Gestion des sols : Conservation du sol

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Publication 811 : Guide agronomique des grandes cultures > Gestion des sols

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Table des matières

• Formation du sol
• Variabilité des sols
  • Tableau 8-1. Réservoirs de matière organique du sol
• Qualité du sol
• Matière organique
• Biologie du sol
• Structure du sol
  • Tableau 8-2. Types de structure du sol
  • Tableau 8-3. Types de compactage du sol

Formation du sol

En Ontario, les propriétés des sols sont étroitement associées aux reliefs formés par la glace des glaciers, les eaux de fonte, les lacs glaciaires et le vent. Les glaciers se sont déplacés à travers toute la province de l'Ontario, broyant le roc en fines particules, puis mélangeant et déplaçant le sol qui s'y trouvait. En se retirant, ils ont laissé sur place des composants du sol qui se trouvaient dans la glace. Le sable et le gravier contenus dans l'eau de fonte se sont empilés en couches minces et des lits plats de sable, de limon et d'argile se sont déposés dans les lacs formés par l'accumulation de l'eau de fonte. Des vents forts soufflant sur les terres dénudées et plates ont par ailleurs transporté au loin les particules de sol. Tous ces dépôts sont à l'origine de nos sols actuels.

À certains endroits, la couche arable est très rapprochée du substratum rocheux; on trouve aussi de la tourbe ou des terres noires, des plaines de till, des moraines terminales, des plaines de sable et des plaines d'argile. Pour plus de renseignements et des exemples de photos des divers reliefs, consulter le fascicule du MAAARO, Les pratiques de gestion optimales : Gestion du sol, commande no BMP06F. Voir aussi la page Web du MAAARO sur la Gestion du sol à l'adresse www.ontario.ca/cultures.

Variabilité des sols

En Ontario, la composition du sol varie grandement à cause de l'effet de raclement et de mélange attribuable au mouvement des glaciers. En plus de la fonte des glaciers, le vent et l'eau ont aussi contribué avec le temps à une plus grande différenciation des sols. En certains endroits, la couche arable est très rapprochée du substratum rocheux. Ailleurs, elle compte jusqu'à 100 m (328 pi) de profondeur. La profondeur de la couche arable varie en raison de la diversité des conditions de la formation des sols. Ces derniers sont différents d'une région et d'une ferme à l'autre, et même à l'intérieur d'un même champ. Examiner une coupe effectuée dans le sol et constater les variations du sol selon l'horizon pédologique (voir figure 8-1, Variabilité des horizons pédologiques, sur cette page). Cette variabilité naturelle s'observe souvent sur de très courtes distances.

Les producteurs agricoles ont observé depuis longtemps cette variabilité des horizons du sol et ont donc tenté d'améliorer les parcelles moins productives.

Figure 8-1. Variabilité des horizons pédologiques

 

Les capteurs de rendement ont permis d'évaluer à quel point la variabilité des horizons du sol pouvait influer sur les rendements. Dans certains champs de maïs, il peut y avoir plus de 6,3 t/ha (100 bo/ac) d'écart entre les zones à bas rendement et celles à haut rendement. Dans le cas du soya, cette différence peut atteindre 2,7 t/ha (40 bo/ac) et dans le blé, jusqu'à 5,4 t/ha (80 bo/ac).

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Les sols diffèrent par les aspects suivants :

• teneur en minéraux, texture, fertilité, pH;
• matière organique : teneur et type;
• structure, aération, drainage, densité, capacité de rétention d'eau;
• épaisseur des horizons, position topographique;
• âge : degré d'altération, d'érosion et de déposition;
• profondeur :
• du substratum rocheux;
• de la nappe phréatique;
• des changements de texture ou de structure.

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La production agricole intensive contribue aussi à modifier la profondeur de la couche arable. L'érosion par le vent, l'eau et le travail du sol ont réduit la quantité de terre arable dans de nombreux champs. Il arrive que cette couche de sol se dépose dans d'autres sections du champ, augmentant la profondeur de terre arable à cet endroit; la couche arable peut également disparaître complètement de certaines zones. Certaines pratiques agricoles peuvent aussi accroître la variabilité des horizons pédologiques, notamment le chaulage, l'enlèvement des boisés en bordure des champs, les amas de compost ou de fumier ainsi que les épandages non homogènes de fumier.

 

Tableau 8-1. Réservoirs de matière organique du sol

Propriété	Matière organique active du sol (matériaux vivants)	Matière organique modérément stable (matériaux non vivants)	Matière organique très stable (matériaux très décomposés)
Type de matériaux et activité	Matériaux vivants ou non vivants depuis peu. Exemples de matériaux vivants : bactéries, champignons, algues, racines de plantes, insectes, vers de terre, etc., qui contribuent à la décomposition des résidus végétaux et du fumier. Fournissent des éléments nutritifs ainsi que des composés qui facilitent la formation des agrégats. Les matériaux non vivants depuis peu comprennent les organismes morts, les fumiers qui viennent d'être épandus, les anciennes racines de plantes et les résidus de cultures. Source de nourriture pour les organismes du sol.	Matériaux organiques récemment décomposés.	Matériaux parfois désignés sous le nom d'humus. Activité pratiquement figée; l'humus fait partie intégrante du sol. Ces matériaux s'accrochent à certains éléments nutritifs et se libèrent graduellement. Peuvent diminuer les problèmes liés au drainage ou au compactage. Peuvent améliorer la capacité de rétention d'eau dans les sols sableux.
Stabilité	Dépend des façons culturales employées au fil des ans.	Évolue durant l'équivalent d'une vie humaine.	Déjà existante bien avant que le champ soit cultivé et persistera longtemps après que le producteur mette fin à ses activités.
Pourcentage de matière organique du sol	10-15 %	40-45 %	40-45 %

 

Qualité du sol

La qualité du sol est un indicateur de sa santé et de sa capacité à résister à l'érosion, au compactage et à d'autres stress, tout en maintenant une bonne productivité économique. Bon nombre de facteurs servent à évaluer la santé du sol.

Caractéristiques d'un sol sain :

• présente une bonne structure, résiste à l'encroûtement et a subi un minimum de compactage;
• contient des vers de terre en abondance;
• dégage une bonne odeur;
• décompose facilement les résidus;
• favorise le drainage, le mouvement de l'eau et possède une bonne capacité de rétention d'eau;
• favorise la levée de jeunes pousses et la croissance des racines;
• produit une culture dont la couleur et la croissance sont uniformes;
• présente des niveaux optimaux d'éléments nutritifs, de pH et de matière organique;
• n'a pas été très sujet à l'érosion éolienne, hydrique ou au travail du sol et peut y résister.

La plupart des caractéristiques d'un sol sain sont associées directement ou indirectement à la matière organique du sol.

Matière organique

La matière organique du sol ne représente qu'une très petite partie du sol, mais elle y joue un rôle déterminant. L'apport et le maintien d'une teneur adéquate en matière organique comportent plusieurs avantages, notamment :

• une hausse des rendements et une meilleure santé des cultures;
• une tolérance accrue des cultures à la sécheresse et à d'autres stress, comme les insectes et les maladies;
• une réduction des besoins d'engrais commerciaux et de chaux.

On distingue trois types de réservoirs de matière organique dans le sol. Voir le tableau 8-1, Réservoirs de matière organique du sol, sur cette page.

Importance de la matière organique

La matière organique a des répercussions sur un grand nombre de propriétés du sol ainsi que sur la croissance des cultures. Les exemples qui suivent sont tous aussi importants les uns que les autres. Ainsi, la matière organique :

• Influe directement ou indirectement sur la disponibilité des éléments nutritifs puisés dans le sol et joue un rôle important dans le cycle de bon nombre d'éléments nutritifs;
• Améliore la capacité d'échange cationique (CEC) du sol qui adhère alors davantage aux ions positifs comme les ions calcium, potassium et magnésium, ce qui les rend assimilables par la culture; cette propriété est particulièrement importante dans les loams et les sables qui contiennent peu d'argile pour fournir les charges négatives capables de fixer les cations;
• Forme des acides organiques complexes au cours de la décomposition des matières organiques; ces acides se fixent aussi aux éléments nutritifs et contribuent à garder le fer, le zinc et le manganèse sous forme chélatée ou assimilable;
• Peut exercer un effet tampon sur le pH du sol en modérant les variations rapides de pH;
• Assombrit la couleur du sol, ce qui accélère son réchauffement au printemps;
• Contribue à stocker le carbone - le sol contient quatre fois plus de carbone (C) que les plantes;
• Accumule l'azote - presque tout l'azote du sol est sous forme organique. Les bactéries et les champignons transforment l'azote organique en nitrate et en ammonium, et ces formes d'azote peuvent être utilisées par les plantes;
• Contribue au cycle de l'eau en gardant le sol meuble et poreux, ce qui assure une meilleure pénétration de l'eau dans le sol. L'infiltration contribue davantage que le ruissellement à restaurer l'humidité du sol, par temps sec, et à réapprovisionner la nappe phréatique. Le processus accroît en retour la quantité d'eau accessible aux cultures par le sol, puisque ce dernier est en mesure d'en stocker davantage et que le volume du système racinaire augmente. Parallèlement, le drainage de l'excès d'eau dans le sol est amélioré;
• Aère le sol, en améliorant sa porosité, ce qui facilite la circulation de l'air dans le sol.

On a également démontré que la matière organique contribue à empêcher le phosphore de se retrouver sous une forme non assimilable par les plantes.

Biologie du sol

Un sol sain est un milieu bien vivant. Les organismes qui s'y trouvent contribuent de très près à la santé du sol et des plantes. Le sol contient notamment des bactéries, des champignons, des algues, des protozoaires, des nématodes, des vers de terre, des insectes (fourmis, coléoptères, mille-pattes, etc.); il abrite aussi des animaux de plus grande taille (taupes, lapins, serpents, etc.) et contient des racines.

Rôles majeurs joués par les organismes du sol :

• Participent à la décomposition des résidus organiques et à leur incorporation dans le sol. À mesure que les matières organiques se décomposent, les éléments nutritifs deviennent disponibles aux plantes, puis l'humus et les agrégats du sol se forment;
• Créent des passages qui facilitent l'infiltration de l'eau et améliorent l'aération du sol;
• Contribuent à enfouir les résidus de surface plus profondément dans le sol;
• Participent à la fixation de l'azote;
• Contribuent à lutter contre les ennemis des cultures, comme les mauvaises herbes, les insectes nuisibles, les nématodes et les maladies;
• Stimulent la croissance racinaire grâce à des substances qu'ils sécrètent.

Structure du sol

L'état optimum d'ameublissement du sol désigne une condition du sol propice à la croissance des cultures. Un sol meuble est poreux et l'eau peut y pénétrer facilement au lieu de ruisseler à la surface. L'eau est alors plus disponible pour les plantes et cause moins d'érosion. Un sol poreux permet à l'oxygène de circuler entre le sol et les racines et facilite l'élimination du dioxyde de carbone, ce qui améliore la croissance des racines.

La formation des sols et de leur structure est étroitement liée à l'action des cycles gel/dégel et sec/humide, à la croissance des racines, au travail du sol et à la présence des animaux et des micro-organismes du sol.

La matière organique active du sol, les résidus en décomposition et la vie du sol jouent un rôle majeur dans la formation et le maintien de la structure du sol. La structure représente le mode d'assemblage des particules du sol avec l'argile, l'humus et les substances agglutinantes sécrétées par les organismes vivants et en décomposition. Pour qu'un sol conserve une bonne structure, c'est-à-dire qu'il présente un bon degré d'agrégation, il est nécessaire qu'il y ait un approvisionnement continu de matière organique, de racines de plantes vivantes et d'organismes du sol. Voir le tableau 8-2, Types de structure du sol, qui décrit les différentes structures retrouvées couramment dans les sols.

Ennemis du sol

La perte de matière organique, le faible niveau de populations d'organismes vigoureux et diversifiés et le compactage constituent les pires ennemis du sol.

Avec la mécanisation grandissante de l'agriculture, la réduction des intervalles entre les rotations et l'intensification de ces dernières, la qualité de bon nombre de sols en Ontario s'est détériorée depuis les quatre ou cinq dernières décennies. La dégradation est un phénomène qui guette les sols et elle est habituellement le résultat de l'érosion et de la diminution de leur teneur en matière organique. Il s'agit en quelque sorte d'un cercle vicieux. L'érosion accentue la perte de la couche arable, ce qui diminue par ricochet la quantité d'éléments nutritifs dans le sol. Le sol perdu entraîne avec lui des éléments nutritifs et la fertilité de la couche arable s'en trouve réduite. Du sol moins fertile provenant des horizons inférieurs est amené graduellement à la surface par les labours. La teneur en matière organique du sol diminue et ce dernier devient moins résistant à l'érosion. Le sol devient également plus vulnérable au compactage, lequel, en augmentant, contribue à réduire la porosité, ce qui diminue le mouvement de l'air et de l'eau dans le sol. Il s'ensuit un accroissement du ruissellement qui aggrave l'érosion. La teneur en matière organique continue de diminuer et le sol perd de sa capacité de rétention d'eau. Le cycle se poursuit, intensifiant le cercle vicieux de la dégradation du sol.

Érosion du sol

L'érosion du sol constitue une grave menace pour la productivité des sols. Il est vrai que l'érosion des sols est un phénomène naturel, mais les pratiques culturales en ont tout de même accéléré le rythme. Dans les champs cultivés, l'érosion se manifeste par le détachement et le déplacement des particules de sol à l'intérieur du champ ainsi que vers l'extérieur de ce dernier; l'érosion a diverses conséquences, notamment :

• une diminution des rendements;
• une hausse des coûts de production;
• la dégradation de la couche arable;
• une augmentation du ruissellement et une réduction des réserves d'eau dans le sol.

Tableau 8-2. Types de structure du sol

Type		Caractéristiques
	Absence de structure
	Structure particulaire : le sol se fragmente en particules individuelles (ex. : sables contenant peu de matière organique).	Les sols qui présentent cette structure ont tendance à former une croûte, surtout s'ils contiennent beaucoup d'argile. Cette structure offre peu de résistance à l'érosion éolienne et hydrique.
	Structure compacte : le sol se fragmente en grosses mottes.	Les sols qui présentent cette structure sont compactés, les pores y sont peu nombreux, et la croissance des racines y est restreinte tout comme la circulation de l'eau.
	Structure granulaire
	Le sol se fragmente en petits agrégats ou grumeaux.	Ce type de structure, idéale en surface, s'observe habituellement dans la couche arable. Cette structure est associée à une très bonne capacité de rétention d'eau et à une abondance de pores; elle favorise également la circulation de l'eau et la croissance des racines.
	Structure lamellaire
	Les particules de sol s'agrègent en lamelles horizontales relativement fines.	Ce type de structure s'observe souvent dans les premiers 8 cm (3 po) des sols qui n'ont pas été travaillés depuis longtemps. Le passage des coutres dans le champ broie les lamelles et la structure va devenir granulaire avec le temps. On peut observer ce type de structure dans les horizons du sol compactés.
	Structure anguleuse
	Les agrégats du sol sont de forme cubique ou irrégulière.	On trouve couramment ce type de structure dans l'horizon B du sol. Cette structure est propice à la croissance des racines, à une bonne aération du sol et au drainage.
	Structure colonnaire ou prismatique
	Les particules de sol sont reliées entre elles de manière à former des prismes ou des piliers verticaux.	On trouve généralement cette structure dans les horizons C des sols riches en argile. Les sections verticales entre les agrégats permettent la croissance des racines et le mouvement de l'eau.

 

Tableau 8-3. Types de compactage du sol

Cause	Effet
Encroûtement
Les particules de sol, non protégées, se dispersent sous l'action des gouttes de pluie et forment une fine couche dense à la surface.	Ce type de compactage favorise grandement le ruissellement et l'érosion hydrique. La surface devient étanche, ce qui réduit l'infiltration d'eau. Lorsque le sol est sec, une croûte dure se forme, ce qui risque de retarder ou d'empêcher la germination.
Compactage de la semelle de labour
Le sol, érodé, est pauvre en matière organique. Le passage de machinerie lourde cause le compactage du sol.	L'horizon est très dense, ce qui réduit l'infiltration de l'eau et la porosité du sol. La croissance racinaire peut être compromise.
Compactage des horizons inférieurs
La pression exercée par les disques ou la charrue sur le sol, sous la semelle de labour, entraîne le compactage des horizons inférieurs. La pression exercée par la machinerie lourde dont le poids est mal réparti provoque aussi le compactage du sol.	L'écoulement de l'eau à travers l'horizon compacté est restreint. Il y aura peu de croissance racinaire dans l'horizon compacté, voire aucune.

 

Érosion du sol

L'érosion du sol constitue une grave menace pour la productivité des sols. Il est vrai que l'érosion des sols est un phénomène naturel, mais les pratiques culturales en ont tout de même accéléré le rythme. Dans les champs cultivés, l'érosion se manifeste par le détachement et le déplacement des particules de sol à l'intérieur du champ ainsi que vers l'extérieur de ce dernier; l'érosion a diverses conséquences, notamment :

• une diminution des rendements;
• une hausse des coûts de production;
• la dégradation de la couche arable;
• une augmentation du ruissellement et une réduction des réserves d'eau dans le sol.

On distingue trois types d'érosion du sol : l'érosion hydrique, l'érosion éolienne et l'érosion attribuable au travail du sol. L'érosion hydrique est le résultat de particules de sol non protégées qui se détachent et se déplacent sous l'action de l'eau. L'érosion éolienne est occasionnée par le détachement et le mouvement de particules provoqués par les courants aériens ou le vent. L'érosion amenée par le travail du sol se produit lorsque le matériel utilisé déplace les particules en les soulevant et que ces dernières sont entraînées par gravité vers le bas des pentes. Pour plus d'information, consulter le fascicule Les pratiques de gestion optimales : Gestion du sol, commande no BMP06F, et Les pratiques de gestion optimales : Grandes cultures, commande no BMP02F.