Nutriments du sol

Qu'est-ce que le sol ?

Lesol abrite un écosystème vivant et complexe. Les couches supérieures du sol contiennent une gamme variée de formes de vie et c'est dans ces couches que les plantes trouvent l'eau et les nutriments dont elles ont besoin pour vivre.

Le sol possède deux propriétés physiques fondamentales: la texture et la composition.

La texture du sol

Latexture du sol dépend de la taille des particules du sol, qui peuvent aller du sable grossier aux particules d'argile microscopiques. La taille variable des particules du sol est due à l'altération de la roche.

Lorsque la roche est altérée, des particules minérales sont libérées. Ces minéraux, qui sont des matières inorganiques, se mélangent aux organismes vivants et à l'humus, la matière organique produite par la décomposition des matières animales et végétales. La combinaison de ces substances forme la couche arable. La couche arable et les couches qui lui succèdent sont appelées horizons du sol, chacun d'eux pouvant avoir une profondeur de quelques millimètres à quelques mètres.

La surface accessible à une particule de sol détermine sa capacité à réagir avec l'eau et les nutriments (Fig. 1). Le type de terre végétale qui conduit à la croissance la plus vigoureuse des plantes est le sol limoneux.

Lesol limoneux est composé de sable, de limon et d'argile en proportions égales. Le loam contient de petites particules de sol sous forme de limon et d'argile, ce qui crée une surface suffisante pour l'adhésion et la rétention des minéraux et de l'eau.

Le mélange d'eau et de minéraux dissous dans les espaces situés entre les particules du sol s'appelle la solution du sol et c'est ce qui fournit aux plantes les nutriments dont elles ont besoin. Les sols sablonneux et les sols argileux ne sont pas aussi propices à la croissance que les sols limoneux car les espaces entre les particules du sol ne retiennent pas efficacement l'eau.

• Lessols sableux ont de grands espaces entre les particules du sol. Ainsi, il ne retient généralement pas assez d'eau pour permettre aux plantes de pousser vigoureusement.

• Lessols argileux ont de minuscules espaces entre les particules du sol. Ils retiennent donc généralement trop d'eau, ce qui provoque l'asphyxie des racines par manque d'oxygène.

Composition du sol

Le sol est composé d'éléments inorganiques et organiques. Discutons brièvement de chacun d'entre eux.

Composants inorganiques

Comme nous l'avons déjà mentionné, le sol est le produit de l'altération des roches. Cela signifie que les minéraux présents dans le sol peuvent être rattachés à la composition minérale des roches.

La capacité des particules du sol à fixer divers éléments nutritifs est déterminée par leurs charges de surface. Comme la majorité des particules de sol dans les sols productifs sont chargées négativement, elles n'attirent pas les ions chargés négativement, notamment les éléments nutritifs des plantes que sont le nitrate (_NO3-), le sulfate (^SO42-) et le phosphate (_H2PO4 -). Ces nutriments sont facilement épuisés par le lessivage dû à la percolation de l'eau.

En revanche, les ions chargés positivement adhèrent aux particules de sol chargées négativement et sont donc moins susceptibles d'être lessivés. Les ions chargés positivement comprennent le potassium (^K+), le calcium (^Ca2+) et le magnésium (^Mg2+).

Les composants organiques du sol comprennent les formes de vie et l'humus

Le principal composant organique de la couche arable est l'humus, qui est constitué de matières organiques créées par des bactéries et des champignons, des animaux et des plantes en décomposition, des excréments et d'autres déchets organiques.

• L'humus empêche les particules d'argile de coller entre elles, ce qui donne un sol friable qui retient l'eau tout en étant suffisamment poreux pour fournir de l'oxygène aux racines.

• L'humus aide le sol à échanger des ions chargés positivement et à stocker des nutriments minéraux qui retournent finalement dans le sol lorsque les micro-organismes décomposent les matières organiques.

Une grande variété de formes de vie habite la couche arable, notamment des bactéries, des champignons, des algues, des insectes, des vers de terre et des racines de plantes. L'interaction de ces organismes entre eux et avec leur environnement affecte les propriétés physiques et chimiques du sol. Par exemple, les racines produisent des acides, ce qui fait baisser le pH du sol.

Les nutriments du sol pour les plantes

Les plantes ont besoin de 17 éléments particuliers appelés nutriments essentiels pour croître et se développer.

Types d'éléments nutritifs du sol

Bien que les plantes aient besoin de ces nutriments, ils doivent être fournis en quantités appropriées. Un excès ou une carence en nutriments peut nuire à la croissance et au développement d'une plante.

Les 17 nutriments essentiels sont identifiés et classés comme suit :

Les nutriments essentiels doivent être décomposés en ions chargés négativement ou positivement avant que les plantes puissent les utiliser. De même, les matières organiques doivent être décomposées en formes élémentaires ou ioniques pour que les plantes puissent les utiliser.

Les plantes absorbent les nutriments - à l'exception du carbone - par leurs racines. Le carbone est absorbé par les pores des feuilles, appelés stomates.

Effet du pH du sol sur la disponibilité des nutriments

Le pH optimal d'une plante dépend de la teneur en matière organique et du type de plante. Le pH du sol influence la façon dont les éléments nutritifs sont solidement liés aux particules du sol. De nombreux nutriments deviennent indisponibles pour la plante lorsque le pH du sol est trop élevé (basique) ou trop bas (acide), car ils ne peuvent plus se dissoudre dans l'eau du sol.

La disponibilité des nutriments est donc étroitement liée au pH de la solution du sol. Un pH du sol plus bas augmente la solubilité des éléments nutritifs des plantes : le cuivre (Cu), le manganèse (Mn), le zinc (Zn) et le fer (Fe). Cela signifie que les sols acides augmentent la disponibilité des nutriments. Cependant, des niveaux toxiques de nutriments du sol (et même d'éléments non nutritifs comme l'aluminium) peuvent être libérés lorsque le pH du sol est inférieur à 5,5.

Les plantes ont également des exigences différentes en matière de pH. Les azalées et les myrtilles, par exemple, prospèrent dans des sols dont le pH est d'environ 5,0, indépendamment de la teneur en matière organique. Les asperges, en revanche, peuvent supporter un sol basique dont le pH peut atteindre 8,0.

Dans la plupart des cas, le pH optimal du sol des plantes se situe entre 6,5 et 7,0.

Importance des nutriments du sol

Sans nutriments, une plante peut être incapable d'achever son cycle de vie - sa graine peut ne pas germer ; la plante peut ne pas former des racines, des tiges, des feuilles ou des fleurs saines ; elle peut être incapable de produire des graines ; ou la plante elle-même peut mourir.

Comme les symptômes des problèmes liés aux nutriments varient en fonction du nutriment et du type de plante, il est difficile de savoir si le sol a des problèmes liés aux nutriments rien qu'en les observant.

Il est donc important de faire analyser le sol par un centre d'analyse des sols agricoles pour savoir s'il est nécessaire d'y ajouter des nutriments.

3 façons d'éliminer les éléments nutritifs du sol

Lorsque les éléments nutritifs sont retirés du sol, la fertilité du sol diminue. Il existe de nombreuses façons de retirer les éléments nutritifs du sol. Nous allons aborder trois exemples : les cultures, l'érosion du sol et le lessivage.

Les cultures

Sur une parcelle de terre spécifique, on peut remarquer que le rendement des cultures a tendance à diminuer avec le temps. Le déplacement vers une zone non cultivée peut temporairement rétablir le rendement des cultures, mais la même tendance sera observée au fil du temps. Cela s'explique par le fait que les cultures peuvent éliminer les nutriments du sol.

C'est pourquoi les engrais - des nutriments minéraux ajoutés au sol - sont utilisés pour restaurer la fertilité du sol, permettant ainsi la culture saisonnière de plantes à des endroits fixes.

L'érosion du sol

L'érosion du sol entraîne une perte de nutriments dans le sol ; les nutriments sont emportés par divers agents, notamment le vent et l'eau (Fig. 2).

Les agriculteurs peuvent réduire l'érosion en plantant des rangées de brise-vent, en aménageant des terrasses à flanc de colline et en cultivant des cultures en suivant les courbes de niveau. Ils peuvent également utiliser une méthode de labour connue sous le nom d'agriculture sans labour, dans laquelle des sillons étroits pour les semences et les engrais sont creusés à l'aide d'une charrue spéciale, ce qui perturbe le moins possible le sol.

Le lessivage

Lorsque l'eau contenue dans le sol est drainée, la solution du sol peut se déplacer de la zone des racines vers le sol situé en dessous. Ce processus est appelé lessivage. Le lessivage peut avoir des conséquences environnementales et économiques. Les nutriments lessivés peuvent contaminer les réservoirs d'eau souterraine, et les engrais sont épuisés dans les champs agricoles.