Les constituants du sol

Le sol est un milieu poreux où se déroulent de nombreux processus physiques, chimiques et biologiques. C’est un système multi-composant ouvert formé par trois phases : solide, liquide et gazeuse.

1. La phase solide du sol

Elle est constituée par des minéraux et des matières organiques en proportions variables. On pourrait considérer les organismes vivants du sol comme une partie de la phase solide, puisqu’ils ne sont ni gazeux ni liquides (Calvet, 2000).

1.1. Fraction minérale

Les minéraux constituent, en général, de 95 à 99% du sol. La composition minérale dépend de la nature de la roche-mère. La nature des minéraux peut être extrêmement diverse avec des tailles granulométriques différentes (Quénéa, 2004) :

• Sable (Ø = 2000 à 50 μm)
• Limon (Ø = 50 à 2 μm).
• Argile granulométrique (Ø < 2μm).

La texture d’un sol correspond à la répartition des minéraux par catégorie de grosseur, indépendamment de la nature et de la composition de ces minéraux. Les sols sont classés suivant leurs proportions relatives en particules argileuses, limoneuses et sableuses (Atlas & Bartha, 1992).

1.2. Fraction organique

La fraction organique d’un sol est constituée à plus de 80% de matière organique morte (résidus de plantes et d’animaux en état de décomposition naturelle) (Paul & Clark, 1996).                       On trouve aussi des organismes vivants : des bactéries dont beaucoup d’actinomycètes, des champignons et une microfaune formée de protozoaires, nématodes, insectes, vers de terre (Quénéa, 2004).
Le sol est un habitat généralement favorable à la prolifération des microorganismes, leur nombre est supérieur à celui trouvé dans les eaux douces ou marines : la population microbienne s’élève à des valeurs comprises entre 106 et 109 bactéries par gramme de sol (Artiola & Fuller, 1982).
Leur abondance et leur nature dépendent du type de sol, de la végétation, du climat et des diverses actions anthropiques et de leurs variations (Calvet, 2000).
La profondeur est une variable écologique qui affecte significativement la survie des microorganismes. Dans les zones tempérées, si une grande partie d’entre eux se concentre dans le premier mètre de la couche superficielle, ce sont en fait les premiers centimètres qui en contiennent le plus grand nombre (Crosinier, 1999).
Les bactéries et les champignons constituent les microorganismes les plus représentés dans les sols où ils sont les principaux responsables de la minéralisation des matières organiques (Quénéa, 2004). Ils participent aussi à un processus appelé humification qui conduit à la formation de l’humus (Paul & Clark, 1996) qui est un composé complexe et majeur du cycle de la matière organique tellurique et de la fertilité du sol.

2. La phase liquide

La phase liquide du sol n’est pas de l’eau pure mais une solution dont la composition est complexe et très variable. On la désigne par l’expression « solution du sol ». Elle contient de très nombreuses substances dissoutes organiques et inorganiques, ionisées et non. D’une façon générale, la solution du sol est difficile à décrire et à étudier en raison de sa très grande variabilité spatiale et temporelle, de sorte qu’il n’existe pas de composition type. On peut cependant donner quelques indications générales en distinguant deux catégories de solutés:
– Les microéléments dont la concentration est inférieure à 1 mmol/m3, beaucoup d’éléments traces métalliques entrent dans cette catégorie.
– Les macroéléments dont la concentration est supérieure à cette limite; les éléments les plus fréquents et les composés chimiques correspondants sont: C (HCO3), N (NO3-), Na (Na+), Mg (Mg2+), Si (Si(OH)4), S (SO42-), Cl (Cl-), K (K+), Ca (Ca2+) et O2.
La phase liquide du sol (encore appelée solution du sol), est principalement constituée par l’eau, dans laquelle sont présents les ions minéraux et des molécules organiques. Sa composition dépend essentiellement du milieu géologique avec lequel elle est en contact, mais aussi des eaux de pluie et de l’eau de surface.

3. La phase gazeuse

La phase gazeuse du sol est souvent appelée l’atmosphère du sol. Sa composition est souvent voisine de celle de l’air mais elle peut être très variable dans l’espace et dans le temps. Elle dépend principalement de deux facteurs, la proximité de l’atmosphère, c’est-à-dire la profondeur dans le sol et l’activité biologique.
L’air du sol contient en général les mêmes substances que l’air atmosphérique mais sa composition peut être très différente en raison, en particulier, de l’activité biologique (Soulas et al, 1983).
Les sols bien aérés contiennent environ 180 à 205 ml d’O2 par litre d’air mais cette teneur peut être abaissée à100 ml ou moins dans les sols inondés et dans des microenvironnements alentours des racines des plantes.
La teneur en CO2 est généralement comprise entre 3 et 30 ml par litre de sol et peut atteindre 100ml par litre d’air en profondeur ou au voisinage des racines et en milieux saturés en eau.
L’air du sol contient également d’autres substances, telles que NO, N2O, NH3, CH4, H2S et, parfois, des composés organiques volatils (Calvet, 2000).          
Tableau№01 : Les constituants des sols.

(Source, Vidal, 2013).