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Terre-à-terre...

Le sol méconnu

Moins bien connu que l’espace ou les grands fonds marins, pas très accessible, ce milieu n’est pas susceptible de valoriser financièrement et à court terme de lourds investissements de recherche. Sa méconnaissance calculée ou involontaire, qui conduit à le traiter comme un substrat industriel reproductible à ‘optimiser', est par contre susceptible de mener des civilisations à leur pertes, des populations à la famine, des nations à s’entretuer. Fragile et non renouvelable mais aussi fortement changeant verticalement (en quelques centimètres) et horizontalement (en quelques mètres), avec d’incroyables discontinuités, le sol est difficile à décrire. Selon son humidité un même horizon peut être tendre comme du beurre ou dur comme la pierre.
Sondage à la tarière à main
Tout bêtement, il est rare de pouvoir observer au détour d’un chemin un profil de sol frais (sur 2 mètres de profondeur environ) et encore plus rare de pouvoir en comparer plusieurs dans la même journée. Certains talus font office de fenêtres, mais sont rarement représentatifs du vrai sol qui se développe juste à côté et dans tous les cas ne permettent pas de comparer des enracinements. Au mieux, on connaît ce que l’on travaille soit 30 à 40cm. Comme le peu de terre que l’on remonte d’un fond de labour semble de plus en plus compact, stérile, caillouteux, qu’une partie des racines visibles a toujours tendance à être déviée horizontalement, l’extrapolation est tentante : plus on descend et moins il doit s’y passer de choses intéressantes. Mais cela est souvent faux !

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Le sol complexe

Le sol est un volume poreux de quelques décimètres à plusieurs mètres d’épaisseur. Il évolue et se transforme lentement à partir d’un matériau parental initial : ainsi un cailloutis sableux calcaire (alluvions, moraine, éboulis) peut donner en quelques dizaines de milliers d’années un sol argileux, acide et sans cailloux, ce qui est l’exact opposé en terme de propriétés agronomiques. Il a « enregistré » en se modifiant les pulsations du climat et de la végétation depuis des milliers d’années. Chaque type de sol raconte une histoire qu’il est utile de connaître pour en prévoir les propriétés, les fragilités, profiter des expériences réussies, éviter les catastrophes annoncées. Les sols sont répartis en couvertures pédologiques, patchworks de types différents, plus ou moins logiquement agencés dans le paysage.
Profil pédologique
Ce volume fait office d’interface de transition entre la roche ‘saine’ et l’atmosphère. Tant qu’il y a des racines on peut parler de sol car une racine modifie toujours son environnement minéral immédiat et l’utilise d’une manière ou d’une autre (cations, eau). Et dès qu’il y a une différence avec le matériau parental géologique, cela fait partie du sol, même s’il n’y a pas ou plus de racines. Par ailleurs, le matériel parental est, bien plus souvent qu’on ne croit, et surtout en coteau et pied de coteau, composé d’une ou de plusieurs formations superficielles de recouvrement, sans aucune parenté avec le substrat géologique vraiment ancien (celui de la carte géologique par exemple). Cela brouille parfois les interprétations mais peut augmenter la profondeur possible d’enracinement jusqu’à plus de 2 à 3 mètres.

Le sol est un système exceptionnel à trois phases (solide, liquide, gazeuse), composé de matière minérale dont une partie est très active (plusieurs dizaines à centaines de mètres carrés de surface d’échange par gramme de sol), de colloïdes, de matière organique, vivante ou non, éveillée ou non, (des millions d’individus, des milliers d’espèces par gramme de sol), d’air et d’eau. Dans cette phrase, on a déjà convoqué la physique, la (bio)chimie, la microbiologie, la géologie, la climatologie et évoqué la plupart des thèmes de pointe de la science d’aujourd’hui (matières molles, interfaces, génomique, biochimie moléculaire entre autre). D’où une difficulté certaine à en parler ‘simplement’ et en quelques mots.

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Le "château"




"C’est un petit château sous nos pieds", dont il ne faut sous-estimer ni la beauté ni la complexité, ni la difficulté d’approche. Nous allons filer la métaphore architecturale (quand je cite les chiffres ce sont de vrais ordres de grandeurs).

- Le ‘château’ peut faire 300 m² ou 30m², plutôt un modeste appartement dans ce cas (30cm ou 3m de profondeur racinaire).
- Son entrée (les 40 premiers centimètres) sert de sas et doit évidemment être perméable aux entrées et aux sorties (pas compactée). Un hall d’accès splendide peut ne déboucher sur rien. Une petite pièce d’entrée modeste peut cacher des vastes pièces confortables.
- Ses habitants, vivants jusqu’à plus de 1m50 on trouve des vers anéciques. Certains organismes fabriquent des matières nutritives utilisables directement ou par symbiose avec les racines des plantes à partir de la roche ou de l’azote de l’air ou de la matière carbonée. D’autres sont pathogènes et d’autres encore reforment des minéraux en les concentrant.
Petite fosse pédologique
- Ses réserves (en cations, en oligo-éléments, en carbone, phosphore, potasse). Certains sols n’en ont naturellement pas (n’ont que de 'petites glacières', d’autre sont très gâtés et abritent d’énormes garde-manger bien garnis. En général dans ces sols il existe en plus des formes de réserves minérales bien présentes mais difficiles à extraire. Les variétés cultivées sélectionnées depuis 50 ans sont en général mal armées pour trouver ces réserves cachées, puisqu’elles ont été choisies justement pour leur faculté de valoriser des alimentations faciles et abondantes. Elles n’ont plus la clef génétique pour ouvrir les coffres-forts les plus enfouis.
- Ses citernes (un sol peut stocker de 30 à 300 litres par mètre carré, d’eau utile pour les plantes (et 1/3 en plus en tout, y compris l’eau non utilisable).
- Son architecture solide, ou fragile, capable de résister aux orages, à l’érosion (matière organique et cations).
- Ses stocks: de quoi abreuver et nourrir tous ses habitants et alimenter leurs voisins du dessus (les plantes) pendant 10 jours ou 150 jours.
- Certains de ces composants deviennent toxiques pour ses visiteurs, même si ses habitants s’y sont habitués (aluminium, acidité).
- Être lumineux, spacieux, avec de confortables couloirs d’accès, ou au contraire fait de pièces minuscules, sans fenêtres et quasi introuvables, mal aérées.

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La vie des sols



Les habitants du château! Soldats, ingénieurs, princes charmants, les équipes nombreuses de chercheurs qui travaillent autour ont chacun leur métaphore.
Depuis les vers anéciques de plus de 40cm, jusqu’à des nano-archées de quelques fractions de microns, ils sont des millions à cohabiter la dessous. En poids: cette matière vivante ne représente que 5% des 2 à 5% de matière organique totale vivante ou morte des 30 premiers centimètres de sol. Donc à peine 0.025% de la masse du sol.
Vers de terre
A une même date, avec des occupations équivalentes, (forêt, prairie, culture) mais sur des sols différents, une activité biologique « normale » peut varier de 1 à 10. Dans un même sol, mais selon la date de prélèvement, l’activité biologique peut varier de 0 à 100. De même entre un sol agricole très maltraité (tassé et fortement impacté par les pesticides) et un sol de forêt. Mais activité très diminuée n’est pas équivalent à stérilisation ou mort des sols. Un sol n’est jamais "mort": fatigué, tassé, érodé, acidifié, certes, mais "mort" c’est quasi impossible à concevoir. Et on constate tous les jours l’incroyable capacité de résilience d’un sol (tant qu’il n’est pas érodé ou bétonné, évidemment).
En utilité: c’est évidemment un compartiment bien plus important. Le problème c’est de compter ces petits travailleurs qui arrêtent de se diviser, s’endorment, ou peuvent même s’arrêter de respirer (tout en gardant leur pouvoir de ressusciter) dès que le milieu n’est plus à leur gout et plus assez alimenté (en eau, en matière organique ou en oxygène). Ce pourquoi un minimum de 1 à 1.5% de carbone organique (1.7 à 3% de matière organique) doit être maintenu à tout prix, faute de voir les populations actives s’effondrer avec des conséquences aujourd’hui bien connues. Mais dès que ces conditions, somme toute assez 'simples', sont réunies l’extraordinaire faculté de division de ces populations permet une recolonisation satisfaisante, les dégradations de la plupart des molécules pesticides redémarrent (la plupart…)... Pour les vers de terre et les multiples petits insectes c’est matériellement un peu plus long, mais très bien constaté aussi.
Vergers - agriculture
Simples? Pas tant que cela en fait, puisque remonter un taux de matière organique est coûteux, délicat (il faut choisir les manières selon type de sol, climat, topographie, culture), et avoir des effets indésirables temporaires ou même durables s’ils ne sont pas réalisés convenablement.
De très nombreux organismes techniques travaillent autour de ce thème et échangent leurs expériences. Depuis 10 ans la connaissance de la vie du sol est en pleine explosion grâce aux outils, entre autre, de la métagénomique (on étudie les chaînes d’ADN extraites directement du sol, sans avoir besoin de cultiver les bactéries sur un milieu artificiel). Les dizaines de chercheurs et ingénieurs, s'efforcent de leur mettre un nom, comprendre leurs interactions, et leurs fonctions. Ce qui est fascinant, c’est la façon dont ces techniques de pointe se (ré)concilient avec les connaissances empiriques les plus anciennes. Espérons que cette complexité retrouvée va durablement impressionner les apprentis sorciers en herbe, toujours prêts à exploiter, inoculer, "désinfecter", modifier, ce qu’ils ne connaissent que depuis hier soir.

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Les racines

Nombre, taille, âge, forme, fonctions… Là encore c’est un système très difficile à décrire et à quantifier. Une expérience personnelle: comme il y a plusieurs "ventres" racinaires, il y a des effets artificiels qui faussent les observations. Quand un profil s’arrête à 80cm, on perçoit l’enracinement comme semblant s’arrêter juste au-dessus, mais si le profil descend à 150cm c’est la même chose. A partir de 200cm, on commence à avoir une vue d’ensemble convenable (au-delà cela devient vraiment délicat à réaliser pratiquement, bien que possible avec des précautions).
On sait aujourd’hui qu’elles accueillent au cœur de leur cellules des « endo-mycorhyzes » qui leur permettent d’assimiler directement des éléments sensés être inaccessibles (le phosphore en particulier).
Enracinement de profondeur dans le rocher fissuré
On comprend alors que cette symbiose ne soit pas aussi performante avec des racines rares, fines, peu pérennes, qu’avec des réseaux denses, anciens, bien lignifiés. Leurs exsudats sont une véritable potion magique pour les microorganismes de la fine portion de sol qui les entoure. Il y a donc encore une (autre) vie biologique en profondeur, très localisées autour des coiffes racinaires.

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La cartographie

La plupart des conseils agronomiques doivent être rapportés à un type de sol. Pour tenir compte intelligemment de la variabilité des sols, une description correcte de la couverture pédologique est nécessaire. C’est bien différent du commentaire d’un profil isolé.
Même en France la couverture cartographique des sols n’est pas complète. La description parfaite n’existe pas (c’est la mythique carte à l’échelle 1). Le coût de la cartographie à grande échelle est explosif et ne peut être envisagé systématiquement. Beaucoup de biais ont été imaginés (secteurs de référence, zones pilotes, etc…) mais une cartographie mutualisée et associée à la formation directe des utilisateurs (agriculteurs, techniciens), qui peuvent alors "finir le travail" à la parcelle, s’il le veulent, nous semble une solution intermédiaire très valable.


Cartographie de la couverture pédologique
Sigales - Etudes de Sols et de Terroirs
Sigales - 38410 St Martin d'Uriage