Bien plus que la surface de l’écorce terrestre, c’est tout un monde qui vit sous nos pieds !
D’une épaisseur de quelques centimètres à quelques mètres, le sol est un mélange de matière minérale (issue des roches) et de matière organique (issue des êtres vivants) intimement liées entre elles en grande partie par l’action des êtres vivants. Entre les particules solides, les interstices “vides” (pores) sont occupés par de l’eau, de l’air et une multitude d’êtres vivants qui contribuent à la bonne santé des sols.
Comment les sols naissent ?
La formation d’un sol (ou pédogénèse) et son évolution au cours du temps est le fruit de 3 mécanismes :
1. L'altération de la roche mère :
Le sol naît à partir d’une roche mère, la matière première minérale, qui se dégrade sous l’action des éléments climatiques (gel, pluie, vent…) et des organismes pionniers (bactéries, lichens, mousses…). Lentement, elle est réduite en particules solides de plus en plus fines (sables, limons puis argiles) et libère des sels minéraux qui favorisent l’implantation d’autres espèces végétales. A ce stade le sol est encore très jeune et très pauvre en matière organique.
2. L'accumulation de matière organique :
La matière organique provenant des plantes, microorganismes et animaux morts ainsi que des déjections s’accumule peu à peu et est décomposée par les microorganismes et la faune du sol. Suite à un ensemble de transformations, une partie de cette matière n’est plus ou que très peu décomposable : cette matière organique stabilisée est communément appelée l’humus.
En grande partie sous l’action des êtres vivants, une partie des matières organiques du sol (les” humus”) se lient aux plus petites des particules minérales - les argiles - pour former le complexe argilo-humique. Véritable alliance entre monde organique et minéral, le complexe argilo-humique assure la cohésion des particules du sol entre elles. Il retient aussi l’eau et les nutriments et les distribuent, jouant le rôle de “garde-manger” des éléments essentiels à la nutrition des plantes.
3. La formation des horizons / la migration :
En même temps que le sol s’épaissit progressivement, les différents éléments migrent sous l’action des êtres vivants et de la circulation de l’eau. Le sol s’organise en différentes couches appelées les horizons qui se différencient par leur couleur, leur teneur en matière organique, leur texture, structure etc.
Le sol est un volume qui se forme à une vitesse moyenne d’un centimètre par siècle. Un sol de plusieurs dizaines de centimètres nécessite souvent plusieurs millénaires pour se former !
Une grande diversité de sols
Selon les types de roche mère, le climat, la végétation, les reliefs, les sols acquièrent des propriétés qui leur sont spécifiques. Ils changent aussi en fonction de leur âge et de l’usage que l’homme en fait. Il existe ainsi une grande diversité de sols !
On peut se rendre compte de certaines de ces variations avec nos sens, à la vue ou au toucher :
- La couleur : du brun au rouge en passant par les gris, vert et jaune, toutes ces nuances sont le reflet de la composition chimique des différents horizons des sols. Le noir ou brun foncé indiquent un sol très riche en matière organique tandis que le rouge ou le jaune indique une forte présence de fer sous sa forme oxydée. Si le sol est régulièrement saturé en eau, l’oxygène vient à manquer et les organismes du sol utilisent alors celui fixé au fer : le fer ainsi réduit fait prendre au sol des teintes gris-vert.
- La texture : elle dépend de la proportion des 3 tailles de particules minérales (sable, limon et argile). Un sol à dominante sableuse est rugueux au toucher car les particules de sables sont les plus grosses. Un sol à dominante limoneuse sera soyeux alors qu’un sol très argileux sera plastique et collant comme de la pâte à modeler. La texture influence d’autres propriétés : un sol très sableux retiendra bien moins d'eau et de nutriments qu'un sol argileux.
- La structure : c’est l’arrangement des particules du sol entre elles en agrégats. Elle dépend de la texture, mais est aussi influencée par les facteurs biologiques, climatiques et géologiques. En émiettant le sol, on peut visuellement distinguer différents type de structures :
→ les structures particulaires qui montrent peu de cohésion entre les éléments du sol (peu d'agrégats).
→ les structures compactes, où les éléments sont agglomérés les uns aux autres en une masse sans pouvoir individualiser d'agrégats.
→ les structures fragmentaires, qui laissent apparaître des agrégats individualisés. La plupart des sols cultivés ont une structure fragmentaire, la plus favorable pour le développement de la végétation.
Les sols varient en fonction d’un grand nombre d’autres paramètres le plus souvent très étroitement reliés entre eux. Pour s’y retrouver dans autant de diversité, les scientifiques ont mis en place des référentiels nationaux et internationaux permettant de classer les grands types de sols.
Les sols des villes et notamment les jardins résultent d’un mélange très particulier de facteurs naturels et humains qui les rendent très complexes à étudier. Ils sont considérés comme des sols et étudiés comme tels par les scientifiques depuis seulement une vingtaine d’années !
Une mosaïque de micro-habitats
Un seul sol renferme une grande diversité d’habitats ! On y retrouve des habitats de différentes tailles : de quelques millièmes de millimètres dans les micropores jusqu'à plusieurs millimètres dans les macropores.
Les conditions de vie offertes aux organismes peuvent fortement varier sur de très courtes distances, à quelques centimètres près : selon la quantité d’air ou d’eau, les concentrations en matières organiques, le pH, etc… différentes espèces s’y développeront en fonction de leurs besoins écologiques. La plupart des espèces se retrouvent dans les premiers centimètres du sol où la concentration en matière organique est plus élevée.
Il existe aussi des zones particulières où les conditions environnementales sont fortement modifiées par l’activité des êtres vivants. La rhizosphère, la sphère d’influence des racines des plantes, est le siège d’une activité biologique intense. Les racines des plantes sécrètent (ou exsudent) en continu en mélange de molécules qui modifient l’environnement local du sol créant ainsi un environnement très favorable pour les microorganismes. Vivantes ou mortes, les racines sont aussi une source de nourriture essentielle pour de nombreux organismes !
De même la drilosphère (zone influencée par l’activité des vers de terre) et la myrmecosphère (zone influencée par l’activité des fourmis) créent des conditions favorables pour d’autres organismes.