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Un sol fragile, qui se forme lentement et difficilement

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Objectif(s)

Connaître l'organisation du sol.
Connaître les éléments constituants du sol.
Décrire les étapes de formation du sol.
Comment l’Homme peut-il cultiver les sols tout en les préservant de façon durable ?

L’eau et les sols sont indispensables pour l’agriculture. Cette dernière doit permettre à l’Homme de répondre à des besoins alimentaires croissants liés à la croissance démographique.
Le sol n'est pas une ressource renouvelable à l'échelle humaine, c'est pour cela que l’Homme doit trouver des solutions pour étendre ses régions cultivées tout en préservant les sols.

1. La formation d'un sol

a. Organisation d'un sol

On peut observer l’organisation d’un sol au niveau d’un affleurement. On constate qu’il est formé par des couches successives appelées horizons (Document 1).

Le sol est recouvert de végétation qui lorsqu’elle va mourir, va être décomposée et donner la litière ou horizon organique. Lorsque l’on étudie cette litière, on retrouve des êtres vivants appelés décomposeurs et/ou consommateurs qui sont responsables de la transformation de la matière organique en éléments minéraux.

L’horizon humifère est une couche qui apparaît sombre et qui est riche en humus.

On trouve ensuite l’horizon minéral qui comprend des débris minéraux issus de l’altération de la roche mère située à la base du sol.

Le sol forme donc un lien entre la biosphère et la lithosphère.

b. Les éléments constituants d'un sol

Approche expérimentale :

On prélève un échantillon de sol que l’on pèse avant de le placer 48h à l’étuve.

On re-pèse l'échantillon et on s'aperçoit qu'il a perdu 26% de son poids d'origine.

Résultats : La seconde pesée montre que le sol est composé à 26% d’eau.

Le sol est donc composé d'une fraction liquide.

Le sol est aussi composé d’une fraction gazeuse à 22% (CO₂, O₂, N₂) et d’une fraction solide subdivisée en matières minérales (49%) et matières organiques (3%).

La matière organique correspond à l’humus.

c. Les étapes de la formation d'un sol

Etape 1 : La roche mère est exposée à la surface. Elle va subir des altérations résultant de différents agents comme l’eau, le vent, … qui vont conduire à sa fragmentation (action mécanique) et à sa dissolution et hydrolyse (action chimique des eaux de pluies acides).
Etape 2 : La surface altérée de la roche mère va être colonisée par les végétaux. Les racines vont s’incruster dans la roche, accélérant ainsi son altération. Lorsque la végétation meurt, elle se dépose en surface et est décomposée en matière minérale. La litière puis l’horizon humifère se forment.
Etape 3 : L’altération de la roche est de plus en plus profonde. Les horizons se différencient. L’horizon humifère est de plus en plus profond ce qui favorise le développement de la végétation.
Etape 4 : Les eaux de pluies s’infiltrent dans le sol ce qui favorise l’approfondissement de l’horizon humifère.

La formation d’un sol est un processus lent. On estime que 0,02 à 0,1 mm de sol se forme par an.
Les paramètres qui vont influencer ce processus sont :
- La nature de la roche mère : elle va déterminer la nature des végétaux qui vont s’implanter.
- La nature de la faune présente dans la litière : on trouve des décomposeurs qui dégradent la matière organique végétale en matière minérale (bactéries, certains champignons microscopiques), des consommateurs (lombrics, insectes, …) qui vont fragmenter les débris végétaux et brasser la matière organique avec la matière minérale.
- Les conditions climatiques : les précipitations favorisent la formation des sols car elles vont permettre l’hydrolyse des minéraux et l’apparition de nouveaux minéraux comme l’argile. Cette réaction est accélérée par des températures plus élevées.

Le cycle du sol peut être schématisé de la manière suivante :

2. Le sol, un milieu fragile

Comme vu précédemment, un sol se forme très lentement (quelques milliers d’années). Sa formation étant dépendante de facteurs climatiques, la répartition des sols fertiles à la surface de la Terre n’est pas homogène.
On constate que de nombreuses surfaces sont soit partiellement soit totalement dégradées.
Les facteurs de cette dégradation sont multiples :
- L’érosion hydrique : cette érosion est d’autant plus importante que le sol est débarrassé de sa végétation. C’est le cas lors de cultures intensives, de déforestation,… Elle conduit à la mise à nu de la roche mère et donc à la disparition du sol.
- L’érosion éolienne.
- Les dégradations d’origine chimique : elles concernent les pratiques agricoles qui conduisent à la pollution et à la salinisation des sols.
- L’urbanisation : l’augmentation de la surface des zones d’habitation se fait au détriment des surfaces cultivables et conduit à la destruction définitive de certains sols.

Il n’y a que très récemment, que l’Homme a pris conscience de l’importance du sol. Il est une ressource indispensable pour faire face aux besoins alimentaires croissants de la population humaine.
Il joue le rôle de filtre pour les eaux alimentant les nappes phréatiques.
Il constitue un milieu de vie pour un très grand nombre d’êtres vivants.
L’Homme essaye donc de mettre en place des solutions afin de limiter leur dégradation. L’enherbement des cultures, le maintien des haies, la culture sur terrasse et la suppression des labours permettent de limiter l’érosion par l’eau ou le vent.
Le développement d’une agriculture raisonnée permet de limiter l’utilisation de produits polluants et donc de préserver les sols et leur biodiversité.

L'essentiel

L’Homme a pris conscience depuis peu que les sols étaient des ressources fragiles qu’il fallait préserver à tout prix. Un sol met plusieurs milliers d’années à se former.

La roche mère commence par être altérée par les agents d’érosion (eau et vent) ce qui permet à la végétation pionnière de s’installer. L’altération se poursuit en profondeur, conduisant à la formation d’humus.
Les sols fertiles sont inégalement répartis à la surface de la Terre. Afin de répondre à des besoins alimentaires croissants, l’Homme a surexploité les sols de telle sorte qu’aujourd’hui une grande partie est dégradée et certains ne sont plus utilisables pour l’agriculture. Les cultures intensives, la déforestation ont conduit à une mise à nu de la roche mère et donc à la destruction du sol.
Afin de préserver les sols, l’Homme doit modifier ses pratiques agricoles en faisant des choix qui limitent l’action des agents d’érosion et l’utilisation de polluants.