TP 14 Le sol, une ressource fragile

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TP 14 Le sol, une ressource fragile
Le sol, qui correspond aux premiers mètres de la surface terrestre, alimente les plantes et de nombreux
animaux.
Le sol est une ressource fragile dont la dégradation rapide et massive, du fait des pressions économiques et
démographiques, a une incidence au niveau planétaire. Plus de 6 milliards d’êtres humains en dépendent.
Comment l’Homme peut-il à la fois exploiter le sol pour répondre à ses besoins et le préserver
durablement ?
I. L’organisation d’un sol :
1. Qu’est-ce qu’un sol ?
Horizon d’altération de la roche mère. C’est l’horizon le plus profond d’un sol.
Horizon d’accumulation. Il est constitué par les éléments des horizons supérieurs qui,
lessivés (entraînés en profondeur) par l’eau d’infiltration s’y accumulent.
Litière. Elle est composée essentiellement de débris végétaux (branches, feuilles…) et
animaux (excréments, cadavres…) ainsi qu’un grand nombre d’êtres vivants de taille
diverse (lombrics, bactéries, champignons).
Horizon humifère. Il est riche en humus (fraction de la matière organique qui reste dans le
sol après décomposition de la plus grande partie des débris animaux et végétaux
incorporés dans le sol, ces matières ont généralement une couleur foncée). Cet horizon
contient également quelques débris de roches.
Le nombre d’horizons est variable d’un sol à l’autre.
2. A chacun des quatre horizons faites correspondre une des lettres de la photo.
3. Estimez pour chaque horizon, son épaisseur.
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II. Les conditions de la formation d’un sol :
b. La décomposition de la roche-mère.
Les agents climatiques tels que le vent, le gel ou l'eau
fractionnent la roche en fragments de plus en plus petits, qui
conservent la composition minéralogique de départ. Il s'agit de
désagrégation physique.
L'eau, souvent associée au dioxyde de carbone, change la
nature de certains minéraux de la roche lors d'une réaction
d'hydrolyse qui aboutit à des composés plus simples. Il s'agit
de l'altération chimique.
a.
a.Altération d’un granite (roche mère)
c. Formation de l'arène granitique.
Un granite est une roche comportant de nombreux minéraux, principalement du quartz, des micas et des
feldspaths.
Le quartz est inaltérable, mais les feldspaths sont altérables et se transforment en argiles.
Roche-mère
Sol
(Granite)
(Arène granitique)
Quartz + minéraux argileux
Quartz + feldspaths + eau + CO2
+ H20 + éléments lessivés
(Na+, K+, Si4+)
4. A partir des informations extraites des documents a, b et c, résumez les processus impliqués dans la
formation de la part minérale d’un sol.
Formation des sols.
La formation des sols est un processus extrêmement lent : un centimètre par siècle en moyenne. Les végétaux
pionniers favorisent la formation du sol par l'altération de la roche-mère via leur système racinaire et par la matière
organique qu'ils apportent. On obtient après plusieurs milliers d'années un mélange de gravier, sable, limon, argile
et humus.
5. A l’aide du document ci-dessus, commentez le temps nécessaire à la formation du sol. Pourquoi le sol
est-il qualifié de ressource non renouvelable ?
II. La composition du sol :
6. Comparer la composition du sol en été et en hiver.
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7. Commenter la phrase : « Le sol est un milieu vivant. »
III. Etude de quelques caractéristiques d’un sol :
A. Sédimentation d’un sol et mise en évidence des principaux constituants
solides :
a. Dans une éprouvette graduée de 500 mL, mettre 100 mL d'un sol préalablement tamisé avec un tamis de 2 mm.
Ajouter 400 mL d'eau. Agiter pendant quelques minutes, puis laisser décanter.
b. Dans une autre éprouvette, après avoir mis des gants, traiter le même volume de sol avec de l'eau oxygénée à
20 volumes. Lorsque l'eau oxygénée n'agit plus, agiter et laisser décanter comme précédemment.
8. Expliquez la répartition des particules d’un sol à l’issue de l’expérience.
9. Complétez le document ci-dessous.
1.
2.
3.
4.
10. Que montre l’ajout d’eau oxygénée ?
B. Le rôle de la matière organique :
1. Expérience 1 :
- À partir de la même terre de jardin riche en humus, préparer deux échantillons de même volume (100 g).
- Détruire l'humus de l'un des échantillons en utilisant de l'eau oxygénée.
- Placer les deux échantillons dans un entonnoir, au-dessus d'une éprouvette graduée.
- Verser la même quantité d'eau (200 mL) sur les deux échantillons.
Eau (200
mL)
Terre riche en
humus (100 g)
Eau (200
mL)
Terre privée
d’humus (100 g)
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11. Décrivez le résultat de cette expérience.
2. Expérience 2 :
On verse lentement sur une terre riche en humus soit une solution diluée d'éosine (qui doit sa couleur rouge à
des ions négatifs), soit une solution diluée de bleu de méthylène (qui doit sa couleur bleue à des ions positifs).
Eosine
Terre riche en
humus
Bleu de
méthylène
Terre riche en
humus
12. Décrivez le résultat de cette expérience
La colonisation progressive du sol par les organismes vivants (lichens, bactéries, champignons, végétaux et
animaux) conduit à son enrichissement en matière organique : les restes biologiques sont dégradés et en partie
minéralisés, en partie transformés. C'est ainsi que se forme la matière brune de la terre que l'on appelle humus.
L'humus se mélange avec les argiles, formant le « complexe argilo-humique».
13. A l’aide du schéma ci-dessus déterminez quelle est la charge du Complexe Argilo-Humique (CAH) ?
14. Connaissant la charge du CAH interprétez l’expérience 2 et expliquez le rôle de l’humus.
15. Pourquoi dit-on que l’humus améliore la fertilité et la stabilité du sol ?
IV. Les sols, ressources menacées :
A. Régression des sols en France :
16. D’après le graphique, quelle est la principale cause de disparition des sols en France ?
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B. Régression des sols en France : (Cf. fichier Google earth)
17. Identifiez les zones où le sol est dégradé en France.
18. Identifiez les types de dégradation des sols en France.
19. Identifiez l’origine de la dégradation en France.
C. Des usages plus ou moins respectueux des sols :
Un champ labouré.
Le labour prépare le sol pour les
cultures, mais déstabilise sa structure
et perturbe la vie dans le sol
Un semis sur terre non labouré
La suppression du labour permet de lutter contre l’érosion
(par maintien d’une couverture végétale), de préserver la
biodiversité et de favoriser la formation de l’humus.
20. Justifiez l’intérêt de la suppression du labour pour la protection des sols.
Champ de vigne enherbé.
L’enherbement consiste à laisser
l’herbe recouvrir le sol nu qui sépare
les rangées de vignes.
21. Justifiez l’intérêt de la pratique de l’enherbement pour la protection des sols.
Quelques chiffres clés.
En moyenne, 1 mm/an de sol emporté par l’érosion et 0,02-0,1 mm/an de sol formé (valeurs moyennes).
En France, environ un tiers des sols cultivés a une teneur insuffisante en humus.
22. En conclusion résumez les menaces qui pèsent sur les sols et quelques solutions pour les protéger.