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Les sols Élément de la lithosphère et de la biosphère.

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1 Les sols Élément de la lithosphère et de la biosphère

2 Pourquoi étudier les sols? Plus de 90% de notre production mondiale de nourriture dépend des sols. Plus de 90% de notre production mondiale de nourriture dépend des sols. La conservation des sols est à la racine des civilisations durables. La conservation des sols est à la racine des civilisations durables. Les sols sont à la base de toute vie terrestre. Les sols sont à la base de toute vie terrestre.

3 Règles de gestion durable des sols Ne jamais laisser les sols exposés aux éléments. Ne jamais laisser les sols exposés aux éléments. Utilisez un labourage minimal ou zéro des sols. Utilisez un labourage minimal ou zéro des sols. Utilisez la matière organique comme source de nutriments. Utilisez la matière organique comme source de nutriments. Conservez lactivité microbienne du sol. Conservez lactivité microbienne du sol.

4 Le sol Un sol est cette couche de terre plus ou moins épaisse qui recouvre les roches au sein de laquelle les plantes plongent leurs racines pour se nourrir. Cest la partie de la terre dans lequel se joue la vie. Le sol est une composante importante de la lithosphère ainsi que la biosphère.

5 Composition du sol Les 4 principaux constituants du sol sont: Les 4 principaux constituants du sol sont: Eau Eau Capacité à retenir leau, poricité du sol Capacité à retenir leau, poricité du sol Air Air Aération du sol Aération du sol Minéraux Minéraux Dégradation de la roche-mère Dégradation de la roche-mère Minéraux importants: NPK Minéraux importants: NPK Matières organiques Matières organiques Plantes, organismes, etc. Plantes, organismes, etc.

6 Formation dun sol Un sol se forme dabord par effritement. On entend par effritement la destruction des roches et des minéraux proches de la surface de la terre sous laction de leau, lair le vent et des êtres vivants.

7 Horizons pédologique du sol Les horizons du sol sont les différentes couches du sol que l'on distingue par leur épaisseur et par leur composition. Les horizons du sol sont les différentes couches du sol que l'on distingue par leur épaisseur et par leur composition. Il y a normalement 5 horizons dans le sol. Il y a normalement 5 horizons dans le sol. Le profil d'un sol correspond à l'ensemble des horizons qui composent un sol, de sa surface à la roche-mère. Le profil d'un sol correspond à l'ensemble des horizons qui composent un sol, de sa surface à la roche-mère. terre/la-lithosphere/le-sol/les-horizons-du-sol.aspx terre/la-lithosphere/le-sol/les-horizons-du-sol.aspx terre/la-lithosphere/le-sol/les-horizons-du-sol.aspx terre/la-lithosphere/le-sol/les-horizons-du-sol.aspx

8 Horizon O Il s'agit de la couche superficielle comprenant des débris végétaux et de lhumus, ce que l'on nomme « litière ». Il s'agit de la couche superficielle comprenant des débris végétaux et de lhumus, ce que l'on nomme « litière ». L'humus est riche en éléments nutritifs puisque les décomposeurs dégradent les débris. L'humus est riche en éléments nutritifs puisque les décomposeurs dégradent les débris. Ces éléments nutritifs sont entraînés vers les horizons inférieurs par les eaux de pluie. Ces éléments nutritifs sont entraînés vers les horizons inférieurs par les eaux de pluie.

9 Horizon A Il sagit dune couche composée dun mélange dhumus et de particules de roches. Il sagit dune couche composée dun mélange dhumus et de particules de roches. On qualifie ce mélange de « terre arable ». Sa couleur est généralement foncée. On qualifie ce mélange de « terre arable ». Sa couleur est généralement foncée. Comme elle est riche en matière organique, cette couche est très importante pour la croissance des végétaux. Comme elle est riche en matière organique, cette couche est très importante pour la croissance des végétaux. Son aération est assurée par des animaux fouisseurs. Son aération est assurée par des animaux fouisseurs. Elle est fortement soumise à l'érosion. Elle est fortement soumise à l'érosion.

10 Horizon B Cette couche est très pauvre en humus, mais très riche en éléments minéraux tels que les oxydes de fer et les silicates. Cette couche est très pauvre en humus, mais très riche en éléments minéraux tels que les oxydes de fer et les silicates. Il est souvent de couleur plus pâle que l'horizon A ou encore de teinte rougeâtre. Il est souvent de couleur plus pâle que l'horizon A ou encore de teinte rougeâtre. Les débris provenant des horizons supérieurs s'y accumulent. Les débris provenant des horizons supérieurs s'y accumulent.

11 Horizon C On note labsence de matière organique dans cette couche uniquement composée de roche-mère altérée et fragmentée par des facteurs physiques et chimiques. On note labsence de matière organique dans cette couche uniquement composée de roche-mère altérée et fragmentée par des facteurs physiques et chimiques. Il peut être sableux, argileux ou dur. Il peut être sableux, argileux ou dur.

12 Horizon R L'horizon C repose sur l' horizon R qui est appelé « substratum rocheux ». L'horizon C repose sur l' horizon R qui est appelé « substratum rocheux ». Elle est uniquement constituée de roche-mère primaire (non altérée). Elle est uniquement constituée de roche-mère primaire (non altérée).

13 Le profile des sols Humus=matière organique décomposée Terres arables Zone de lixiviation Tréfonds Roche décomposée

14 La formation de terres arables Détritus Particules minérales Interactions dynamiques Détritus, réseau alimentaire

15 Fonctions du sol Le sol nourrit le monde. Le sol filtre et épure les eaux qui le traversent. Le sol influence la composition de latmosphère. Le sol est une richesse puisquil assure la biodiversité.

16 Noubliez pas que le sol est vivant

17 La composition granulométrique des sols Cest le pourcentage de chaque type de particule dans le sol. Cest le pourcentage de chaque type de particule dans le sol. Loam : Classe texturale dont le matériau du sol contient de: Loam : Classe texturale dont le matériau du sol contient de: 7 à 27 % d'argile, 7 à 27 % d'argile, 28 à 50 % de limon et 28 à 50 % de limon et moins de 52 % de sable. moins de 52 % de sable. Limon – une sorte de micro-sable Argile – provient de minéraux siliceux

18 Texture de sol Sable Sable Silt Silt Argile Argile 0,06 mm Petites particules Grosses particules

19 La texture des sols Pourcentage silt Pourcentage argile Pourcentage sable

20 La textures des sols et leurs propriétés Texture Pénétration deau Capacité de retenir leau Capacité de retenir les nutriments Porosité Sable BonnePauvre Bonne Silt Moyenne Argile PauvreBonne Pauvre Loam Moyenne

21 Sol sableux Texture: Contient surtout du sable; sol très poreux qui ne retient pas l'eau; sèche et se réchauffe en peu de temps. Structure: Glisse entre les doigts en raison de l'absence de cohésion entre les particules; très sensible à l'érosion par le vent et au lessivage. Culture: Ne convient pas aux végétaux ayant besoin de beaucoup d'eau; convient à la culture de l'asperge, de la carotte, de la pomme de terre, des cactus, etc.

22 Sol limoneux Texture: Contient surtout du limon; adhésion partielle des particules du sol qui se désagrègent en petits morceaux sous l'effet de l'environnement; porosité moyenne. Structure: Particules relativement serrées permettant à l'air et à l'eau de circuler plus ou moins facilement; sujet à la formation superficielle dune croûte sèche qui limite linfiltration deau, tout en favorisant le ruissellement; très grande sensibilité à lérosion par leau, surtout là où les pentes sont abruptes. Culture: Convient à la culture du blé, du maïs, des betteraves, etc.

23 Sol argileux Texture: Contient surtout de l'argile; sol lourd et compact dont les particules demeurent collées entre elles comme de la pâte à modeler; risque de compaction du sol si des masses lourdes (comme des camions) se retrouvent en surface; un sol compacté sera alors difficilement drainé; souvent désigné sous le nom de « glaise ». Structure: Peu de place pour la circulation de l'eau et de l'air; retient bien l'eau et les éléments nutritifs; sensibilité à lérosion par le vent, car si la surface est sèche, cette couche superficielle peut être littéralement pulvérisée; tendance à être alcalin. Culture: Sol très fertile car il est riche en éléments nutritifs; il ne doit pas être gorgé d'eau afin de ne pas affecter la croissance végétale; convient à la culture de la tomate, de l'orge, du soya, etc.

24 Sol humifère Texture: Contient surtout de la matière organique; particules foncées relativement lâches qui glissent entre les doigts; permet à l'eau de s'écouler facilement. Structure: Peut retenir une grande quantité d'eau sans devenir collant comme le sol argileux; retient bien les engrais; peut être sensible à l'érosion par le vent. Culture: Souvent utilisé pour la culture des légumes.

25 Le rapport entre plantes, leau et sol Précipitation Sol non compactéSol compacté Ruissellement Capacité de retenir leau Bonne Mauvaise

26 Humus, un composant important du sol Il est fait de matières organiques partiellement décomposées. Il est fait de matières organiques partiellement décomposées. Il possède une excellente capacité de rétention de leau et de minéraux. Il possède une excellente capacité de rétention de leau et de minéraux. Il est normalement localisé dans lhorizon O. Il est normalement localisé dans lhorizon O.

27 La création du humus et sa destruction Terres arables Une perte de humus donne un sol à composition minérale: -pauvre capacité de rétention de leau -pauvre capacité de rétention de nutriments Laddition de humus -meilleure capacité de rétention de leau -meilleure capacité de rétention de nutriments

28 Menaces du sol

29 Menaces chimiques Contamination des sols Contamination des sols Arsenic Aluminium Mercure Plomb Nickel Cuivre Acides nitriques/nitrate Acides sulfurique/sulfate DDT Uranium/Césium Huiles Polychlorobiphényles (PCB)

30 Menaces chimiques Salinisation Salinisation

31 Menaces physiques Érosion Érosion

32 Lérosion – une importante menace aux sols agents dérosion: leau et le vent agents dérosion: leau et le vent leau – écoulement en feuille leau – écoulement en feuille leau – délogement et compaction du sol leau – délogement et compaction du sol goutte sol délogé sol nu

33 Érosion progressive largile et lhumus sont perdus en premier largile et lhumus sont perdus en premier qui laisse juste le sable et les cailloux (alors, rien pour absorber leau) qui laisse juste le sable et les cailloux (alors, rien pour absorber leau) cest la première étape de la désertification cest la première étape de la désertification

34 Leffet du vent sur un sol exposé Vannage éolien Concentration de cailloux Désert Temps

35 Menaces physiques Diminution de la matière organique Diminution de la matière organique

36 Menaces physiques Imperméabilisation des sols Imperméabilisation des sols

37 Menaces physiques Tassement du sol Tassement du sol

38 Menaces physiques Diminution de la biodiversité Diminution de la biodiversité

39 Menaces physiques Inondation Inondation

40 Causes de la dégradation des sols … Une culture de sol trop intensive se traduit à un labourage excessif. Une culture de sol trop intensive se traduit à un labourage excessif. Le sol se trouve exposé entre les cultures. Le sol se trouve exposé entre les cultures. Léquipement lourd compacte le sol. Léquipement lourd compacte le sol. Solutions Solutions Aucun labourage de sol Aucun labourage de sol Les graines sont plantées sans déranger le sol. Les graines sont plantées sans déranger le sol. On laisse les parties non récoltées en place. On laisse les parties non récoltées en place.

41 Causes de la dégradation des sols … Lutilisation de lengrais artificiel Lutilisation de lengrais artificiel Le problème est souvent labsence de matière organique pour retenir lengrais. Le problème est souvent labsence de matière organique pour retenir lengrais. Lengrais finit dans les cours deau. Lengrais finit dans les cours deau. Les coupes forestières Les coupes forestières Elles peuvent laisser les sols exposés. Elles peuvent laisser les sols exposés. Dans le cas des forêts, le sol est souvent déjà pauvre en nutriments. Dans le cas des forêts, le sol est souvent déjà pauvre en nutriments.

42 La géographie de la dégradation des sols

43 Agriculture

44 Vocabulaire en agriculture Productivité Productivité La quantité de plantes produites par hectare par année. La quantité de plantes produites par hectare par année. Capacité dun site Capacité dun site La capacité dun champ à soutenir un niveau de productivité. La capacité dun champ à soutenir un niveau de productivité.

45 Un sol productif: a un excellent approvisionnement en nutriments et une bonne capacité de les retenir. a un excellent approvisionnement en nutriments et une bonne capacité de les retenir. a une excellente percolation de leau et une bonne rétention de minéraux. a une excellente percolation de leau et une bonne rétention de minéraux. a une bonne porosité et une bonne aération. a une bonne porosité et une bonne aération. a un pH (acidité) presque neutre (7). a un pH (acidité) presque neutre (7). a une basse tenure en sel. a une basse tenure en sel.

46 Productivité… Des sols qui ont une résistance à lérosion sont plus productifs. Des sols qui ont une résistance à lérosion sont plus productifs. Des sols avec beaucoup de matière organique Des sols avec beaucoup de matière organique Dans un climat favorable Dans un climat favorable Dans un endroit ni trop humide ou venteux Dans un endroit ni trop humide ou venteux

47 Engrais

48 Engrais Pour accomplir le processus de leur vie végétative, les plantes ont besoin: Pour accomplir le processus de leur vie végétative, les plantes ont besoin: -eau -eau -près de vingt éléments nutritifs (minéraux) -près de vingt éléments nutritifs (minéraux) -dioxyde de carbone (CO 2 ) apporté par l'air -dioxyde de carbone (CO 2 ) apporté par l'air -énergie solaire nécessaire à la synthèse chlorophyllienne. -énergie solaire nécessaire à la synthèse chlorophyllienne.

49 Engrais Les engrais sont des substances, le plus souvent des mélanges d'éléments minéraux, destinées à apporter aux plantes des compléments d'éléments nutritifs, de façon à améliorer leur croissance, et à augmenter le rendement et la qualité des cultures. Les engrais sont des substances, le plus souvent des mélanges d'éléments minéraux, destinées à apporter aux plantes des compléments d'éléments nutritifs, de façon à améliorer leur croissance, et à augmenter le rendement et la qualité des cultures.minérauxplantesminérauxplantes

50 Éléments de base N, P, K l' azote (N) contribue au développement végétatif de toutes les parties aériennes de la plante. l' azote (N) contribue au développement végétatif de toutes les parties aériennes de la plante. le phosphore (P) renforce la résistance des plantes et contribue au développement des racines. le phosphore (P) renforce la résistance des plantes et contribue au développement des racines. le potassium (K) contribue à favoriser la floraison et le développement des fruits le potassium (K) contribue à favoriser la floraison et le développement des fruits

51 Éléments de base N, P, K Lequel est le plus important? Pourquoi est-il controversé? Lequel est le plus important? Pourquoi est-il controversé?

52 Type dengrais Engrais organiques Engrais organiques Les engrais organiques sont généralement d'origine animale ou végétale. Les engrais organiques sont généralement d'origine animale ou végétale.engrais organiquesengrais organiques -des déchets d'abattoirs: sang desséché, corne torréfiée -des déchets d'abattoirs: sang desséché, corne torréfiée - déchets de poissons - déchets de poissons - boues dépuration des eaux. - boues dépuration des eaux.

53 Types dengrais Engrais minéraux Engrais minéraux -substances d'origine minérale, produites par l'industrie chimique, ou par l'exploitation de gisement naturels de phosphate et de potasse. - production des engrais azotés, passant par la synthèse de lammoniac et de nitrate à partir de l'azote de l'air, - production des engrais azotés, passant par la synthèse de lammoniac et de nitrate à partir de l'azote de l'air,

54 Types dengrais Engrais organo-minéraux Engrais organo-minéraux Les engrais organo-minéraux résultent du mélange d'engrais minéraux et d'engrais organiques. Les engrais organo-minéraux résultent du mélange d'engrais minéraux et d'engrais organiques.

55 Application Incorporé directement au sol Incorporé directement au sol Dans leau dirrigation Dans leau dirrigation Pulvérisation (voie foliaire) Pulvérisation (voie foliaire)

56 Effet sur la santé Consommation deau riche en azote peut affecter le nourrisson (chez une femme qui allaite) Consommation deau riche en azote peut affecter le nourrisson (chez une femme qui allaite) Un surplus de potassium est très problématique au niveau du système cardiaque (utiliser lors de linjection fatale) Un surplus de potassium est très problématique au niveau du système cardiaque (utiliser lors de linjection fatale)

57 Effet sur lenvironnement -l'eutrophisation des eaux -l'eutrophisation des eauxeutrophisation -effet de serre (protoxyde dazote (N 2 O)) -effet de serre (protoxyde dazote (N 2 O))

58 Restauration dun sol

59 Procédés de décontamination dun sol Il y a trois types de procédés de décontamination dun sol. Il y a trois types de procédés de décontamination dun sol. Décontamination passive Décontamination passive Décontamination active Décontamination active In-situ In-situ Ex-situ Ex-situ Décontamination biotechnologique Décontamination biotechnologique

60 Procédés de décontamination dun sol Décontamination passive Isolation : Sécurisation des sites contaminés (souvent pour empêcher la contamination de la nappe phréatique) barrières (couvertures étanches pour enfermer les polluants) pompes (abaisser le niveau de la nappe phréatique ou la dévier)

61 Procédés de décontamination dun sol Décontamination active (in-situ) Pompage de lair au sol (venting) : Utilisé avant tout pour les hydrocarbures chlorés volatils. Il sagit dune extraction sous vide de lair de la matrice poreuse du sol. Lair pollué doit être traité de manière appropriée avant dêtre rejeté : charbon activé, oxydation catalytique, incinération, etc. Utilisation de matières absorbantes Procédés microbiologiques (bioventing) : Biodégradation des polluants dans les sols. Injection dair (oxygène) dans la zone contaminée. Les microorganismes utilisent les substances polluantes comme nourriture et les transforment en CO2 et H2O. Particulièrement efficaces avec des substances organiques. Toutefois, efficacité limitée dans une grande surface de sol contaminé… Immobilisation : Introduction de produits chimiques qui immobilisent les polluants. Ce faisant, les polluants sont rendus insolubles et ils ne peuvent être lessivés et ensuite transportés.

62 Procédés de décontamination dun sol Décontamination active (ex-situ) Échange de sol : Enlever le sol contaminé et le remplacer par un sol non contaminé. Lavage, extraction : Les sols sont transférés dans un liquide qui contient de leau, des acides, des bases, des solvants organiques, etc. Procédé souvent utilisé pour les métaux lourds et les cyanures et certains hydrocarbures. Ne Fonctionne pas bien si le sol contient des particules de sols fines. Procédé thermique : Un peu comme la combustion des ordures ménagères, le sol est pyrolysé ou brûlé. Sol devient calciné et devient vraiment un sol « mort ».

63 Procédés de décontamination dun sol Décontamination biotechnologique Utilisation de microorganismes ou de la génétique pour prévenir la contamination dun sol. Ex. Utilisation de coccinelles pour lutter contre la punaise. Ex. Utilisation de patate BT (pesticide dans la patate)


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