Caractéristiques des sols et production de biomasseCours

Un sol est organisé en horizons au-dessus d'une roche-mère. Il se forme suite à l'altération de la roche-mère par l'action conjointe des agents érosifs et des êtres vivants de la biosphère. Grâce aux réseaux trophiques, les êtres vivants du sol, assurent un recyclage de la biomasse morte en matière minérale nécessaire aux végétaux. Ils contribuent ainsi à la fertilité des sols.

I

L'organisation et la composition des sols

Un sol s'organise en différentes couches superposées, les horizons. Ils reposent sur une roche-mère. Un sol est composé de matière organique en décomposition, de matière minérale solide, d'eau et d'air.

A

L'organisation d'un sol

Un sol s'organise en couches superposées, les horizons, au-dessus d'une roche-mère. Les horizons les plus superficiels sont riches en matières organiques.

Horizon

Un horizon est une couche horizontale du sol ayant ses propres caractéristiques.

Le sol est la couche la plus superficielle de la lithosphère, en contact avec l'atmosphère. Il repose sur une roche-mère qui constitue le sous-sol. 

Un sol s'organise en différentes couches superposées, les horizons. Ces couches se forment progressivement sur la roche-mère.

organisation sol couches superposées horizons roche mère

L'horizon minéral contient notamment des particules minérales issues de l'altération de la roche-mère. 

L'horizon organo-minéral contient :

  • de l'humus ;
  • de la matière minérale, c'est la partie cultivable du sol.

Humus

L'humus est de la matière organique issue de la décomposition incomplète de restes de végétaux et animaux. On l'appelle aussi biomasse morte.

L'horizon organique contient la litière, c'est la biomasse morte.

Litière

La litière correspond aux restes de végétaux (feuilles mortes, etc.) et d'animaux.

B

La composition d'un sol

Le sol abrite de nombreux êtres vivants (petits animaux, champignons, bactéries, etc.). Ces êtres vivants trouvent dans le sol de l'air et de l'eau. La composition du sol varie selon certains critères.

Le sol abrite de nombreux êtres vivants (petits animaux, champignons, bactéries, etc.) et représente un écosystème à lui seul. Les organismes vivants sont en interaction permanente (relations alimentaires, etc.).

Les acariens, les collemboles, les lombrics (ou vers de terre) et les lithobies sont des espèces animales vivant dans le sol.

composition sol êtres vivants

Deux collemboles

© Jean-Michel Gardarein

Le sol contient des pores dans lesquels peuvent circuler l'air et l'eau, indispensables aux êtres vivants.

La composition du sol qui se forme varie en fonction :

  • de la nature de la roche-mère (calcaire, argile, etc.) ;
  • du climat.
II

L'origine des sols

Un sol se forme à partir de l'altération de la roche-mère, grâce à l'action d'agents érosifs. Les êtres vivants de la biosphère ont également un rôle important dans la formation d'un sol : ils contribuent à l'altération de la roche-mère et fournissent de la biomasse.

La formation d'un sol à partir d'une roche-mère est lente, de l'ordre de 1 mm/siècle.

La roche-mère est peu à peu altérée par différents agents érosifs : les facteurs climatiques et des agents biologiques. C'est ainsi que se forme l'horizon minéral du sol.

L'eau de pluie provoque des réactions d'hydrolyse des minéraux de la roche. L'alternance du gel et du dégel peut agrandir les fissures de la roche.

Des organismes tels que les lichens et divers microbes s'installent en surface de la roche, ils sécrètent des substances acides qui décomposent certains minéraux des roches. Des végétaux peuvent alors s'installer sur la roche altérée, accentuant sa désagrégation.

origine sol altération roche mère

Une roche en cours d'altération par des lichens (en surface) et des bruyères (dans les fissures)

© Jean-Michel Gardarein

Les êtres vivants de la biosphère apportent de la biomasse qui représente l'horizon organique du sol.

L'eau qui s'infiltre permet un mélange des matières organiques et minérales, formant ainsi l'horizon organo-minéral.

III

Le recyclage de la biomasse dans les sols

Les êtres vivants, dont font partie les décomposeurs, sont nombreux dans le sol. Ils sont impliqués dans des réseaux trophiques (ensemble de chaînes alimentaires) qui assurent le recyclage de la biomasse morte en matière minérale. Cette matière minérale est ensuite prélevée par les végétaux. Les êtres vivants du sol assurent ainsi la fertilité du sol.

Décomposeur

Un décomposeur est un être vivant du sol qui se nourrit de biomasse morte et la transforme en matière minérale.

La biomasse morte déposée en surface est à la base de réseaux trophiques dans le sol. Elle est ainsi peu à peu dégradée par les réseaux trophiques.

Réseau trophique

Un réseau trophique est un ensemble de chaînes alimentaires reliées entre elles par des maillons en commun.

La biomasse morte de la litière est consommée par des animaux (des acariens, des lombrics, des collemboles, etc.) mais aussi par des champignons et des bactéries.

Un réseau trophique dans le sol

Un réseau trophique dans le sol

Lorsqu'ils consomment la biomasse morte plus ou moins dégradée, les organismes décomposeurs du sol (essentiellement les bactéries et les champignons) la recyclent en matière minérale.

Les molécules minérales issues de la décomposition d'une feuille sont notamment \ce{H2O}, \ce{CO2}, \ce{NO3-}, \ce{NH4+}, etc.

Cette matière minérale assure la croissance des végétaux : elle permet la production de biomasse. Les décomposeurs jouent donc un rôle fondamental dans le cycle de la matière, ils contribuent à la fertilité des sols, c'est-à-dire à la capacité du sol à favoriser la croissance des végétaux.

Cycle de la matière

Le cycle de la matière désigne l'ensemble des transformations que subit la matière dans un écosystème. La matière organique de la biomasse morte est transformée en matière minérale par les décomposeurs. Cette matière minérale est ensuite prélevée par les végétaux qui la transforment en matière organique.

Fertilité d'un sol

La fertilité d'un sol représente sa capacité à favoriser la croissance des végétaux, donc à favoriser la production de biomasse.