Chapitre 3: Des sols cultivables mais pas partout… pourquoi ?

Pourquoi sur Mars ou dans les déserts n’y a-t-il pas de sols bruns comme nous en avons dans nos forêts?

Les mots que vous devez savoir utiliser à l’issue de ce cours: Sol; interaction; roche; biosphère; eau; température; photosynthèse; biodiversité; agrocarburants.

L’essentiel:

Sur la Lune ou sur Mars, il existe un sol formé de poussières de sable et de cailloux. Autrement dit, il n’y a pas de sols présentant une terre cultivable: pourquoi ? Et surtout, qu’est-ce qui fait qu’il y en a sur Terre? Un sol résulte d’une longue interaction entre les roches et la biosphère, conditionnée par la présence d’eau et d’une température favorable à la vie dans ce sol. Le sol est lent à se former et inégalement réparti à la surface de la planète: nos déserts présentent des sols semblables à ceux de la Lune ou de Mars, c’est à dire sans couche de terre cultivable. Un sol cultivable est facilement dégradé par la déforestation et souvent détourné de sa fonction biologique, par exemple pour produire des aliments. Sa gestion est un enjeu majeur pour l’humanité.

Pour satisfaire les besoins alimentaires de l’humanité, l’Homme utilise à son profit la photosynthèse réalisée par les végétaux. L’agriculture a besoin pour cela de sols cultivables et d’eau: deux ressources très inégalement réparties à la surface de la planète, fragiles et disponibles en quantités limitées. L’agriculture entre en concurrence avec la biodiversité naturelle: l’utilisation de pesticides et d’engrais par l’agriculture intensive est à l’origine d’un perte de biodiversité estimée à plus de 50% en 50 ans.

La biomasse végétale produite par l’agriculture est une source de nourriture mais aussi une source de combustibles ou d’agrocarburants. Ces deux productions entrent en concurrence.

Ainsi, s’il existe une couche de terre cultivable au niveau d’un sol, c’est parce que la matière végétale produite par les végétaux retourne lentement à l’état de matière minérale grâce à l’action des décomposeurs créant ainsi ce que l’on appelle l’humus, cette matière sombre qui ne peut donc pas exister sur la Lune ou Mars puisqu’il n’y a pas de végétaux.

Expérience montrant le devenir de pelures d’orange sur terreau humide fermé par un couvercle:

Observations par les élèves d’échantillons de terre à la loupe binoculaire:

Le rôle des vers de terre:

Rédacteur du journal de votre lycée, dans le cadre de la semaine du développement durable, rédigez un article qui explique le bien fondé du vieux proverbe paysan : « Dame Nature sait comment s’obtient la fertilité de la terre, elle en a confié le secret aux vers de terre » et qui montre que les vers de terre sont une alternative possible à l’utilisation intensive d’engrais.

Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent entre autres les connaissances acquises dans différents champs disciplinaires).

L’utilisation croissante d’engrais dans les cultures conduit souvent à une production agricole qui stagne. Une équipe de chercheurs est parvenue à mettre au point une méthode de fertilisation inédite, fondée sur les vers de terre, qui réduit l’utilisation des engrais. Avez-vous déjà entendu ce vieux proverbe paysan ?
« Dame Nature sait comment s’obtient la fertilité de la terre, elle en a confié le secret aux vers de terre. »

Un sol poreux permet une bonne aération propice au développement des microorganismes. (Pores : petites cavités susceptibles d’être remplies d’air ou d’eau. Porosité : rapport du volume des pores sur le volume total du sol)

Document 2 : transformation de la matière organique

Dans la plupart des écosystèmes, les vers de terre sont des facteurs clé dans la fragmentation de la matière organique. L’activité conjointe des trois espèces de vers de terre (de surface, de petite profondeur, de profondeur) permet la dégradation fine de la matière organique ainsi que son enfouissement dans le sol en plusieurs étapes. Dans un premier temps, la litière à la surface du sol va être fragmentée par les vers de terre de surface. On estime que cette litière fragmentée sera à son tour consommée par les vers de terre de profondeur, la dégradant encore plus et permettant son enfouissement progressif dans le sol. Cette matière organique fortement dégradée et présente à différents niveaux du sol poursuit son cycle de transformation en matière minérale en étant ingérée par les vers de terre de petite profondeur.

La terre et la matière organique digérées par les vers de terre sont excrétées sous forme de turricules ou « déjections » à la surface du sol, mais aussi au niveau de toutes les galeries profondes. La présence de micro-organismes (bactéries et champignons) au niveau des turricules achève la minéralisation de la matière organique. Les vers de terre n’augmentent pas les quantités d’éléments nutritifs, ils les rendent assimilables par les plantes. Plus de 90 pour cent des galeries sont colonisées par des racines de plantes qui les utilisent pour pénétrer sans résistance dans les couches profondes du sol où elles trouvent des conditions nutritives idéales.

Document 3 : vers de terre et complexe argilo-humique (CAH)

Les déjections des vers de terre (turricules) forment des agrégats issus du mélange de matière organique (humus) et de matière minérale (argile). L’accrochage des argiles (charge négative) avec l’humus (charge négative) se fait par des ions positifs.
La formation d’un CAH stable se réalise à l’intérieur du tube digestif du ver de terre, qui sécrète une « colle », la glomaline, qui stabilise le CAH et le rend résistant à la dégradation par l’eau.

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