La réserve utile des sols et le régime hydrique
Cette année il pleut, il pleut, il pleut ! Si bien que les enjeux de l’eau semblent avoir été emportés, érodés. Plus personne ne se plaint de sécheresse. Plus personne ne se préoccupe de manquer d’eau. Pourtant, qu’il manque d’eau ou qu’il y en ait trop, cela relève d’un déséquilibre à accompagner pour augmenter la résilience des outils de productions qui restent bel et bien à bout de souffle. Certains territoires sont inondés, d’autres en carence tant les précipitations ont dilué la valeur nutritionnelle des prairies ou ont empêché la croissance des cultures. Alors, pendant qu’il pleut, concentrons nous sur la capacité des sols à absorber ou non toute cette eau, en espérant qu’elle y reste jusqu’à la prochaine sécheresse ! 1. Micro et macro porosité définissent la structure du sol La solution du sol est la fraction liquide de ce dernier et est riche en ions et molécules minérales et organiques. Par rapport aux constituants solides, qui traduisent souvent d’une évolution à long terme, elle reflète le fonctionnement actuel. La teneur globale en eau d’un sol est soumise à des changements très rapides, fonction des précipitations, de l’évapotranspiration et des remontées capillaires. Ces dernières varient selon le dénivelé, le taux de matière organique et de la porosité du sol, ainsi que son assolement. La pérennité de la solution du sol le long d’un bassin versant dépend beaucoup, de la perméabilité de la roche sous-jacente. Par exemple sur des gneiss imperméables, la même eau peut traverser successivement de nombreux sols alors que sur un calcaire fissuré, elle disparaît immédiatement en profondeur. La solution du sol influence les êtres vivants de multiples manières et à des échelles variées. Il y a la nutrition des plantes, puisque celles-ci y plongent leurs radicelles pour absorber l’eau et les éléments nutritifs qu’elle contient. La solution du sol joue ici le rôle d’intermédiaire entre les cellules du rhizoderme et le complexe argilo-humique. À une autre échelle, la solution du sol régule les échanges nutritifs de tous les organismes unicellulaires qui y vivent de manière « incluse », comme les bactéries ou les protistes. Leur nutrition se fait directement à travers leur membrane cellulaire, d’où une grande sensibilité à toute variation de la qualité de la solution du sol. Des stratégies d’évitement in situ sont alors mises en place, comme la sporulation ou l’enkystement, menant à des formes de vie ralentie abaissement au maximum le métabolisme, et par là la respiration et les besoins en oxygène. Selon le degré d’humectation, les vides du sol sont occupés en majeure partie soit par l’eau soit par l’air. Leur ensemble représente la porosité, une propriété du sol qui reflète le volume des vides du sol, exprimé en pourcentage du volume total. La porosité donne une bonne idée de l’état structural. Selon la taille des pores, elle se subdivise en : Macroporosité (> 50 microns), pouvant être remplis par l’eau gravitaire rapidement drainée et souvent colonisés par les racines de taille moyenne ; Mésoporosité ou porosité capillaire (de 0,2 à 50 microns) retenant l’eau utilisable par les plantes ; Microporosité (inférieurs à 0,2 microns) retiennent l’eau dite inutilisable. La mésoporosité dépend beaucoup de la texture, la macroporosité surtout de la structure. La porosité renseigne sur les capacités hydrique ou atmosphérique d’un sol, en volume ou en flux. La seule indication de la porosité ne suffit pas car la circulation de l’eau ou de l’air dépend aussi des relations entre les vides du sol et leur mode d’arrangement. Le potentiel général de circulation de l’eau dans le sol est révélé par sa conductivité hydraulique. Quant à la circulation de l’air dans le sol, en particulier de l’oxygène, elle est déterminante pour la croissance racinaire et l’activité de la microflore, très sensible au degré d’anoxie. Les échanges gazeux se font par équilibrage entre atmosphère du sol, atmosphère hors sol et gaz dissous dans la solution du sol. EN RÉSUMÉ Marcoporosité = porosité structurale Microporosité = porosité plasmique 2. Le régime hydrique Le régime hydrique est la résultante des variations de teneur en eau du sol au cours de l’année. Le régime hydrique du sol dépend directement des trois propriétés déjà abordées : La texture qui détermine les forces de rétention de l’eau La structure qui influence la circulation de l’eau La porosité qui définit le volume du réservoir hydrique du sol La quantité « totale » d’eau retenue par un sol est la différence de poids d’un échantillon avant (poids frais) et après (poids sec) dessiccation à 105°C. Facile à déterminer, la teneur en eau est en réalité pauvre en renseignements écologiques en raison de son extrême sensibilité aux précipitations récentes, à la condensation, au drainage ou au couvert végétale. Ce qui est beaucoup plus intéressant est la répartition de l’eau en fonction des capacité de rétention du sol… Dans le sol, l’eau se présente sous trois états principaux, en fonction de la force avec laquelle il la retient et selon la disponibilité pour les plantes : eau de gravité, eau utile et eau inutilisable. Leur part respective de teneur en eau dépend de la texture (variante immuable) et du taux de matière organique. L’eau de gravité ou eau libre est la plus mobile, elle remplit la macroporosité et la noie par gravitation jusqu’au point de réessuyage. Elle n’existe dans les sols que dans les heures ou les jours qui suivent une précipitation ou en cas de nappe phréatique superficielle permanente. Quand les forces dues à la gravitation s’équilibrent avec la force de rétention du sol, le point de ressuyage est atteint : l’eau restante est conservée dans le sol et constitue la capacité au champ. Mieux retenue que l’eau de gravité, l’eau utilisable ou réserve utile (RU) remplit les pores du sol de diamètres compris entre 0,2 et 50 microns ou forme des films de 5 à 10 nm à la surface des particules. Les racines l’absorbent jusqu’au point de flétrissement temporaire, réversible, puis jusqu’au point de flétrissement permanent qui est atteint lorsque la force
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