La texture et la structure du sol sont toutes deux des propriétés uniques du sol qui auront un effet profond sur le comportement des sols, comme la capacité de rétention d’eau, la rétention et l’apport d’éléments nutritifs, le drainage et le lessivage des éléments nutritifs.
En ce qui concerne la fertilité des sols, les sols plus grossiers ont généralement une capacité moindre de rétention et d’apport d’éléments nutritifs que les sols plus fins. Cependant, cette capacité est réduite lorsque les sols à texture fine subissent un lessivage intense dans des environnements humides.
Texte du sol
La texture du sol joue un rôle important dans la gestion des nutriments car elle influence la rétention des nutriments. Par exemple, les sols à texture plus fine ont tendance à avoir une plus grande capacité à stocker les nutriments du sol.
Dans notre discussion sur la composition minérale du sol, nous avons mentionné que les particules minérales d’un sol sont présentes dans une large gamme de taille. Rappelons que la fraction de terre fine comprend toutes les particules de sol qui sont inférieures à 2 mm. Les particules de sol de cette fraction sont ensuite divisées en trois classes de taille distinctes, à savoir le sable, le limon et l’argile. La taille des particules de sable est comprise entre 2,0 et 0,05 mm, celle du limon entre 0,05 et 0,002 mm et celle de l’argile est inférieure à 0,002 mm. Notez que les particules d’argile peuvent être plus de mille fois plus petites que les particules de sable. Cette différence de taille est largement due au type de matériau parental et au degré d’altération. Les particules de sable sont généralement des minéraux primaires qui n’ont pas subi beaucoup d’altération. En revanche, les particules d’argile sont des minéraux secondaires qui sont le produit de l’altération des minéraux primaires. Au fur et à mesure que l’altération se poursuit, les particules du sol se décomposent et deviennent de plus en plus petites.
Triangle textural
La texture du sol est la proportion relative de sable, de limon ou d’argile dans un sol. La classe texturale du sol est un regroupement de sols basé sur ces proportions relatives. Les sols à la texture la plus fine sont appelés sols argileux, tandis que les sols à la texture la plus grossière sont appelés sables. Toutefois, un sol qui présente un mélange relativement uniforme de sable, de limon et d’argile et qui possède les propriétés de chacun de ces éléments est appelé loam. Il existe différents types de loams, en fonction de la composante du sol qui est la plus abondante. Si les pourcentages d’argile, de limon et de sable dans un sol sont connus (principalement par des analyses de laboratoire), vous pouvez utiliser le triangle textural pour déterminer la classe de texture de votre sol.
Figure 15. Triangle textural. Le triangle textural décrit les proportions relatives de sable, de limon et d’argile dans divers types de sols.
Source : http://soils.usda.gov/technical/manual/print_version/complete.html
Les principales classes texturales des sols de Maui sont fournies dans le tableau 3. Chacune des classes texturales énumérées dans le tableau 3 constitue des sols à texture fine. Comme vous pouvez le constater, les études de sol montrent que plus de 90% des sols de Maui sont à texture fine. Cela est dû en grande partie au type de matériau parental de la plupart des sols d’Hawaii, qui est le basalte. Comme le basalte est une roche à texture fine, il s’altère pour donner des sols à texture fine. La quantité relative d’argile a une grande importance dans le sol.
Tableau 3. Principales classes texturales des sols de Maui
| Classe texturale |
Pourcentage des sols de Maui qui relèvent des principales classes texturales. classes de texture |
|
Agile fragile |
44% |
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Loam argileux fragile |
23% |
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Loam limoneux |
11% |
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Loam |
10% |
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Clay |
5% |
Pour en savoir plus sur le triangle textural et les classifications texturales du sol, cliquez sur l’animation de l’Université d’État de Caroline du Nord ci-dessous :
http://courses.soil.ncsu.edu/resources/physics/texture/soiltexture.swf
Importance de l’argile et des autres particules de taille similaire
Les particules d’argile, ainsi que les autres particules de taille similaire, sont des composants importants d’un sol. Il existe une différence fondamentale entre les sols qui contiennent de grandes quantités de particules de sable et les sols qui contiennent de grandes quantités de très petites particules, comme l’argile. Cette différence est la surface. La surface totale d’une masse donnée d’argile est plus de mille fois supérieure à la surface totale des particules de sable de même masse. Pour mettre cette idée en perspective, imaginez un seul cube à 6 côtés. Ce cube représente une particule de sable. Imaginez maintenant que vous divisez ce cube unique en 100 cubes plus petits, qui représentent 100 particules d’argile. Ces 100 cubes ont chacun 6 côtés. Essentiellement, en brisant le plus gros cube, vous avez exposé beaucoup plus de surfaces. Ainsi, la surface totale des petits cubes sera beaucoup plus grande que la surface du cube unique.
Pour approfondir ce concept, visualisez une brève animation en cliquant sur le lien suivant vers l’Université d’État de Caroline du Nord :
http://courses.soil.ncsu.edu/resources/physics/texture/soilgeo.swf
Cette augmentation de la surface a une implication importante dans la gestion des nutriments car elle fournit de nombreux endroits pour que les particules du sol retiennent et fournissent des nutriments (tels que le calcium, le potassium, le magnésium, le phosphate) et de l’eau pour l’absorption par les plantes
Types de très petites particules dans le sol
- Les minéraux argileux les plus courants dans le sol de Maui sont appelés argiles silicatées en couches, ou phyllosilicates. Il existe différents types de silicates stratifiés, comme la kaolinite, l’halloysite, la montmorillonite et la vermiculite. Les différents types de silicates stratifiés diffèrent grandement, comme nous le verrons plus tard.
Pour plus de détails sur les différents minéraux argileux silicatés stratifiés, cliquez sur le lien ci-dessous et faites défiler jusqu’à la « salle des phyllosilicates : »
http://www.soils.wisc.edu/virtual_museum/silicates.html
- Des minéraux amorphes, tels que l’allophane, l’imogolite et le ferrihydride, peuvent être trouvés dans les sols volcaniques d’Hawaï qui se sont développés à partir de cendres volcaniques. Comme les argiles silicatées, ces minéraux ont une surface très élevée. Par conséquent, les sols contenant des minéraux amorphes retiennent de grandes quantités d’eau et de nutriments stockés, selon le degré d’altération.
- Les oxydes d’aluminium et de fer se trouvent généralement dans les sols très altérés des tropiques. Lorsque les minéraux argileux sont intensément altérés, la structure des argiles silicatées change. En particulier, les argiles silicatées perdent de la silice. Ce qui reste dans le sol, ce sont les oxydes d’aluminium et de fer. La gibbsite est un exemple d’oxyde d’aluminium, qui a une teinte grisâtre ou blanchâtre. La goethite est un exemple d’oxyde de fer, qui confère une couleur rougeâtre au sol.
Propriétés des oxydes
- Les oxydes sont assez stables et résistants à une altération ultérieure.
- Les oxydes peuvent agir comme une colle et maintenir les autres particules du sol ensemble.
- Les oxydes peuvent fixer les nutriments, comme le phosphore.
- Les oxydes ont une capacité d’échange d’anions (CEA) élevée.
- L’humus est la partie de la matière organique qui résiste le plus à la décomposition et reste dans le sol. L’humus est composé de petites particules, dont la surface est énorme. Ces particules ont une très grande capacité à retenir et à fournir des nutriments, ainsi qu’à retenir l’eau.
Structure du sol
La structure du sol est l’arrangement des particules du sol en groupements. Ces groupements sont appelés peds ou agrégats, qui forment souvent des formes distinctives que l’on retrouve typiquement dans certains horizons du sol. Par exemple, les particules de sol granulaires sont caractéristiques de l’horizon de surface.
L’agrégation du sol est un indicateur important de la maniabilité du sol. Les sols qui sont bien agrégés sont dits avoir une « bonne tilth ». Les différents types de structures du sol sont fournis dans le tableau 4.
Tableau 4. Types de structures du sol dans les sols
Source : http://www.cst.cmich.edu/users/Franc1M/esc334/lectures/physical.htm
Agrégats du sol
Généralement, seules les très petites particules forment des agrégats, ce qui inclut les argiles silicatées, les minéraux de cendres volcaniques, la matière organique et les oxydes. Il existe divers mécanismes d’agrégation du sol.
Mécanismes d’agrégation du sol
- Les micro-organismes du sol excrètent des substances qui agissent comme des agents cimentaires et lient les particules du sol entre elles.
- Les champignons ont des filaments, appelés hyphes, qui s’étendent dans le sol et lient les particules du sol entre elles.
- Les racines excrètent également des sucres dans le sol qui aident à lier les minéraux.
- Les oxydes agissent également comme une colle et relient les particules entre elles. Ce processus d’agrégation est très commun à de nombreux sols tropicaux très altérés et est particulièrement répandu à Hawaï.
- Enfin, les particules du sol peuvent naturellement être attirées les unes par les autres par des forces électrostatiques, un peu comme l’attraction entre les cheveux et un ballon.
Stabilité des agrégats
L’agrégation stable du sol est une propriété très précieuse des sols productifs. Pourtant, la stabilité de l’agrégation du sol dépend beaucoup du type de minéraux présents dans le sol. Certains minéraux argileux forment des agrégats très stables, tandis que d’autres minéraux argileux forment des agrégats faibles qui se désagrègent très facilement.
- Les argiles silicatées très altérées, les oxydes et les matériaux volcaniques amorphes ont tendance à former les agrégats les plus stables. La présence de matière organique avec ces matériaux améliore la formation d’agrégats stables. Dans la gestion des nutriments, la stabilité des agrégats est importante car les minéraux bien agrégés sont bien drainés et tout à fait exploitables.
- En revanche, les argiles silicatées moins altérées, comme la montmorillonite, forment des agrégats faibles. On dit de certaines argiles silicatées qu’elles ont un potentiel de retrait-gonflement. Cela signifie que les minéraux du sol se dilatent, ou gonflent, lorsqu’ils sont humides, ce qui rend le sol collant et le fait mal se drainer. Lorsqu’ils sont secs, ces sols se rétractent et forment des fissures. La composition de la structure réticulaire des argiles silicatées détermine le potentiel de retrait-gonflement. Bien qu’il n’y ait pas de sols ayant un potentiel de retrait-gonflement à Maui, ces sols peuvent être trouvés sur Molokai.
Pour une discussion simple de la chimie des argiles du sol, cliquez sur le lien suivant:
http://www.aehsmag.com/issues/2002/june/soilclays.htm
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