Qu’est-ce que le sol ?
Traditionnellement, lorsqu’on pense au sol, on pense à un substrat qui accueille des végétaux. Mais le sol est bien plus que ça. Il est à la fois l’habitat et la source de nourriture d’une bonne partie de la vie sur la planète. Il héberge des micro et macro-organismes, tantôt mobiles, tantôt immobiles, et des milliers d’espèces différentes qu’elles soient végétales, animales, de type champignon, protiste ou procaryote. Cette “double casquette” est rendue possible car le sol est un milieu poreux.
Sommaire
De quoi est composé le sol ?
Le sol est constitué de plusieurs ingrédients mélangés, qui créent une véritable “structure”. Comme une bonne pâtisserie, à laquelle le pâtissier a su donner son aspect esthétique, sa finesse et son équilibre, le sol nécessite l’intervention de la chimie et la succession des étapes dans un ordre précis pour garantir qu’il soit réussi ! Pour obtenir la structure de sol qui favorise au mieux le développement de la vie, il faut :
- du gaz : l’air de notre atmosphère (diazote N2, dioxyde de carbone CO2, oxygène O2…)
- de l’eau (H2O)des matières minérales, des plus grossières aux plus fines, sables, limons et argiles, qui contiennent de nombreux éléments chimiques comme le Calcium (Ca2+), le Fer (Fe), le Cuivre (Cu), le Potassium (K+) etc.
- des matières organiques riches en carbone : déchets, animaux et végétaux, racines, champignons…
- et un liant capable de les agglomérer. Il s’agit des déjections d’animaux, des substances et colles biologiques, comme le mucus des vers de terre par exemple, ou encore les substances rejetées par les racines des plantes, qu’on nomme exsudats.
Comment se forme le sol ?
Si l’on devait résumer la recette originelle qui a permis au sol d’être créé, on remonterait jusqu’à l’apparition de la vie, alors que la Terre n’était qu’une boule de roches premières. Avec l’aide de l’eau et des phénomènes météorologiques, les micro-organismes primitifs (les mycètes) se sont employés à dégrader les matières minérales pour en extraire les nutriments nécessaires à leur développement et à leur évolution. Ils ont d’abord littéralement consommé du rocher, ce qui a permis la formation des matières minérales plus fines (sables, limons, argiles).
Puis, les algues présentes dans l’eau ont inventé la photosynthèse. Elle leur a permis de tirer parti de l’énergie du soleil pour capter les ressources de l’air (le CO2 notamment) et se constituer leur structure carbonée. Petit à petit, les algues se sont rapprochées des mycètes jusqu’à se lier, pour partir à la conquête du monde terrestre. Ainsi sont nées les premières plantes ! Aujourd’hui encore, les végétaux ont besoin de carbone et de minéraux solubles pour se développer.
En mourant, les végétaux originels se sont déposés en surface. Les minéraux et le carbone dont ils étaient composés sont alors devenus une source de nourriture plus accessible pour d’autres organismes permettant l’apparition de véritables chaînes alimentaires. En consommant les résidus de matières carbonées mortes, les bactéries, les champignons et les vers de terre ont introduit de nouvelles substances dans le système sol par le biais de leurs déjections, leur mucus, leurs exsudats… Ingrédients indispensables du sol, ces substances sont capables de sceller matière organique et matière minérale ensemble. Le “complexe argilo-humique” était né.
Dans cette terre riche en nutriments et minéraux, des espèces de plus en plus imposantes ont pu s’implanter, jusqu’aux arbres aux racines profondes que nous connaissons aujourd’hui. Grâce à la photosynthèse, ces arbres sont composés majoritairement de carbone. Au moment de leur mort, ils sont une ressource importante pour perpétuer la formation du sol et l’alimenter en matière organique.
Le sol est donc la conséquence de cycles naturels de vie et de mort de milliers d’espèces végétales et animales. Véritable centrale de recyclage, un sol qui vit et continue de se construire sous l’action de ces cycles naturels constitue aussi un formidable garde manger stable et pérenne pour de nouvelles générations de plantes et d’animaux. Ce phénomène vertueux est nommé “agradation”.
Le saviez-vous ? L’étude de la formation du sol se nomme “pédogénèse” en géologie.
Bon à savoir : la proportion de matière organique contenue dans le sol détermine sa fertilité, c’est-à-dire sa capacité à être une source de nourriture riche pour les cultures. Dans les sols français, elle se situe entre 1 et 5%. Le jardinier maraîcher doit avoir en tête son enjeu majeur : enrichir son sol en matière organique pour vivre de sa production !
Les fonctions écosystémiques du sol (qu’on a tendance à oublier)
Le sol, on y pense peu quand on est un habitant des villes. Éventuellement, on y pense un peu plus quand on vit à la campagne. Mais selon notre métier, c’est souvent loin d’être notre préoccupation quotidienne… Le sol est aujourd’hui un des grands oubliés parmi les multiples combats qui se jouent en société. Et pourtant, le sol joue un rôle très important dans notre quotidien, sans même qu’on s’en rende compte. On dit que le sol remplit des fonctions écosystémiques, sans lesquelles le système global ne tournerait pas. En d’autres termes, sans le sol, les humains que nous sommes et les sociétés dans lesquelles nous vivons n’auraient pas pu exister.
Séquestration du carbone
Le sol est un mélange de substances organiques et minérales, et est capable de stocker durablement du carbone sous une forme plus concentrée que celle de l’atmosphère. De tous temps dans l’histoire de l’humanité, le sol a joué un rôle de stockage et recyclage du carbone, qui nous a d’ailleurs fourni le pétrole fossile mais nous a aussi permis d’évoluer dans une atmosphère respirable, où le CO2 est en minorité !
Témoin du passé
Du sol, les archéologues et les historiens tirent des richesses qui nous enseignent les coutumes de nos ancêtres ou nous font découvrir des espèces disparues. Nous retrouvons aussi bien des bâtiments, témoins des techniques de construction et des moeurs des siècles passés que des objets du quotidien et même des corps momifiés, fossilisés… Le sol a conservé intactes les traces des civilisations qui nous ont précédé, il est notre héritage culturel.
Fournisseur de nourriture, de fibres, d’énergies fossiles…
Le sol est le créateur de toutes les ressources dont nous avons besoin aujourd’hui pour remplir nos besoins primaires : se nourrir, se vêtir, se déplacer, se chauffer… C’est du sol que proviennent nos légumes et c’est lui qui fait pousser les plantes qui nourrissent notre bétail. C’est le sol qui produit le coton, le chanvre, le lin, et tous les autres végétaux que nous avons transformé en fibres pour l’industrie textile et l’habillement. C’est aussi du sol que nous extrayons le pétrole et le charbon qui nous permettent de nous éclairer, de nous chauffer, de nous déplacer…
Purification de l’eau
En théorie, le sol filtre l’eau de pluie à travers ses différentes couches et lui permet de rejoindre les nappes phréatiques, où elle est stockée. Ces nappes alimentent nos ressources en eau potable, nos rivières… En passant à travers les différentes couches de sol, l’eau est purifiée, débarrassée des éventuels métaux lourds et polluants qui restent piégés. Le sol est donc une sorte de filtre à café géant. Avec l’appauvrissement des sols, cette capacité diminue, et les coûts liés aux infrastructures de traitement de l’eau potable augmentent ! Il y aurait de belles économies à réaliser partout sur le territoire français, en prenant la peine de restaurer nos sols !
Matériaux de nos constructions
C’est à partir du sol, sous ses différentes formes (roches, sables…), qu’on crée les matériaux qui constituent nos habitations. Le béton, le ciment, la brique, les pierres de taille, les ardoises… sont tous issus du sol à l’origine. C’est en quelque sorte grâce au sol que les hommes ont pu bâtir les murs de leurs maisons et des toits pour se protéger du froid et des intempéries. Nous avons aussi construit des habitations semi-enterrées pour bénéficier de la régulation de la température permise par le sol.
Fondation de toutes nos infrastructures
En théorie, quand il n’est pas attaqué par plusieurs décennies de labour intensif, le sol est une valeur sûre en matière de stabilité. Vous pouvez y enfoncer un piquet de clôture comme une colonne d’aqueduc romain, il les soutiendra et leur permettra de rester bien droits. Le sol absorbe l’effort physique de nos bâtiments grâce au fait que nous y enterrons les fondations, et il les stabilise en cas d’épisode météorologique violent.
Ressource précieuse en pharmaceutique et génétique
C’est dans le sol que nous avons découvert les champignons et les bactéries, dans leur grande diversité. De leur ADN et leurs incroyables capacités, nous avons tiré un très grand nombre de molécules qui nous soignent aujourd’hui (quand elles n’ont pas été extraites des plantes directement, elles-mêmes nées et nourries grâce au sol). La pénicilline par exemple, puissant antibiotique, est produite par la moisissure d’un champignon. Le sol est donc à l’origine de la plupart de nos remèdes et traitements médicinaux, et pourrait l’être encore davantage dans le futur. Car de récentes études américaines font état de la présence, dans des échantillons de sol, de molécules semblables à celles de traitements anticancéreux…
Régulation des inondations
Nous avons évoqué son rôle de purificateur en matière d’eau, mais le sol joue aussi un rôle important dans la prévention des risques d’inondation. D’ailleurs, en 2022, de plus en plus de départements français les subissent et les dégâts sont toujours plus importants. La faute au dérèglement ? Non, la faute à notre destruction acharnée des sols depuis des dizaines d’années. Car le sol absorbe l’eau, nous l’avons dit. S’il se transforme en éponge dans le cas de fortes pluies, l’eau est drainée vers le bas, stockée dans les différentes couches de sol et ira lentement mais sûrement remplir la nappe phréatique. A l’inverse, dans les villes, l’eau ruisselle sur du béton imperméable et est très rapidement évacuée vers la bouche d’égout la plus proche pour rejoindre le cours d’eau. Ce cours d’eau, trop chargé d’un coup par toute cette eau supplémentaire, n’est pas à l’abri de déborder plus loin et de créer une inondation. Un sol bien drainant qui remplit la nappe alimentera le cours d’eau plus longtemps, avec une juste quantité, dans un cycle naturel. La capacité d’absorption des sols est donc cruciale pour réguler l’écoulement de nos cours d’eau, éviter de les surcharger temporairement et leur permettre de couler toute l’année pour nous alimenter en eau potable.
Habitat des espèces vivantes
Les chiffres donnent le tournis : un gramme de sol contient 10 milliards de microorganismes, et 95% de la biomasse vivante est liée au sol ! Il s’agit des plantes (82% de la biomasse terrestre) et des bactéries (13%), qui vivent dans le sol, en surface et en sous-sol profond. Les plantes comptent à elles seules 380 000 espèces différentes. Les espèces de bactéries seraient au nombre de 10 000 selon certaines sources, “trop complexes à compter” selon d’autres… Dans tous les cas, et nous le verrons dans ce livre, le sol est l’habitat et la source de nourriture d’un très grand nombre d’espèces, remplissant toutes des fonctions différentes (on parle de “niches écologiques”).
Centrale de recyclage des nutriments
A travers les différents mécanismes physiques et chimiques qui sont à l’oeuvre dans le sol, celui-ci est responsable de la mise à disposition et du recyclage des nutriments. Le magnésium, le zinc, les vitamines… et tant d’autres molécules dont notre corps humain a besoin pour fonctionner correctement se retrouvent dans les fruits et légumes que nous consommons. Les plantes les ont trouvé dans le sol, et les ont synthétisé pour les restituer sous la forme de fruits. Les nutriments du sol sont aussi issus des cycles de vie de toutes les espèces vivantes qui logent dans le sol, le décomposent, le transforment… Nous verrons en détail leur action, notamment leur rôle dans la nutrition des plantes.
Même si la vie à la surface de la planète prend son origine dans l’eau, la vie telle que nous la connaissons aujourd’hui est donc étroitement liée au sol et à toutes les fonctions qu’il remplit.