- 1. Apports de matière organique végétale au sol
- 2. Organismes transformateurs
- 3. Transformations des matières organiques végétales dans les sols
- 4. Rôle de la matière organique dans les sols
- 5. Principaux types d'humus
- 6. Cycles biogéochimiques dans les sols
- 7. Fonctionnement biodynamique des sols et des humus
- 8. Bibliographie
SOLS Biodynamique
Les sols se forment dans la zone d'interface lithosphère-atmosphère où se développent les organismes vivants de la biosphère. La biodynamique des sols étudie les transformations liées à l'activité des organismes vivants (flore, microflore, faune) et à la présence de matière organique qui apporte à l'écosystème matière et énergie.
Une partie de l'énergie solaire qui atteint la surface de la terre est captée par les végétaux et transformée, grâce à l'assimilation chlorophyllienne, en biomasse végétale. Le flux solaire qui arrive dans la haute stratosphère représente une énergie moyenne de 2 calories par centimètre carré et par minute. 10 p. 100 environ de cette énergie est utilisée par les plantes, et cela avec un rendement moyen de l'ordre de 10 p. 100. Au total, c'est donc 1 p. 100 environ de l'énergie solaire arrivant dans la haute stratosphère qui est utilisée pour fabriquer de la biomasse végétale.
Une partie de cette énergie va être incorporée au sol sous forme de feuilles et de racines mortes et va constituer un apport énergétique dont l'utilisation a des conséquences importantes sur les transformations de surface de la lithosphère et la pédogenèse. Cet apport de matière et d'énergie va être utilisé par les organismes du sol pour fabriquer de la biomasse et élaborer une matière nouvelle très réactive : la matière organique des sols.
Apports de matière organique végétale au sol
Les végétaux apportent de la matière organique au sol. Dans les milieux cultivés, il s'agit des résidus de récolte et des racines mortes ; dans les écosystèmes forestiers, il s'agit d'apports issus des parties aériennes (épigées) et souterraines (endogées). Les apports épigés correspondent, d’une part, aux pluviolessivats entraînés par les eaux de pluie qui amènent au sol plusieurs centaines de kilos de matière organique par hectare et par an et plusieurs dizaines de kilos d'azote et de cations (Na, K, Ca, Mg) et, d’autre part, aux retombées de feuilles et de débris divers (fleurs, fruits, écailles de bourgeons, écorce, etc.) qui représentent sous climat tempéré de l'ordre de 4 tonnes par hectare et par an, sous climat boréal 1 tonne par hectare et par an et de l'ordre de 10 à 15 tonnes par hectare et par an sous climat tropical, soit en moyenne entre 2 et 8 p. 100 de la biomasse totale. Les apports hypogés correspondent, d’une part, aux excrétions des racines dans le sol (excrétions rhizosphériques), spécifiques de chaque espèce de plante, qui amènent au sol plusieurs centaines de kilos par hectare et par an, de nature surtout polysaccharidique et, d’autre part, aux racines mortes qui apportent au sol de l'ordre de 4 à 6 tonnes par hectare et par an en climat tempéré.
Ces apports d'origine foliaire ou racinaire sont constitués pour l'essentiel de cellules mortes ayant subi le phénomène de sénescence. Au cours de ce phénomène, il s'est produit un mélange entre des composés d'origine polyphénolique, polysaccharidique et protéique au sein même des cellules, avec apparition de produits de couleur brune de type tanins-protéines. Ces pigments bruns sont des composés très stables, difficiles à dégrader, dans lesquels se trouve fixé l'essentiel de l'azote des feuilles et des racines. Sans ce phénomène de tannage, qui correspond au brunissement des feuilles et qui a lieu sur l'arbre en automne pour la plupart des feuillus des régions tempérées, l'azote des feuilles aurait été rapidement minéralisé, entraîné par les eaux de pluies en période automnale ou hivernale d'inactivité racinaire, et perdu pour l'écosystème. Au total, les pigments bruns des feuilles représentent environ un quart du poids des feuilles, mais surtout renferment 70 p. 100 de l'azote des feuilles ou des racines. Cellulose et lignine forment une part importante des retombées foliaires ou des[...]
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Écrit par
- François TOUTAIN : directeur de recherche au C.N.R.S., Centre de pédologie biologique, Vandœuvre-lès-Nancy, enseignant chercheur à l'École nationale du génie rural, des eaux et des forêts, Nancy
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