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1. Les sols des Milieux Equatoriaux :

Oxisol

Une zone de fortes chaleur et précipitations :

beaucoup de lessivage.
sols très acides avec des horizons faiblement différenciés.
formation de kaolinite et oxydes de Fe et Al très poussée (couleur rouge).

Peuvent être cultivés uniquement avec un apport de chaux ou calcaire broyé important (à cause du pH) et beaucoup d’engrais.

Ultisol

La chaleur et la pluie importante ont trois conséquences d’importance pour le sol :

fortes météorisation et lessivage.
acidification du sol : pH acide.
formation de phyllo-silicates à faible CEC et oxydation de Fe et Al (couleur plutôt rouge ou jaunâtre).

Peuvent être cultivés uniquement avec un apport de chaux ou calcaire broyé important (pH) et beaucoup d’engrais.

Les sols les plus fréquents sont les « Oxisols ». Ce sont des sols très profonds, très altérés et très acides – souvent très rouge à cause de l’oxydation du Fer. Les argiles sont de dominance des oxydes de Fe et Al, avec de la kaolinite. Ce sont donc des sols qui ont naturellement peu d’éléments nutritifs et qui ont tendance à rétrograder les éléments présents. Ces sols sont peu fertiles et rendus fertiles pour l’agriculture à grande échelle qu’avec des apports de chaux et de phosphates très élevés. Cependant, une grande partie de cette zone se situe loin des sources de calcaire ou de phosphates.

En bordure des Oxisols et dans les zones moins humides des milieux équatoriaux, il y a les « Ultisols ». Ce sont des sols profonds et acides, souvent riches en argile (>35%), dont la majorité est de la kaolinite avec une teneur en oxydes de Fe et Al secondaire mais importante ; la couleur du sol est rouge claire ou jaunâtre. Ce sont des sols moins dégradés que les Oxisols avec un potentiel de production plus élevé. Bien gérés, ils sont très productifs puisqu’ils se situent dans des régions où il y a une abondance d’énergie et d’eau – par exemple – le bassin du Mississippi des Etats-Unis.

Dans ces sols : les oxydes de Fe et Al contribuent à la stabilité structurale, et ceci de deux manières :

En forme amorphe : ils forment un plaquage sur les argiles (et autres sédiments) et réduisent ainsi la répulsion électrostatique entre charges négatives sur les argiles.
En forme cristallin : les cristaux soudent les sédiments ensemble.

Contrairement aux sols du milieu semi-aride, qui ont plutôt une faible stabilité structurale, les sols du milieu humide tropical ont tendance à avoir une bonne stabilité structurale grâce aux oxydes de Fe et Al.

La fertilité des sols est assurée par la circulation de la matière organique :
Il y a un apport de matière organique à la surface très important, et la décomposition rapide est assurée par la forte biodiversité.

La formation de cuirasses/carapaces ferrugineuses : une couche de sol riche en oxydes de Fe et Al qui s’endurcit et s’imperméabilise ; la carapace se fragmente à main nue, le cuirasse, non. Elles peuvent se former de deux manières :

les résidus de la météorisation de roches riches en minéraux ferro-magnésiens. Il y a un enrichissement progressif en Fe et Al avec l’exportation des autres éléments.
la mobilisation de Fe et Al en forme soluble (cation) par les eaux de percolation en conditions acides. Les cations se concentrent près de la surface de la nappe phréatique. Un abaissement du niveau de la nappe phréatique provoque l’oxydation et la formation de minéraux d’oxydes de Fe et Al.

La cuirasse/carapace ferrugineuse peut se trouver en profondeur (dans la zone de concentration) ou en surface quand le sol au-dessus a été érodé.

2. Les sols des Milieux Tropicaux avec saison sèche :

Ultisol

La chaleur et la pluie importante ont trois conséquences d’importance pour le sol :

fortes météorisation et lessivage.
acidification du sol: pH acide.
formation de phyllo-silicates à faible CEC et oxydation de Fe et Al (couleur plutôt rouge ou jaunâtre).

Peuvent être cultivés uniquement avec un apport de chaux ou calcaire broyé important (pH) et beaucoup d’engrais.

Vertisol

Pendant la saison sèche, ces sols forment des fentes de dessication importantes.
Ils ont besoin d’un taux de matières organiques important pour favoriser la structure.
Ce sont des sols fertiles mais qui sont lents à se ressuyer.
Le gonflement lors des périodes d’humide et la rétraction pendant les périodes sèches posent des problèmes pour la construction sur ces sols.

Alfisol

Une saturation en bases de plus de 35%.
pH légèrement acide à neutre.
En général, des sols de très bonne fertilité.

Les milieux tropicaux avec saison sèche regroupent un immense territoire qui représente un gradient d’un climat humide avec une courte saison sèche, en limite des milieux équatoriaux, à un climat plus sec avec une ou quelques saisons sèches, en limite des milieux semi-aride subtropicaux et tropicaux. A l’intérieur de cette zone, nous retrouvons différents sols, dont les trois principaux sont les « Ultisols », « Vertisols », et « Alfisols ».

Comme il a été décrit dans les sols des milieux équatoriaux, les Ultisols se situent en marge des Oxisols et représentent des conditions de météorisation chimique moins intenses que celles des Oxisols. Ce sont des sols profonds et acides, souvent riches en argile (>35%), dont la majorité est de la kaolinite avec une teneur en oxydes de Fe et Al secondaire mais importante ; la couleur du sol est rouge claire ou jaunâtre. Ce sont des sols moins dégradés que les Oxisols avec un potentiel de production plus élevé. Bien gérés, ils sont très productifs puisqu’ils se situent dans des régions où il y a une abondance d’énergie et d’eau. La limitation principale des Ultisols est le pH qui est acide et qui peut limiter la disponibilité en éléments nutritifs. A l’échelle de la planète, ce sont probablement les sols qui nourrissent le plus de monde.

Les Vertisols sont des sols particuliers qui se distinguent par une forte concentration en argiles « gonflantes » (des Smectites, comme la Montmorillonite). Dans ces argiles, les couches tètradre-octaèdre (Consulter l'Essentiel concernant les Argiles) s’écartent lors de leur humectation et se contractent lors du dessèchement. Ce sont donc des sols qui gonflent quand ils sont saturés et qui forment des fentes de rétrécissement pendant les saisons sèches. Les Vertisols ont une forte CEC (Pour en savoir plus sur la capacité d'Echange Cationique, consultez le chapitre sur La fertilité chimique des sols) et représentent des sols fertiles mais qui sont difficiles à gérer à cause de leur forte teneur en eau – lourds et difficiles à travailler quand ils sont humides, très durs quand ils sont secs. Ce sont des sols qui nécessitent une forte teneur en matières organiques pour demeurer gérables.

Parmi tous les sols, les Alfisols (avec les Mollisols) sont parmi les plus fertiles. Ce sont des sols qui ont une saturation en base de plus de 35% et qui possèdent un pH non loin de la neutralité. Ils ont souvent une teneur en matières organiques correcte. Ce sont donc des sols qui n’ont rien des difficultés associées à des excès de pH, teneur en argile, ou de matières organiques.

3. Les sols des Milieux Semi-aride Subtropicaux et Tropicaux :

Aridisols

La faible pluie annuelle a deux conséquences d’importance :

La production végétale est limitée, ce qui conduit vers une faible teneur en matières organiques dans le sol.
Il y a très peu de lessivage, les sols sont donc basiques et peuvent avoir de fortes accumulations de sels.

En général, ces sols sont utilisés pour le pastoralisme et des cultures non-irriguées adaptées à la sécheresse ; ils peuvent être très productifs s’ils sont irrigués.

Entisol

Le développement du profil pédologique est extrêmement faible.
Ceci résulte pour l'une de deux raisons :

une activité de pédogenèse (météorisation) presque nulle (pas d’eau).
un matériau d’origine extrêmement jeune.

Les faibles précipitations des milieux semi-arides ne permettent qu’une faible météorisation chimique et peu de lessivage. La production de biomasse demeure limitée malgré une énergie abondante. En général, ce sont des sols peu altérés, alcalins, et avec des teneurs en matières organiques extrêmement faibles. Les principaux sols présents dans ces milieux sont les « Aridisols » et les « Entisols ».

Les faibles teneurs en matières organiques dans les sols résultent non seulement de la faible densité des végétaux, mais aussi d’une minéralisation rapide lors de leur intégration dans le sol. En absence d’un couvert végétal complet et sans matière organique pour stabiliser les agrégats, les sols des zones semi-arides sont souvent vulnérables à la formation de croûtes de battance. Les taux d’infiltration peuvent donc être très faibles et le ruissellement important. Dans ce cas, des conditions d’aridité sont aggravées par une partition des eaux de pluie qui favorise le ruissellement au dépend de l’infiltration et de la teneur en eau du sol.

Puisqu’il y a peu d’infiltration et de percolation (Consulter l'Essentiel sur L’infiltration et le ruissellement), le lessivage est faible et les sols possèdent une forte teneur en bases et peuvent avoir des concentrations en sels (carbonates, sulfates…) importantes. En présence de fortes concentrations en sodium, des problèmes de sodicité décrits dans les propriétés chimiques des sols peuvent apparaître. Dans tous les cas, le pH est alcalin, ce qui peut provoquer des problèmes de disponibilité en éléments nutritifs (surtout des phosphates).

Les Aridisols présentent les caractéristiques des sols décrits ci-dessus : des argiles peu altérées comme le chlorite et l’illite (Consulter l'Essentiel sur Les argiles), des pH alcalins allant d’environ 8 à 11, une teneur en matières organiques faible, et une abondance de sels qui sont parfois concentrés dans un horizon du profil pédologique. Une forte évapotranspiration peut faire remonter des sels en profondeur dans le sol vers la surface.

Les Entisols se distinguent des Alfisols par l’absence d’horizons distincts. Ils sont souvent très sableux ou très peu épais. Les Entisols se situent dans les milieux arides et les régions les plus sèches des milieux semi-arides. Le manque de différenciation des horizons est dû à la faible météorisation et à l’absence de mouvements d’eau et de substances associées à l’intérieur du profil du sol. Ces sols se trouvent également sur des matériaux d’origine très jeune, comme des alluvions par exemple, qui n’ont pas encore eux le temps de former des horizons.

Il est à noter que malgré la faible teneur en matières organiques, les Aridisols sont souvent fertiles (CEC correcte) et peuvent être très productifs sous irrigation. Une correction du pH améliore la disponibilité des éléments nutritifs. Le risque principal dans le cas d’une exploitation irriguée est lié à la gestion du sodium du sol. En effet, il est possible d’augmenter la sodicité du sol par un apport d’eaux chargées en sodium ou par le lessivage des autres bases dans le sol au profit du sodium.

4. Les sols des Milieux Méditerranéens :

Inceptisol

Sols avec un profil pédologique (formation d’horizons) faiblement développé.
Souvent formés sur un matériau d’origine jeune.
Se trouve également dans des milieux où l’intensité de météorisation est relativement faible.
Peuvent être fertiles.

Les milieux méditerranéens représentent une zone de transition entre des climats semi-arides où les précipitations sont faibles et l’évapotranspiration potentielle est forte et les milieux tempérés où les pluies sont souvent plus abondantes et l’évapotranspiration bien plus faible. Même dans les régions plus humides des milieux méditerranéens, le nombre de jours de pluie est souvent faible puisque la pluviométrie se concentre en relativement peu d’événements pluvieux. Les étés chauds et secs accentuent le sentiment d’un climat qui est plus sec qu’il ne l’est en réalité si uniquement la pluie totale annuelle est prise en compte. Par exemple, la pluie annuelle des villes de Paris et de Nice diffère peu (environ 750 à 800 mm/an pour les deux villes) mais l’impact de la distribution des pluies est immense sur l’ensoleillement, les végétaux, les risques de feu de forêt… Dans ce contexte, les sols ont souvent des caractéristiques de sols des milieux plus secs. Le principal type de sol est « l’Inceptisol ».

Les Inceptisols regroupent des sols qui peuvent avoir des propriétés très différentes. Ils se distinguent surtout par un développement faible des horizons dans le profil pédologique. Deux cas de figure se présentent. Dans le premier, les météorisations physiques et chimiques sont faibles par manque d’eau et les profils sont donc peu développés. Dans le deuxième, le matériau d’origine est jeune et les processus de pédogenèse sont en action depuis trop peu de temps pour former des horizons clairement développés. Contrairement aux sols équatoriaux ou semi-arides, il est donc impossible de définir un sol type pour les milieux méditerranéens. Dans l’ordre des Inceptisols, nous retrouvons à la fois des sols acides formés sur des substrats siliceux que des sols alcalins formés sur des roches mères calcaires. La fertilité et les types de végétaux sont très différents en fonction du pH et des autres propriétés du sol.

Malgré les disparités présentes au sein de cet ordre, les sols des milieux méditerranéens, en dehors des alluvions, sont souvent maigres ou squelettiques et possèdent une forte teneur en sédiments grossiers (graviers, cailloux…) en surface. Ceci est dû aux conditions de météorisation ainsi qu’aux feux de forêt qui peuvent provoquer un ruissellement et érosion post-incendie qui appauvrit le sol de sa fraction fine préférentiellement, puisque ces sédiments sont plus facilement érodés. Sur des roches calcaires, la dissolution des carbonates résulte dans une exportation des matériaux sous forme d’ions et le sol se forme en partie à partir de la fraction non calcaire dans la roche d’origine.

5. Les sols des Milieux Tempérés Océaniques :

Alfisols

Une saturation en bases de plus de 35%.
pH légèrement acide à neutre.
En général, des sols de très bonne fertilité.

Dans cette zone, comme dans les autres milieux tempérés décrits dans ce module, quelques caractéristiques climatiques influencent fortement les propriétés des sols. La première est l’hiver froid pendant lequel il n’y a ni activité végétale, ni activité microbienne (flore et faune du sol). La deuxième caractéristique est les cycles de gel et dégel qui sont présents en automne et à la fin de l’hiver. Les sols principaux sont les « Alfisols ».

La présence d’un hiver froid réduit la période de croissance végétale et ne permet qu’une récolte par an. De plus, l’activité microbienne étant ralentie par le froid est nul en-dessous d’environ 4°C, les conditions de décomposition des matières organiques sont moins efficaces. Pour ces raisons, les climats froids sont propices à l’accumulation de matières organiques sur et dans le sol.

Les cycles de gel et dégel représentent un processus naturel de structuration du sol. Ceci est particulièrement efficace sur des sols argileux qui retiennent plus d’eau et c’est essentiellement l’action du gel et dégel de l’eau dans le sol qui favorise sa structuration. Il n’est donc pas rare qu’un agriculteur retourne le sol avant l’hiver et le laisse travailler par les cycles de gel et dégel jusqu’au printemps quand il le reprend pour semer sa culture.

Les Alfisols dans les milieux tempérés océaniques se trouvent sous un couvert de forêt de feuillus. Parmi tous les sols, les Alfisols (avec les Mollisols) sont parmi les plus fertiles. Ce sont des sols qui ont une saturation en base de plus de 35% et qui possède un pH non loin de la neutralité. Ils ont souvent une teneur en matières organiques correcte. Ce sont donc des sols qui n’ont rien des difficultés associées à des excès de pH, teneur en argile, ou de matières organiques.

6. Les sols des Milieux Tempérés Continentaux Secs :

Mollisol

Zone plus sèche et chaude que pour les ALFISOLS.
La forte densité des herbes apporte beaucoup de matières organiques au sol.
Le climat plutôt sec limite l’activité biologique, ce qui conduit vers une horizon A très riche en matières organiques.
Saturation en bases 100%, pH neutre à légèrement basique - sols très fertiles en général.

La présence d’un hiver froid réduit la période de croissance végétale et ne permet qu’une récolte par an. De plus, l’activité microbienne étant ralentie par le froid est nul en-dessous d’environ 4°C, les conditions de décomposition des matières organiques sont moins efficaces. Pour cette raison, les climats froids sont propices à l’accumulation de matières organiques sur et dans le sol.

Dans les Mollisols, l’accumulation de matières organiques est aussi favorisée par deux autres facteurs : les conditions plus sèches que dans les autres milieux tempérés, ainsi que par la présence d’un couvert végétal composé surtout de hautes herbes (prairies). La densité racinaire de ces végétaux est très importante et les racines qui meurent dans le sol représentent un apport de matières organiques qui n’est décomposé que lentement à cause des périodes froides et de la sécheresse estivale. Les mollisols ont donc une couleur très foncée, voire noire, due à la forte teneur en matières organiques. Le pH est basique et la saturation en bases est proche de 100%. Les Mollisols (avec les Alfisols) sont parmi les plus fertiles du monde et représentent le substrat pédologique sur lequel une grande proportion des céréales d’exportation (notamment le blé) est cultivée.

Les cycles de gel et dégel représentent un processus naturel de structuration du sol. Ceci est particulièrement efficace sur des sols argileux qui retiennent plus d’eau et c’est essentiellement l’action du gel et dégel de l’eau dans le sol qui favorise sa structuration. Il n’est donc pas rare qu’un agriculteur retourne le sol avant l’hiver et le laisse travailler naturellement par les cycles de gel et dégel jusqu’au printemps quand il le reprend pour semer sa culture.

7. Les sols des Milieux Tempérés de façade orientale des continents, hiver froid :

Spodosol

Milieux frais et humides, accumulation d’une litière à la surface.
Sols plutôt sableux et acides.
Zone d’éluviation - Horizon E bien développé - couleur blanche.
Zone d’illuviation - Horizon B accumulation d’oxydes de Fe et Al et d’humus, ce qui se traduit par une couleur rouge-brune.

La présence d’un hiver froid réduit la période de croissance végétale et ne permet qu’une récolte par an. De plus, l’activité microbienne étant ralentie par le froid et nul en-dessous d’environ 4°C, les conditions de décomposition des matières organiques sont moins efficaces. Pour cette raison, les climats froids sont propices à l’accumulation de matières organiques sur et dans le sol. Parmi les milieux tempérés considérés dans le cadre de ce site, celui-ci est le plus froid. La forêt naturelle est dominée par des conifères et le sol accumule une litière (ou horizon O) en surface à cause des faibles températures et l’acidité du sol.

Les Spodosols se distinguent des autres sols par la succession d’un horizon d’éluviation, où les oxydes de Fe et autres matières qui colorient le sol (humus, autres oxydes présents dans le sol) sont lessivés, et un horizon d’illuviation qui représente l’horizon de concentration des substances lessivés. Cette action est particulièrement efficace dans des sableux et acides. L’horizon d’éluviation est blanc car il est composé presque entièrement de cristaux siliceux qui ont été lavés par les eaux acides qui se sont infiltrées à travers la litière et l’horizon A. L’horizon d’illuviation est particulièrement foncée et souvent rougeâtre à cause de l’accumulation des oxydes de Fer qui sont rendus plus mobiles par l’acidité du sol.

En conditions naturelles, les Spodosols sont des sols plutôt peu fertiles à cause de leur acidité et faible CEC (due à la faible teneur en argiles). Lorsqu’ils sont mis en culture, les horizons distinctifs sont mélangés et effacés par le travail cultural du sol. Ce sont des sols naturellement adaptés aux conifères mais qui sont rendus productifs par un apport d’amendements (chaux ou calcaire broyé) pour corriger le pH et d’engrais pour améliorer la fertilité chimique. Ce sont des sols qui sont souvent utilisés pour des cultures de maïs irriguées.

8. Les sols des Milieux Subtropicaux de façade orientale des continents :

Ultisol

La chaleur et la pluie importante ont trois conséquences d’importance pour le sol :

fortes météorisation et lessivage.
acidification du sol : pH acide.
formation de phyllo-silicates à faible CEC et oxydation de Fe et Al (couleur plutôt rouge ou jaunâtre).

Peuvent être cultivés uniquement avec un apport de chaux ou calcaire broyé important (pH) et beaucoup d’engrais.

Les Ultisols figurent dans trois zones de ce site web : les milieux équatoriaux, les milieux tropicaux avec saison sèche et ici dans les milieux tempérés subtropicaux de façade orientale des continents. Ces trois zones ont en commun une pluviométrie abondante et des températures élevées, des facteurs qui favorisent la météorisation chimique. Les milieux tempérés subtropicaux de façade orientale des continents diffèrent des deux autres par des températures hivernales plus froides.

Les Ultisols sont des sols profonds et acides, souvent riches en argile (>35%), dont la majorité est de la kaolinite avec une teneur en oxydes de Fe et Al secondaire mais importante ; la couleur du sol est rouge claire ou jaunâtre. Ce sont des sols moins dégradés que les Oxisols avec un potentiel de production plus élevé, malgré une CEC relativement faible. Bien gérés, ils sont très productifs puisqu’ils se situent dans des régions où il y a une abondance d’énergie et d’eau. La limitation principale des Ultisols est le pH qui est acide et qui peut limiter la disponibilité en éléments nutritifs. A l’échelle de la planète, ce sont probablement les sols qui nourrissent le plus de monde.