L`EROSION DES TERRES AGRICOLES
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1 INITIATION A LA PEDOLOGIE D341 – 10L2 I. DECRIRE UN SOL ...................................................................................................................................... 3 FOSSE PEDOLOGIQUE .................................................................................................................................... 3 ELEMENTS A DECRIRE................................................................................................................................... 3 COULEUR ...................................................................................................................................................... 3 TEXTURE : COMPOSITION EN ELEMENTS MINERAUX CLASSES PAR GROSSEUR............................................... 3 Définition des textures ...................................................................................................................... 3 Terre fine : argiles, limons et sables ( < 2mm) ......................................................................................... 3 Terre grossière ( > 2 mm)......................................................................................................................... 3 Apprécier le toucher : humecter, écraser-rouler l’échantillon entre les doigts ............................... 3 Argile (A) ................................................................................................................................................. 3 Limon (L) ................................................................................................................................................. 3 Sable (L) .................................................................................................................................................. 3 Apprécier la part de A, L et S ........................................................................................................... 4 Test du boudin.......................................................................................................................................... 4 Analyse en laboratoire ............................................................................................................................. 4 Qualité du sol selon la texture .......................................................................................................... 4 Rôle des composants ......................................................................................................................... 4 STRUCTURE : AGGLOMERATION EN AGGREGATS PLUS OU MOINS GROS. ....................................................... 4 Structures dispersées : sols meubles ou massifs ............................................................................... 4 Structures bien formées : fragmentées ou construites ...................................................................... 4 Structures formées par fragmentation ...................................................................................................... 4 Structures construites ............................................................................................................................... 4 Effet des structures ........................................................................................................................... 4 Structure grumeleuse................................................................................................................................ 5 Structure polyédrique ............................................................................................................................... 5 Structure prismatique ............................................................................................................................... 5 Structure particulaire ................................................................................................................................ 5 ENRACINEMENT : PROSPECTION RACINAIRE ................................................................................................. 5 CAILLOUX .................................................................................................................................................... 5 Effets si peu de cailloux ........................................................................................................................... 5 Effets si trop de cailloux .......................................................................................................................... 5 HUMUS ......................................................................................................................................................... 5 NOMENCLATURE DES HORIZONS ................................................................................................................... 5 Horizon O (OL, OF, OH) ................................................................................................................. 5 Horizon A ......................................................................................................................................... 5 II. FACTEURS D’EVOLUTION D’UN SOL ................................................................................................. 7 FORMATION D’UN SOL .................................................................................................................................. 7 COMMENT SE PRODUIT L’ALTERATION DE LA ROCHE.................................................................................... 7 Selon la nature de la roche-mère : dissolution et hydrolyse............................................................. 7 Roches carbonatées .................................................................................................................................. 7 Roches silicatées ...................................................................................................................................... 7 Selon la Température et l’humidité .................................................................................................. 7 Selon la composition minéralogique ................................................................................................ 7 Selon l’acidité et le drainage du milieu ............................................................................................ 7 LES ARGILES ................................................................................................................................................. 8 III. MINERALISATION DE LA MO ............................................................................................................... 9 MATIERE ORGANIQUE : DEFINITIONS ............................................................................................................ 9 CYCLE DE LA MO ......................................................................................................................................... 9 La matière......................................................................................................................................... 9 Les processus .................................................................................................................................... 9 DECOMPOSITION ET INTEGRATION DE LA MO .............................................................................................. 9 Pédoflore .......................................................................................................................................... 9 Algues ...................................................................................................................................................... 9 Bactéries hétérophytes et saprophytes ...................................................................................................... 9 Champignons ........................................................................................................................................... 9 Actynomycètes ......................................................................................................................................... 9 2 Pédofaune ....................................................................................................................................... 10 Rôle des vers de terre ..................................................................................................................... 10 Comment se produit la minéralisation (réseau trophique) ............................................................. 10 TYPES D’HUMUS ......................................................................................................................................... 10 Mull (humus doux des terres brunes) : forêts feuillues ................................................................... 10 Moder : forêts dégradées, ou forêts résineuses .............................................................................. 10 Mor (humus brut, terre à bruyère) : landes à bruyères… .............................................................. 11 Influence du rapport Carbone/Azote (C/N) sur la dégradation ...................................................... 11 Ce qui défavorise l’humification .................................................................................................... 11 FORMATION DES HORIZONS ........................................................................................................................ 11 Migration ascendante ..................................................................................................................... 11 Migration descendante ................................................................................................................... 11 Rôle du Fer : la brunification ......................................................................................................... 11 Rôle des conditions de station ........................................................................................................ 12 RESUME DE LA FORMATION D’UN SOL ........................................................................................................ 12 FORMATION D’UN SOL SUR UNE ROCHE SILICATEE ..................................................................................... 12 1ere étape : l’altération .................................................................................................................. 12 2eme étape : installation de végétation pionnière, formation d’un ranker (= rankosol) ............... 12 3eme étape : évolution du ranker en sol brun acide (= alocrisol).................................................. 12 4eme étape : évolution du sol brun acide vers un sol brun (= brunisol) ........................................ 13 Conclusion : les conditions de station jouent un rôle important .................................................... 13 FORMATION D’UN SOL SUR UNE ROCHE CARBONATEE ................................................................................ 13 1 ere étape : dissolution de la roche mère, formation d’argiles de décalcification........................ 13 2eme étape : installation de la végétation, formation de Rendzine (= Rendosol) .......................... 13 3eme étape : évolution de la Rendzine vers un Sol brun calcaire (= Calcosol) : décarbonatation croissante et brunification .............................................................................................................. 14 4eme étape : évolution du Sol brun calcaire vers un Sol brun calcique (= Calcisol) .................... 14 RESUME DE L’EVOLUTION DES SOLS ACIDES ET CALCAIRES........................................................................ 14 Roche mère siliceuse ...................................................................................................................... 14 Roche mère calcaire ....................................................................................................................... 14 SOLS DEGRADES : LE DEFICIT DES BASES .................................................................................................... 15 Origine : déficit de bases ................................................................................................................ 15 Mécanisme de dégradation : acidification, déstructuration du complexe argile-Fe3+-humus et dispersion des argiles ..................................................................................................................... 15 1. Acidification ...................................................................................................................................... 15 2. Cplexe argilo humique moins stable .................................................................................................. 15 Étapes de la dégradation du sol : brunisol méoluvisol luvisol podzol ............................. 15 Résumé de la dégradation .............................................................................................................. 16 RESUME : FORMATION ET DEGRADATION DES SOLS .................................................................................... 17 Roche mère siliceuse ...................................................................................................................... 17 Roche mère calcaire ....................................................................................................................... 17 Dégradation d’un brunisol ............................................................................................................. 17 3 I. DECRIRE UN SOL FOSSE PEDOLOGIQUE Repérer les unités de végétation. Dans un emplacement représentatif de l’unité, creuser une fosse (1m x 1m) : - un profil par unité en zone plate - deux profils par unité en zone pentue ELEMENTS A DECRIRE Pour chaque horizon, décrire : - couleur - texture - structure - enracinement - présence de cailloux COULEUR Un horizon non dégradé présente une répartition des couleurs. En général : - horizon de surface : plus foncé (ex : brun chocolat) - horizon de profondeur : plus clair (ex : jaune-ocre) Noter les nuances, les taches, les inversions de couleurs. TEXTURE : COMPOSITION EN ELEMENTS MINERAUX CLASSES PAR GROSSEUR. Définition des textures Terre fine : argiles, limons et sables ( < 2mm) - argiles : 0 – 2 µm - limon : 2 – 50 µm - sable : 50 µm – 2 mm Terre grossière ( > 2 mm) Apprécier le toucher : humecter, écraser-rouler l’échantillon entre les doigts Argile (A) sec : très dur, très cohérent humide : collant, résistant à la pression, peut se rouler en boudin très humide : très collant, « pâte à modeler » Limon (L) sec : poussièreux, sèche et tache les doigts. Humide : doux, peu collant (comme calc), voire savonneux, ne résiste pas à la pression, pas modelable. Sable (L) grossier (> 0.2 mm) : gratte les doigts, sensible au toucher fin (< 0.2 mm) : pas sensible au toucher, mais perceptible à l’oreille (crissement). Si mélangé avec argile ou limon, le sable apparaît après malaxage. 4 Apprécier la part de A, L et S Limon sableux LS : pas collant, sable sensible Sable limoneux SL : sable dominant Sable argileux SA : collant et plastique, mais sable dominant. Argile sableuse AS : très collant, mais gratte nettement Argile limoneuse AL : doux comme le limon, mais moins souple, résiste plus à la pression, un peu collant. Test du boudin Humidifier à la capacité au champs, rouler un boudin de 5-8 mm de ø, en faire un anneau : - boudin impossible : A < 10% - anneau casse avant d’être fermé à moitié : L ≥ A - anneau casse avant d’être fermé au 3/4 : L > A - anneau se ferme sans fissurer : A ≥ 30% Analyse en laboratoire Tamiser avec tamis successifs Déterminer textures avec triangle des textures Qualité du sol selon la texture Dominante sableuse : meuble, léger, aéré mais sec (drainant). Dominante argileuse : collant, lourd, difficile à travailler. Dominante limoneuse : peu aéré, peu perméable, facilement tassé. Rôle des composants Sables et limons : rôle structural physique Argiles : rôle structural physique et chimique (complexe argilo-humique) STRUCTURE : AGGLOMERATION EN AGGREGATS PLUS OU MOINS GROS. Structures dispersées : sols meubles ou massifs Aggrégats inexistants, éléments non liés Structure particulaire ou structure massive sols sableux sols meubles (facilement lessivés) structures continues ou fondues horizon massif Structures bien formées : fragmentées ou construites Structures formées par fragmentation Effet de humidification-dessication gonflement-retrait (ex : mosaïques d’argiles séchées). structures : - polyédrique ( argiles) - prismatique (plus haut que large) ( argiles) - lamellaire (plus plat que haut) ( limons tassés) Structures construites Formées par brassage et mélange de la MO et des éléments minéraux. Liée à la présence d’un bon complexe argilo-humique. Essentiellement par les lombrics. structure grumeleuse, grenue ou granulaire. Effet des structures - stabilité (résistant à l’impact de la pluie donc au lessivage) - aération du profil (circulation air et eau, prospection racinaire) 5 Structure grumeleuse Beaucoup d’espace entre les grumeaux (bonne aération, bonne rétention d’eau, bonne prospection racinaire. Stabilité élevée (résistance à l’érosion). Structure polyédrique Stable. Moins poreux, plus compact (enracinement dans les fissures) l’enracinement dépend de la taille des polyèdres (petits meilleure) Structure prismatique Idem. Encore plus compact, prismes de grande taille, mauvaise prospection racinaire. Structure particulaire Pas d’agglomération entre les éléments instable facilement lessivé. ENRACINEMENT : PROSPECTION RACINAIRE Noter la prospection par les racines. Causes de non prospections : - niveau induré, compact - texture défavorable - nappe d’eau - cailloux trop abondants CAILLOUX Effets si peu de cailloux Discontinuité dans le matériau, macroporosité limite le tassement et favorise le drainage Effets si trop de cailloux Drainage excessif perte de réserve d’eau Bloquage du développement racinaire. HUMUS La structure du sol dépend en grande partie de la formation de l’humus. Rôle capital : - complexe argilo-humique - nutrition des plantes Les humus sont classés en 3 familles : mull, moder et mor (cf plus bas). NOMENCLATURE DES HORIZONS Horizon O (OL, OF, OH) Débris végétaux plus ou moins transformés. MO et humus. Cf tableau. Horizon A Organo-minéral. Mélange MO et M minérale. 6 Horizon O débris végétaux plus ou moins transformés OL (L comme litière) OF (F comme fragmenté) débris peu évolués, reconnaissables mélange : résidus peu fragmentés + MO > 70% en volume de fine. Parcouru par fines racines + mycélium MO. Produit de teinte foncée. Possibilité de grains minéraux visible à l’œil nu. OLn litière fraiche Olv litière peu transformée, par les champignons. Tissus décolorés et ramolis OFr OH (H comme humus) OFm OH faible % de MO fine. Pulvérisation très Structure en tapis poussée. Plus de paquets de feuilles. Mycélium important Horizon A organo-minéral, mélange de MO et M minérale. Structuration d’origine biologique Tableau : nomenclature de l’horizon O : selon le degré de décomposition de l’humus, de la litière fraîche à l’humus formé à plus de 70%. 7 II. FACTEURS D’EVOLUTION D’UN SOL FORMATION D’UN SOL Altération de la roche-mère : - par les agents atmosphériques (climat) Minéralisation de la litière organique : - par les agents biologique (végétation) Incorporation de la matière organique (lombrics) : mélange d’humus et de minéraux COMMENT SE PRODUIT L’ALTERATION DE LA ROCHE Selon la nature de la roche-mère : dissolution et hydrolyse Roches carbonatées Dissolution par l’eau : CaCO3 + CO2 + H2O Ca(CO3H)2 (bicarbonate de calcium) Roches silicatées Hydrolyse par les acides humiques : - silice (quartz) sables siliceux - alumino-silicates argiles Exemple du granite : - feldspath et micas argiles - quartz sable de silice l’ensemble donne l’arène granitique (sable + argiles). Selon la Température et l’humidité Réactions chimiques accélérées par les climats chauds et humides hydrolyse et dissolution plus rapides. Selon la composition minéralogique Micas noir (biotite), plagioclases (feldspath) facilement dégradés Quartz, orthose, micas blanc (muscovite) stables Donc les roches riches en plagioclases et biotite seront plus facilement altérées que des roches riches en silice. Figure : composition des familles de roches magmatiques. Selon l’acidité et le drainage du milieu Effet des conditions de station. Humus ± acides roche ± hydrolysée 8 LES ARGILES Silicates d’Alumine hydratés (aluminosilicates). Colloïdes électronégatifs fixent les cations (notamment Ca2+) l’argile fixe les sels minéraux nutritifs (Notamment NO3- via Ca2+) dans le sol. Organisation en feuillets alternes : alumine / silice. Différentes formes d’alternance selon la composition chimique de l’alumino-silicate. La nature de l’argile dépend de l’organisation et de l’espacement des feuillets. Complexe argilo-humique du sol : mélange d’humus et de matière minérale. 9 III. MINERALISATION DE LA MATIERE ORGANIQUE MATIERE ORGANIQUE : DEFINITIONS MO totale (tout ce qui est riche en carbone) MO > 2mm Rôle capital dégradation des sols forestiers MO < 2 mm (ce qui est dosé en labo) Produits transitoires (issus de la prolifération bactérienne) 1-5% de la MO dosée : pédofaune & pédoflore 90% de la MO dosée : humus La MO est minéralisé par l’activité biologique du sol (pédofaune et pédoflore). CYCLE DE LA MO La matière Minéralisation primaire : MO vivante (plantes) MO fraiche Matière minéralisé ( MO vivante …) Minéralisaiton secondaire : MO vivante (plantes) MO fraiche Humus Matière minéralisée ( MO vivante …) Les processus Croissance végétale mort accumulation de litière humification minéralisation (dégradations oxydatives) absorption par plantes croissance végétale … DECOMPOSITION ET INTEGRATION DE LA MATIERE ORGANIQUE Pédoflore Algues Cyanophycées, rhodophycées (algues rouges), diatomées, chlorophycées (algues vertes) Bactéries hétérophytes et saprophytes Aérobies. Nécessitent un sol aéré, non saturé en eau. Certaines bactéries spécialisées dégradent la cellulose, d’autres les protéines : °cellulose, sucres CO2 °protéines aa ammonification nitrification (pseudomonas, nitrosomonas, pseudobacter). Voir détails dans cours O4L1 – pollution de l’eau. Champignons Principale biomasse de pédoflore ; saprophytes, prédateurs, parasites, symbiotiques. Actynomycètes Champignons primitifs / pas de noyau ; synthétisent biotiques, antibiotiques ; dégradent molécules complexes. aa NH4+ NO2NO3Protéines (acides aminés) (ammonium) (nitrites) (nitrates) protéolyse ammonification nitritation nitratation (nitrosomonas) (nitrobacter) nitrification bactéries hétérotrophes bactéries autotrophes Tableau : produits principaux de la dégradation des protéines. 10 Pédofaune - Protozoaires (rhizopodes, ciliés) : contrôlent la prolifération des bactéries ! - Rotifères - Tartigrades - Nématodes - Arthropodes (myriapodes, arachnides, insectes) ; cf cours myriapodes et arachnides. - Annélides (vers de terre) ; cf grands plans du règne animal Rôle des vers de terre Rôle CAPITAL : - Brassage du sol descente de MO et remontée de minéraux. - Aération du sol galeries (< 6m prof.) - Dégradation des MO : leurs galeries sont occupées par 50% des fixateurs bactériens nonsymbiotiques. - Création du complexe argilo-humique. Comment se produit la minéralisation (réseau trophique) Chute des feuilles Pluies humectant la litière Lessivage et envahissement de la surface par la microflore Attaque de la surface par les collemboles et les acariens Les petites larves de diptères aggrandissent les trous et perforent les feuilles La microflore envahit l’intérieur des feuilles Découpage par la macrofaune. La surface augmente dans les excréments activité bactérienne favorisée. Reprise des fragments par les collemboles, les acariens et les larves de diptères. Pulvérisation graduelle de la MO. Les lombrics passent à travers ce processus en transportant, mélangeant et enfouissant les fragments. En résumé : - arthropodes et lombrics commencent le travail en fragmentant la matière. - cette fragmentation relance l’activité bactérienne responsable de la minéralisation. TYPES D’HUMUS La nature de l’humus caractérise la minéralisation de la litière et conditionne l’évolution du sol. Mull (humus doux des terres brunes) : forêts feuillues Milieu aéré, alternance chaleur/humidité bonne activité biologique, vers de terre ( incorporation de la litière) bon complexe argilo-organique bonne structure Moder : forêts dégradées, ou forêts résineuses Milieu plus acide, activité biologique ralentie, lombrics remplacés par les Enchytraéides pas de mélange intime MO/matière minérale juxtaposition cplxe argilo-humique réduit. 11 Mor (humus brut, terre à bruyère) : landes à bruyères… Milieu très acide plus de pédofaune, seulement des champignons. Décomposition ± inexistante. Influence du rapport Carbone/Azote (C/N) sur la dégradation - C/N élevé dégradation difficile (épicea, hêtre, pin sylvestre…) - C/N bas dégradation facile (douglas, noisetier, charme, merisier, châtaigner, chêne…) Ce qui défavorise l’humification - T° basses - sols acides (végétation) - sols mal aérés (compactés, indurés, inondés…) - sécheresse / inondations - pédofaune/pédoflore abîmée (pratiques culturales, pesticides…) - C/N élevé Dans les sols gorgés d’eau, les bactéries aérobiques ne se développent pas. - La dégradation se fait par activité anaérobie (fermentation) et libère des produits comme le méthane, l’anyhdride sulfurique (H2S) et l’ammoniac (NH3). - En milieu très acide, la décomposition est pratiquement stoppée tourbières. FORMATION DES HORIZONS Migration ascendante - Lombrics - Cycle de la matière : absorption en profondeur, restitution en surface. Migration descendante - Lombrics - Lessivage par l’eau : entraînement des sels solubles et des argiles. profil d’un sol jeune : O A C A est le fruit du complexe argilo-humique Rôle du Fer : la brunification Fer oxydé + argiles - pont argiles-Fe = brunification, qui donne une couleur brune aux argiles. - apparition d’un horizon S non biologique : structure par rapport à la roche mère. La brunification n’a lieu que sous certaines conditions : - climat tempéré - humus Mull (la formation des sols bruns dépend de la présence du Mull, donc de ?) - bonne aération - richesse en Fe et en Argile suffisantes profil d’un sol évolué, non dégradé : O A S C dégradation litière MO + Mminérale cplxe argilo-humique horizon structural roche-mère 12 Rôle des conditions de station Pour comprendre un sol, il faut connaître : - nature géologique de la roche - température - pluviosité, humidité - érosion - drainage - végétation RESUME DE LA FORMATION D’UN SOL Roche mère Altération Matière minérale (hydrolyse, dissolution) (argiles, limons, sables) Profil cplxe argilohumique. Mélange intime Végétation Humification de MO Humus (mull, moder, horizon A (pédoflore, pédofaune) mor)+ minéraux Profil Roche-mère Selon conditions (T°, nature des roches, nue saturation en eau, etc.) Sol jeune Lombrics, cycles matière O A C Brunification structuration Horizon S Fe s’associe aux argiles O A S C Sol évolué FORMATION D’UN SOL SUR UNE ROCHE SILICATEE 1ere étape : l’altération L’altération commence par l’hydrolyse des roches silicatées : Roche Hydrolyse par acides silicatée humiques Arène siliceuse : Silice (SiO2) Alumine (Al2O3) + ++ + ++ Ions K , Ca , Na , Mg 3+ Oxydes d’Alu Al et de Fer Fe(OH)2 Silice libérée + silice + eau Argiles Fixation sur l’argile fixation sur l’argile Brunification 2eme étape : installation de végétation pionnière, formation d’un ranker (= rankosol) La végétation s’implante sur la roche quasi nue, très pauvre en minéraux, notamment l’azote. C/N très élevé. Ex : bruyère, callune, fougère, lichen, mousse. Naissance d’un humus d’abord acide (riche en silice, pauvre cations-bases) Moder ou Mor. Formation d’un ranker (= rankosol) : O : moder, voire mor A : épais : 20-30cm et foncé, peu structuré, caillouteux, pH4.5 C : roche mère (granite par exemple), arène 3eme étape : évolution du ranker en sol brun acide (= alocrisol) La roche mère libère progressivement cations et argiles. Les argiles formées absorbent une partie des cations (K+, Ca2+, Na+…), le reste est lessivé. Une végétation améliorante prend le relai (plus nitrophile, C/N moins élevé) grâce aux minéraux plus abondants. Ex : bouleau, chêne. Végétation, plus facile à décomposer, plus favorable aux micro-organismes du sol. L’activité biologique du sol augmente, l’humification est meilleure (mor mull acide). Meilleure formation du cplxe argile-humus structuration de l’horizon A. L’Al3+ s’associe aux argiles non associé à l’humus, puis le Fe prend le relai ; l’horizon S se structure. 13 Formation d’un sol brun acide (= alocrisol) : O : dysmull ou oligomull pH5 A : clair, peu épais, structure fragile Sal : structure polyédrique subanguleuse + microstructure grumeleuse C : roche mère 4eme étape : évolution du sol brun acide vers un sol brun (= brunisol) Le rôle de Al3+ diminue au profit du Fe3+. La brunification s’accélère. L’activité biologique est stimulée passage de l’Oligomull au Mésomull. Formation d’un sol brun (= brunisol) : O : mésomull pH 6 à 6.5 A : bien structuré S : les argiles sont liées au fer couleur brune C : roche mère La progression n’arrive pas toujours à son terme. Exemple : granite riche en micas noirs pauvre en plagioclase formation d’argiles limitée. En montagne, le sol s’arrêtera au stade rankosol ou alocrisol. Exemple : un granite riche en micas blanc (muscovite) en plaine pourra arriver à son terme (rôle de la T°). Exemple : en sommet de pente, l’érosion peut rajeunir le sol en permanence p.ex. rankosol d’érosion. Conclusion : les conditions de station jouent un rôle important Pour interpréter un sol, tenir compte de : - nature de la roche ( nature de l’érosion) - températures ( vitesse d’altération) - pluviométrie / drainage ( vitesse d’altération) - végétation (C/N type d’humus) - topologie (degré d’érosion) - influences humaines (pratiques agricoles…) FORMATION D’UN SOL SUR UNE ROCHE CARBONATEE 1 ere étape : dissolution de la roche mère, formation d’argiles de décalcification La calcaire Ca(CO3)2 est dissout par l’eau carbonatée, libérant les aluminosilicates formation d’argile. Décarbonatation : tant qu’il y a du calcaire dissout, le profil s’approfondit. 2eme étape : installation de la végétation, formation de Rendzine (= Rendosol) La végétation s’installe. L’humus est un mull calcique : blocage précoce de l’humification. Formation du complexe argile-Ca2+- Humus. sol jeune : Rendzine (= rendosol), équialent du ranker sur roche mère acide : O : mull calcique bloqué Aca : noir, très humifère et structuré, grumeaux très stables, activité bio intense, pH ≥ 7.5 à 8, nombreux cailloux calcaires C : calcaire 14 3eme étape : évolution de la Rendzine vers un Sol brun calcaire (= Calcosol) : décarbonatation croissante et brunification La dissolution de la roche mère se poursuit, libérant des argiles : Le sol s’approfondit. Sol plus riche en minéraux permet l’installation d’une végétation arborescente. Plus de litière, plus de MO fraîche. Activité microbienne accrue, qui produit CO2 et des acides humiques. La dissolution du calcaire se poursuit etc … Lorsque l’humus est saturé en argiles, l’horizon S se met en place. Le processus croissant de décarbonatation s’accompagne de la brunification : Fe3+ se substitue à Ca2+ dans le cplexe argilo-humique. Formation du sol brun calcaire (= calcosol) (équivalent du brunisol sur RM calcaire) O : Mull eutrophe Aca : se réduit (humus légèrement acidifiant) couleur moins sombre, pH7 S : s’approfondit C : calcaire Tout le profil est effervescent à HCl. 4eme étape : évolution du Sol brun calcaire vers un Sol brun calcique (= Calcisol) Si la roche-mère est assez tendre et riche en argiles, la dégradation se pousuit. apparition du sol Brun calcique (= calcisol), voire d’un brunisol non effervescent à HCl O Aci : non effervescent S C RESUME DE L’EVOLUTION DES SOLS ACIDES ET CALCAIRES Roche mère siliceuse Mor Ranker (Rankosol) Oligomull Sol brun acide (Alocrisol) Mésomull Sol brun (Brunisol) L’évolution est déterminée par l’amélioration de la végétation (C/N baisse peu à peu l’humus s’améliore brunification). Roche mère calcaire Mull calcique Mull eutrophe Rendzine (Rendosol) Sol brun calcaire (Calcosol) Mull eutrophe Sol brun calcique (Calcisol) L’évolution est déterminée par la décarbonatation croissante de la roche mère (approfondissement accroissement de la MO libération de CO2 et d’acides qui accélèrent la dissolution). 15 SOLS DEGRADES : LE DEFICIT DES BASES Origine : déficit de bases C’est souvent un déficit de base (cations Fe3+, Ca2+) qui est à l’origine de la dégradation d’un sol. Dû à tout ce qui réduit l’activité organique : - incendies répétés - prélèvement systèmatiques du sous-bois, des lisières - mauvais travail hors sol lors de mise en andains. - disparition des calcicoles ou neutrophiles au profit de végétation à C/N plus élevé. Accentué par forte pluviométrie en hiver. Les limons semblent plus favorables à la dégradation des sols. À l’inverse, les amendements calciques ou humiques visent à renforcer les complexe argilohumique, donc la structure du sol, point de départ de la résistance aux aggressions. Mécanisme de dégradation : acidification, déstructuration du complexe argile-Fe3+humus et dispersion des argiles Déficit dans l’équilibre des bases (Fe3+, Ca2+) agit de deux façons simultanées : 1. Acidification baisse de l’activité biologique, raréfaction des lombrics moins de remontées d’argiles. 2. Cplexe argilo humique moins stable dispersion des argiles, moins retenues par les humus destruction des horizons de surface. L’effet est : lessivage des argiles sol dégradé végétation secondaire restituant moins d’humus le cycle régressif s’accélère. Pendant tout le processus le pH baisse, passant de pH6 pH4 dans un podzol. Étapes de la dégradation du sol : brunisol méoluvisol luvisol podzol 1. lessivage mécanique 2. lessivage acide 3. podzolisation. 1. Le lessivage mécanique commence par lessiver les argiles liées au Fe III. Destructuration du cple argilo-humique. Humus de type mull moder appauvri, assez coloré et structuré. Sol brun lessivé (= Méoluvisol). Horizon d’accumulation : argile liée au Fer 2. Puis l’activité biologique diminue, le sol est moins aéré réduction du Fe III en Fe II Les acides organiques liés au Fe II sont lessivés la destructuration du cplexe argilohumique est accentuée. Le lessivage mécanique s’accentue. Humus de type moder très appauvri en argile et Fer, décoloré et peu structuré Sol lessivé (= Luvisol) Horizon d’accumulation : argile liée au Fer, acide fulvique 16 3. Dans des conditions bien précises de forte humidité temporaire, l’activité biologique chute destruction complète du complexe argilo-humique, puis des argiles, par la matière organique aggressive. Humus de type mor. Sol podzolique (= Podzol), caractérisé par la destruction des argiles. Horizon d’accumulation avec : alumine, oxyde de Fe, acides humiques. Résumé de la dégradation 1. Lessivage mécanique : destructuration du cplexe a-h, qui est lessivé. le sol s’acidifie (mull moder). 2. Lessivage acide : manque d’aération l’acidité réduit Fe III en Fe II cplexe a-h détruit lessivage des argiles et du Fe II lié aux acides. Moder Moder pauvre 3. Podzolisation : l’activité biologique chute destruction des argiles par l’acidité. Moder Mor. Brunisol méoluvisol (sol brun lessivé) luvisol (sol lessivé) podzol (sol podzolique). 17 RESUME : FORMATION ET DEGRADATION DES SOLS Roche mère siliceuse Mor Oligomull Ranker (Rankosol) Mésomull Sol brun acide (Alocrisol) Sol brun (Brunisol) Évolution déterminée par l’amélioration de la végétation (C/N baissehumus s’améliorebrunification). Roche mère calcaire Mull calcique Mull eutrophe Mull eutrophe Rendzine (Rendosol) Sol brun calcaire (Calcosol) Sol brun calcique (Calcisol) Évolution déterminée par la décarbonatation croissante de la roche mère (approfondissementvégétation amélioréeplus de MOlibère CO2 et acidesdissolution accélérée). Dégradation d’un brunisol Mull Moder Moder appauvri Mor Sol brun Sol brun lessivé (Méoluvisol) Sol lessivé (Luvisol) Sol podzolisé (Podzol) Lessivage mécanique lessivage acide podzolisation Évolution déterminée par le déficit de bases (Ca II et Fe III) - acidification dégradation de l’activité biologique - déstabilisation du cplexe organo-humique lessivage puis destruction des argiles.
