fertile

fragiles à travailler

équipement anti-tassement (roues jumelées, tasse avant, TCS ...)

L'inverse de l'argile



134 constitution des argiles


Indépendamment de leur taille, les argiles sont constitués
d'empilement de feuillets de silices, d'alumines d'où :
propriétés de gonflement et retrait. C'est ce qui provoque les fissures du sol en période de sécheresse
rétention de l'eau : l'eau s'immisce entre les feuillets et entre les particules d'argile
chargés négativement d'où
fixent les cations
propriétés de floculation, dispersion : Les argiles jouent le rôle de colle ou ciment (réversible). Ce sont des colloïdes. Ils sont la cause du maintien du sol en place, de la constitution des mottes, de la fixation des cations du sol. D'où leur rôle primordial dans le comportement du sol.

Selon leur propre constitution, on distingue plusieurs sortes d'argiles de plus ou moins bonne qualité

En conclusion, l'argile est un colloïde, hydrophile, électrro-négatif et c'est fondamental

2) les matières organiques

21) differentes matières organiques


matières organiques vivantes animales et végétales

matières organiques fraîches (mortes récemment)

vont libérer des éléments minéraux lors de leur décomposition (minéralisation)
vont faire de l'humus (humification)

humus : C'est lui qu'on mesure à l'analyse
Taux de 2 à 3 % dans le sol
C'est un colloïde comme l'argile, mais en mieux

A terme, les matières organiques sont des aliments potentiels pour le sol

22) l'évolution des matières organiques


L'évolution de la matière organique constitue un cycle. (le cycle du carbone, voir cours de biologie)

Si on part de la matière organique végétale vivante – base de toute vie sur terre-, celle-ci est soit consommée par les animaux, soit décomposée naturellement.

Les matières organiques d'origine végétales s'humifient. C'est la transformation de la cellulose et surtout la lignine en un nouveau composé stable : l'humus. Puis l'humus se minéralise

Les matières organiques d'origine animale se minéralisent directement, cellulose et lignine ont déjà été décomposées par la digestion animale

Les éléments minéraux pourront alors être réutilisés par les plantes

L'évolution des matières organiques est liée à de nombreuses réactions chimiques naturelles mais aussi à l'action des êtres vivants du sol

L'humification est rapide (quelques mois), son rendement est lié à la teneur en cellulose-lignine (voir plus loin bilan humique)

La minéralisation est au contraire lente (1 à 2 %) et conditionnée à la nature du sol.

3) le complexe adsorbant (autrefois appelé complexe argilo-humique ou C.A.H.)

Sa constitution


Il est constitué de tous éléments colloïdaux de même nature que l'argile ou l'humus, associés grâce à des cations (au moins) bivalents (surtout le calcium Ca++, mais aussi magnésium Mg++ et aluminium Al +++)


Ca++








Ca++


Son rôle sur


la rétention en eau : nous avons vu que l'argile fixait l'eau entre ses feuillets, et l'humus a de plus grandes capacités à stocker l'eau

la rétention des éléments fertilisants : les charges négatives permettent de fixer les cations et ils sont nombreux à être nécessaire à l'alimentation des plantes (K+, Cu++, Zn++ Mn++ Ca++, Mg++...)

la tenue du sol : en associant les particules entre elles, le complexe adsorbant joue le rôle de ciment (réversible dans le sol

4) le calcaire


A ne pas confondre avec le calcium (élément chimique). Le calcaire est souvent assimilé au carbonate de calcium Ca CO3

Le calcaire est un cas à part, car c'est un constituant chimique, donc pas lié à la granulométrie : Il y en a ou pas dans le sol
il se mesure en % ou %°
on dose le calcaire total (ensemble du calcaire)
le calcaire actif (partie facilement soluble)

5) structure et stabilité structurale

51) définition


Structure : mode d'assemblage des constituants du sol. Mode d'organisation des constituants en mottes plus ou moins grosses et résistantes

stabilité structurale : aptitude à résister aux agressions (du climat ou de l'homme) pour conserver la structure existante

52) 3 grands types de structures


compacte = asphyxie,
résistance à la pénétration des racines
diminution de l'activité biologique
difficile à travailler
difficile à récupérer

particulaire= très filtrant
risque d'érosion accrue
risque de battance

fragmentaire= bonne porosité (macro et microporosité)
travail du sol facilité
bon contact sol graine (structure grumeleuse)
bonne exploration des racines (si pas trop de résistance)

53) la structure est évolutive (stabilité structurale)


les facteurs d'évolution de la structure : le climat - gel, humectation- l'action des racines, de l'homme font évoluer la structure plus ou moins vite

rôle du complexe adsorbant : selon la nature du sol, la quantité et qualité de colloïde. Les terrains limoneux ont une faible stabilité structurale alors que l'argile en a une bonne

rôle des excès d'eau : une faible stabilité structurale favorise l'érosion

nécessite de l'entretien du sol en CA++ et en M.O. : on comprend que le calcium joue un rôle prépondérant pour que les colloïde soient efficaces. De même, la matière organique est le seul colloïde que l'agriculteur peut entretenir ou améliorer par son action, donc c'est un levier de la fertilité du sol. D'autant que c'est aussi une source d'alimentation pour les plantes

6) les propriétés physiques du sol

61) l'eau dans le sol


3 fractions, 2 points critiques




l'eau de



gravité



point de ressuyage


l'eau



utilisable



point de flétrissement






l'eau liée




les forces agissantes : la rétention du sol : force de nature électrique permet le stockage de l'eau

la succion des racines permet le transfert de l'eau et des éléments minéraux dans la plante

la gravité : force naturelle qui attire l'eau vers la profondeur

la capillarité de nature électrique également, elle justifie des mouvement de remontée de 'l'eau

62) l'aération du sol


l'air est le complément de l'eau pour l'occupation de la porosité

il doit se renouveler pour favoriser la vie du sol ( racines, et micro-organismes)

63) la température du sol


elle est liée aux conditions climatiques extérieures

l'état d'humidité du sol (sols froids)

elle atténue les variations journalières

64) cohésion et adhésivité


important pour la qualité du travail du sol et la pénétration des racines
APPLICATIONS DU COURS ETUDE PHYSIQUE DU SOL

SAVOIR LIRE ET INTERPRETER UNE ANALYSE DE SOL

APPRECIER UN PROFIL CULTURAL

ETUDE CHIMIQUE DU SOL


Le sol n'est pas seulement le support de la plante, mais aussi son garde-manger. Ainsi il existe des mécanismes qui régularisent la disponibilité en éléments nutritifs.

1) les échanges d'ions = pouvoir absorbant



Possible dans les deux sens (fixation, restitution)

Possibilité de pont calcique (avec le phosphore)

Équilibre de concentration entre complexe adsorbant et solution (1000 à 100000 fois)

2) la capacité d'échange de cation = C.E.C.

définition


Comme son nom l'indique, c'est le « nombre » de charges électriques que peut fixer une certaine quantité de terre

unité de mesure


C'est le milli-équivalent (meq) pour 100 g ou 1 kg de terre. Un meq est un millième d'équivalent.

Un équivalent correspond à l'équivalent d'une charge électropositive que le sol peut fixer. C'est donc l'équivalent du rapport masse molaire / valence

exemple : calcium = 40 / 2 = 20g
potassium = 32 / 1 = 32 g
hydrogène = 1 / 1 = 1 g

Interprétation en fonction de chaque élément


Ainsi, chaque équivalent représente la masse d'une charge positive.

Chaque élément doit représenter par une certaine proportion de la CEC

la CEC est un élément d'interprétation de sa fertilité chimique

une CEC inférieure à 10 meq / 100 g est qualifiée de faible

entre 10 et 20 meq c'est considéré comme satisfaisant

au-delà de 20 c'est une forte CEC

3) le potentiel Hydrogène = pH


Remarque : on écrit « p » (nom commun pour potentiel) et « H » (symbole de l'hydrogène)

définition


Voir cours de chimie

le pH mesure le niveau d'acidité du sol. Il représente un équilibre entre les ions H+ et OH- de la solution


intérêt


vie du sol : la vie dans le sol est conditionnée aux conditions de vie, dont l'acidité qui doit se rapprocher de la neutralité

développement des cultures : chaque culture à une plage de pH idéale. Souvent la neutralité est aussi préférable
à noter que la luzerne, sainfoin préfèrent des pH élevés, alors que le trèfle, seigle, avoine s'accommodent bien d'un pH un peu faible. Les prairies se comportent bien globalement entre 6 et 7 de pH

structure du sol : indirectement, la présence de calcium dans le sol agit sur le pH

interpretation


en laboratoire : on apprend que le pH peut varier de 0 à 14 avec 7 pour neutralité
pour les sols, la plage se limite entre 4,5 et 9
En dessous de 5,5, les conditions de développement ne sont pas remplies, tout comme au delà de 8,5

évolution du pH


dans l'année : il varie légèrement selon la saison. Il a tendance à baisser en été (moindre dissolution des H+)
sur plusieurs années, il a tendance à baisser en deux étapes :

décalcification : dans un premier temps, les éléments retenus par le sol sont exportés par les cultures ou lessivés et remplacés par un renouvellement par l'agriculteur. Le calcium à tendance à céder prioritairement sa place. C'est la décalcification

l'acidification : le calcium disparaissant, ce sera l'hydrogène qui le remplacera en l'absence de concurrence. Or, une augmentation de concentration en H+ correspond à une acidification.

le pouvoir tampon


définition

C'est la capacité d'un sol à amortir les variations de pH notamment grâce à une capacité à diluer les ions H+

donc en relation avec le complexe adsorbant puisque lié à la CEC

conséquences sur les apports d'amendements : un sol a fort pouvoir tampon nécessitera une forte dose d'amendement pour rectifier le pH.

En règle générale, il vaut mieux entretenir le pH régulièrement tous les 4 à 6 ans plutôt que par a coups importants

les cultures ont des préferences



5 à 5,5 prairies, seigle, sarrasin

peu de légumineuses


5,5 à 6 prairies (dont trèfle), nombreuses cultures

pas la luzerne

6 à 6,5 toutes cultures sauf la luzerne

6,5 à 7,5 toutes cultures

+ de 7,5 toutes cultures (le trèfle apprécie moins)

Effet des engrais


les engrais azotés acidifient

En effet, l'azote reviendra sous forme nitrique (NO3-) alors qu'il a été amené sous forme d'ammoniaque (NH4+) ou uréique [CO(NH2)2]. L'azote cèdera donc des H+, en augmentera la concentration dans la solution du sol, donc le pH baisse

ainsi que fumiers et lisiers (sauf poules pondeuses) par leur acidité naturelle

les scories entretiennent le pH car elles contiennent une forte proportion de CaO

4) les constituants chimiques


Ce sont les aliments de la plante, et leurs quantités sont mesurées en kg / ha


le calcium


rappel : calcaire actif et total.voir « cours étude physique du sol)

besoins des cultures entre 20 et 400 kg/ha/an. En général, les exportations sont inférieures à 100 kg / ha, mais parfois beaucoup plus comme la luzerne

à retenir : CaO formule de dosage, mais surtout c'est la formule de la chaux

Ca CO3 carbonate de calcium, souvent appelé calcaire, il ne peut être valorisé directement

Ca++ ion calcium, c'est l'élément important

le Ca est lessivable (rappel décalcification)

Son entretien participe à la remontée du pH (attention ce n'est pas le calcium qui remonte le pH, vor cours chaulage)


le magnesium


idem au calcium, mais en plus petites quantités

pour remonter le pH : le Mg vaut 1,4 fois mieux que Ca pour cause de masse molaire (voir cours de chimie)

besoins des cultures entre 1 et 80 kg/ha/an

le potassium


besoins des cultures entre 50 et 300 kg/ha/an

grosses disponibilités dans le sol (des tonnes)

un peu sur le complexe adsrbant (échangeable) (moins d'une tonne)

très peu dans la solution (quelques kg)

risque de rétrogradation : c'est une forme de mise en indisponibilité à plus ou moins long terme, car il est piégé entre les feuillets d'argiles

à retenir K+ ion potassium, celui qui nous interesse

K2 O : formule de dosage, ne correspond à rien dans le sol, mais par convention, on mesure toujours l'oxyde de l'élément

le phosphore


idem au potassium quant au comportement

mais il est négatif à l'état naturel donc le pont calcique est obligatoire pour être fixé au complexe adsorbant

à retenir H2 PO4 acide phophorique, c'est la forme présente dans le sol

P2 O5 formule de dosage, ne correspond a rien dans le sol

risque de blocage en sol calcaire car il est bien retenu (voir trop) par le calcium. Nous verrons plus loin (cours fertilisation) que cela entraine une adaptation de la conduite de la fumure.

l'azote


besoins des cultures entre 0 et 400 u/ha/an

pas de stock dans le sol, mais 80% de l'air et 5% de la M.O.

donc lessivable

à retenir : N O3- ion nitrate absorbé par les plantes, négatif donc pas retenu par le sol

N H4+ion ammonium, ça présence n'est que temporaire dans le sol

urée sera transformée en ammoniaque puis en nitrate


les oligo-éléments


généralement positifs (sauf le soufre)

globalement mieux absorbés entre pH 6 et 7

pH haut ou chaulage excessif peuvent provoquer des blocages

les excès risquent de devenir toxiques

Etude biologique



rappel : grosses quantités d'êtres vivants animaux et végétaux

1) rôles

Mécanique


les êtres vivants, surtout les plus gros, brassent le sol, mélangent la M.O.
par leurs déplacement, ils agissent sur la structure, porosité
et par conséquent sur la circulation de l'eau, de l'air et des racines

Chimique


décomposition de la M.O. donc libération d'éléments minéraux
fixation d'azote atmosphérique pour les légumineuses et pour le sol

Cycles de l'azote et du carbone


voir « Soltner »

Evolution de la matière organique


rappel : humification, minéralisation

conditions favorables : pour que la vie du sol soit efficace, 4 conditions doivent être réunies
une température suffisante d’au moins 10 à 15 °. Un excès de température nuit également à l’activité
une humidité sans excès
un pH proche de la neutralité
une alimentation des microorganismes, c’est à dire présence de matière organique

Ainsi, les périodes les plus favorables sont au printemps et en automne, mais un sol bien entretenu en pH et en taux de MO sont essentiels

le bilan humique


pour évaluer les pratiques de l’agriculteur, une surveillance de l’évolution du taux de MO dans les sol, à chaque analyse est importante.

Ces pratiques peuvent être appréciées par le calcul du bilan humique. Il consiste en une approche des pertes annuelles en humus du sol, comparées aux apports moyens sur une rotation.

Apports (+)

Pertes (-)

Recensement des enfouissements chaque année de la rotation

Pertes annuelles

Pour la réalisation du calcul : voir annexe « feuille calcul du bilan humique »

CONCLUSION : La fertilité d'un sol est le résultat d'une bonne combinaison de l'ensemble des critères vus dans l'étude physique, chimique, et biologique du sol sous un climat donné.

Savoir l'entretenir ou l'améliorer, c'est mettre en oeuvre les techniques disponibles dans l'ordre de priorité suivant :

1°) éviter l'érosion (haies, couverture hivernale, sens du travail du sol)
2°) maîtriser le régime hydrique (assainir ou irriguer)
3°) stabiliser la structure (amendements)
4°) pratique de la rotation (évite l'épuisement, limite le parasitisme)
5°) choix des espèces et variétés
6°) travail du sol approprié période favorable

choix des outils

choix des équipements
7°) fertilisation


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