Les horizons du sol

La pédogenèse La pédogenèse (pédo – genèse = sol – naissance) est le mode de formation et d’évolution des sols. Le mot sol désigne en géologie un milieu formé de matière minérale (= roche fragmentée et altérée, minéraux), d’eau, de gaz, de substances dissoutes, de matière organique (= restes d’organismes morts, organismes vivants) capable de supporter des plantes à racines. En génie civil, le mot sol est plutôt synonyme de dépôt de surface, roche meuble et sédiment. Pour désigner le sol de la géologie et de la pédogenèse on parle de sol organique. L’histoire d’un sol organique commence avec la roche-mère qui forme le terrain. Nous avons déjà vu qu’on distingue le substratum rocheux et les dépôts meubles de surface.

Horizons et profil d’un sol La circulation verticale de l’eau dans un sol, vers le bas et aussi vers le haut, organise celui-ci en couches horizontales ou horizons. Chaque horizon se caractérise par sa composition chimique, organique et minéralogique, et par ses propriétés physiques (couleur, cohérence, compacité, proportions de sable, de silt et d’argile…). Une séquence caractéristique d’horizons qui se développe dans des conditions données forme un profil, comme le profil de luvisol gris de droite. Photo : Agriculture et Agroalimentaire Canada : http://sis.agr.gc.ca/siscan/taxa/landscape/slc_ontario.html

On utilise des lettres majuscules (A, B…) et des suffixes minuscules (Ae, Bf…) pour désigner les horizons et les sous-horizons. Les quatre principaux horizons sont, de haut en bas : L’horizon O (ou L – F – H), composé de matière organique en voie de décomposition. L’horizon A, composé de matière organique et de minéraux, zone de lessivage des minéraux solubles et de certains produits d’altération (les argiles notamment) et/ou d’accumulation de matière organique. L’horizon B, composé de matière organique et de minéraux, zone d’accumulation de matière organique ou de produits d’altération (argiles, hydroxydes de fer, carbonates…). L’horizon C, la zone minérale qui assure la transition de la roche-mère aux horizons organo-minéraux, on y reconnaît encore la roche-mère.

Les horizons d’un brunisol mélanique, un sol qui se développe principalement sur du calcaire. Photo : Agriculture et Agroalimentaire Canada : http://sis.agr.gc.ca/siscan/taxa/landscape/slc_ontario.html

Question L’horizon B de ce sol est une zone d’accumulation d’oxydes métalliques, en particulier du fer. Sauriez-vous le reconnaître ? O Réponse : L’oxyde de fer lui donne une couleur rougeâtre qui ne trompe pas. A B

Horizon O : Il s'agit de la couche superficielle comprenant des débris végétaux et de l’humus, ce que l'on nomme « litière ». 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. Source Horizon A : Il s’agit d’une couche composée d’un mélange d’humus et de particules de roches. 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. Son aération est assurée par des animaux fouisseurs. Elle est fortement soumise à l'érosion. Horizon B : 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. Les débris provenant des horizons supérieurs s'y accumulent. Horizon C : On note l’absence 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.

LA CAPACITÉ TAMPON DU SOL La capacité tampon d'un sol, également appelée le « pouvoir tampon », est la capacité de certains sols de résister à des variations de pH. Le pH d'un sol détermine son degré d'acidité ou de basicité. Un pH inférieur à 7 caractérise un sol acide, alors qu’une valeur de pH supérieure à 7 fait référence à un sol basique (aussi qualifié d’alcalin).  Le pH varie en fonction de la teneur du sol en dioxyde de carbone, en sels minéraux et en matières organiques. Il joue un rôle essentiel dans l'activité microbiologique du sol, dans l'approvisionnement des plantes en eau et dans l'absorption des nutriments par les racines. Afin de permettre la croissance des plantes, un sol ne doit pas être ni trop acide ni trop basique. Une acidité ou une basicité trop élevée nuit à l’absorption par les végétaux des éléments nutritifs contenus dans le sol. Une croissance végétale optimale est possible sur un sol dont le pH se situe entre 6 et 7, soit dans un sol presque neutre, légèrement acide. 

LA CAPACITÉ D’ÉCHANGE CATIONIQUE (CEC) La capacité d’échange cationique fait donc référence à la capacité du sol de retenir et d’échanger des éléments nutritifs facilement disponibles pour les plantes. Un cation est une particule (ou ion) chargée positivement (exemple : K+); un anion est chargé négativement (exemple : NO3- ). À peu près toute la nourriture que les plantes absorbent est sous forme ionique (chargée + ou -). Dans un sol, seulement les plus petites particules (argile et matière organique) ou colloïdes sont capables de retenir des éléments nutritifs sous forme ionique. Elles sont en général chargées négativement et ont donc tendance à retenir davantage de particules chargées positivement (exemples : Ca++, K+, Mg++, H+, …).

L’épuisement des sols Le sol est une ressource non renouvelable et son épuisement survient lorsque l’une ou plusieurs de ces fonctions suivantes sont altérées: 1. Fonction alimentaire: il rend les éléments nutritifs, en plus de l’air et de l’eau disponibles aux vivants; Fonction biologique: il abrite de nombreuses espèces animale et végétales qui assurent de nombreux cycles biologiques

L’épuisement des sols 3. Fonction de filtration: Le sol est un filtre et un tampon qui permet d’avoir de l’eau potable et de réguler les inondations. 4. Fonction de support: Le sol est un support pour les bâtiments et les infrastructures (routes, parkings...) et beaucoup des matériaux présents dans leur construction proviennent du sol. Il est aussi le témoin de notre histoire (fouilles archéologiques). C’est un support aussi pour les végétaux.