Classification des sols 2

Il existe une grande diversité de conceptions dans le cadre de la classification des sols, en manière telle que de telles considérations sont affaires de spécialistes, notre but est agronomique et ce qui importe pour nous, est de reconnaître de manière générale les grands types de sols mondiaux. Comme nous l'avons dit, nous avons adopté la classification française adaptée par G.Manil, c'est celle qui est reprise à la page précédente: 

Une autre classification accessible dans sa forme simplifiée, et à notre niveau, est celle de DUCHAUFFOUR.

ETUDE DES TYPES DE SOLS MONDIAUX

 

Dans la description qui suit, nous ne suivons pas la classification dans l'ordre mais plutôt selon une structure sensée aider la compréhension 

 

 

I. LES SOLS NON EVOLUES OU SOLS MINERAUX BRUTS

I.1 Caractères généraux

- Absence presque complète d'humus

- Altération chimique faible

- Simple désagrégation physique, d'où profil (A)C ou (A)R

I.2 Origine

- Climatique :

+ sols polygonaux arctiques : sol des régions froides constitué par des polygones formés de matériel fin au centre et séparés les uns des autres par des cloisons de pierres en partie redressées verticalement, qui s'élabore sous l'effet des mouvements de convection dans une masse boueuse temporairement et superficiellement dégelée ; 

+ sols désertiques  :

Parmi lesquels l'on trouve essentiellement des sols à peu près dépourvus d'humus et résultant généralement d'une désagrégation physique , comme : le REG ou HAMADA ( désert de pierres  à patine ferro-manganique brun rouge ), l'ERG ( désert de sable ), la TAKIR: sol argileux à fentes polygonales, les sols arides à croûte gypso-calcaire , ... 

- Non climatique

+ D'érosion = lithosols si roche dure ou régosols si roche tendre. Caractéristiques des pentes continuellement rajeunies par l'érosion et donc pauvres en matières organiques. une végétation d'arbres peut s'y installer et fixer le sol , exemple des landes de Gascogne, campine, ...

+ D'alluvions récentes pas encore colonisées : dunes, boues glaciaires,cônes de déjection...

II.LES SOLS PEU EVOLUES A PROFIL A/C 

Ce sont des sols désaturés, plus ou moins acides, formés sur roche mère non calcaire, de profil A₀/A₁/C, le A₀ est souvent un moder ou un mor  et le A₁ est parfois un mull

L'évolution de ces sols est cependant freinée soit par l'érosion, soit par rajeunissement ( colluvions, alluvions ) , soit par le climat ( froid). Pauvres en oxydes de fer libres, ils ont consécutivement une couleur grisâtre. Ils sont appelés Ranker par KUBENIA voire encore sols litholiques.

L'humus et la litière reposent directement sur la roche mère. Un ranker est le résultat de l'action de la végétation pionnière sur la roche.

Le terme « ranker » (W. L. Kubiena, 1953), d'origine germanique, fait allusion à la discontinuité qui existe souvent entre l'horizon humifère superficiel, très foncé, et la roche mère dure sous-jacente : dans certains cas, la couche humifère, feutrée par les racines, peut facilement se séparer du substrat et s'enrouler comme un tapis.

Sur sol calcaire, on parle de rendzine.

On distingue :

a) des rankers climatiques : sols de toundra avec mousses, lichens, buissons ; rankers alpins : pelouse alpine à Carex curvula...

b) des rankers non climatiques : sur pente ; on les classe suivant le type d'humus produit : mull, moder, mor = rankers d'érosion.

Leur caractéristique commune est leur faible profondeur, d'où faible réserve en eau et complexe absorbant faiblement présent.

c) des rankers d'apport : colluvions et alluvions.

- Une colluvion ou un dépôt de pente est un dépôt meuble sur un versant, mis en place par gravité. Le terme s'emploie presque toujours au pluriel. Les colluvions reflètent la lithologie du haut du versant. Elles nappent, sur le bas du versant, la roche en place. Les éléments ont subi un faible transport, à la différence des alluvions. En bord de mer, elles sont les premières attaquées par l'érosion marine. Leur ablation aboutit alors à la dénudation de la roche saine. Les colluvions sont étalées sur les versants du haut vers le bas. Les colluvions ont une texture et une teneur en matières organiques très variables; si la texture es fine, ce sont généralement de bon sols agricoles ; si elle est grossière  : elles sont incultivables mais peuvent être de bon sols forestiers. La structure des colluvions laisse parfois à désirer ( structure massive ), nous avons étudié ce type de sol dans un chapitre précédent..      

- Les alluvions ont pour point commun une nappe phréatique profonde qui subit des oscillations marquées suivant les saisons. Leur chimisme et leur degré d'évolution sont très variables . Ils sont généralement peu humifères ( grande oxydation ), eaux riches en oxygène dissous, à texture très hétérogène selon les caprices de l'alluvionnement . La classification des sols alluviaux est liée à leur évolution et au type d'humus . Ils peuvent être mis en valeur par des plantes hygrophiles à enracinnement profond  ( peupliers )

 

Remarque : Duchaufour apparente les Andosols aux sols à profil A/C très humifères. Sols à allophanes ( gels silico-alumineux ) formés sur scories ou cendres volcaniques et parfois sur roches volcaniques consolidées   

Un autre type de sols peut être classé dans les sols peu évolués à profil A/C, ce sont les sols à complexe saturé, on y distingue :

Sols à complexe saturé

- Les sols chernozémiques  (= sols isohumiques) <-- limons éoliens ( loess )

- Les vertisols ( = sols à argiles gonflantes )

- Les sols calci-magnésiens ( ex : rendzines )

Les deux derniers sont des sols intrazonaux

Les sols à complexe saturé sont des sols à humus biologiquement actif : A₁ épais, riche en Ca et Mg échangeables

- Profil peu évolué : A/C parfois A(B)C

- Capacité d'échange élevée, complexe absorbant saturé

- A₁ épais , à complexe argilo-humique stable riche en N ; acides humiques très polymérisés et liés étroitement avec les argiles du type montmorillonite ou illite.

- Altération lente des minéraux complexes : Ca sature les acides humiques ; le fer libre est complexé d'où profil A/C en général.

d) Les sols chernozémiques ou isohumiques ou terres noires      

Ce sont des sols riches en matières organiques à complexe absorbant saturé , surtout par les alcalino-terreux à structure grenue .

Présents sous climat continental à pluviosité de l'ordre de 350 à 400 mm ( Ukraine, Manitoba, Dakota ). Importance des contrastes saisonniers   

Végétation : steppe dense à enracinnement très puissant (Stipa, Koeleria, Fetuce ).

Roche mère : le plus souvent riche en matières minérales ( alcalino-terreux ). La RM la plus caractéristique est le Loess

Profil type : A1/C

-A1 de 60 cm à 1m, noir à structure en grumeaux. A1 de matières minérales + humus calcique ( épipédon mollique des américains ) ; grumeaux gros comme un grain de blé ; décarbonaté sur 0,6 m. Ca = A/C : filaments blanchâtres de CaCO3 ( pseudomycélium ) et grosses concrétions ( crotovinas ).pH - 7-7,5, humus de 2 à 16 %

-C : roche mère : loess.

Aucun lessivage de l'argile ni du Fe.Tiré de " Abrégé de pédologie "  Ph Duchauffour ed Masson 4ème édition

Consulter la légende des symboles.

Complexe absorbant et cycle de la matière organique

1) Entraînement des carbonates des horizons supérieurs mais saturation du complexe argilo-humique par le Ca.

2) Capacité d'échange considérable ( 60 à 80 méq %gr).

3) Argile du type 2/1 : montmorillonite  ( fort pouvoir absorbant ) en mélange aux illites.

4) Production d'une grande quantité de matières organiques de synthèse. Acides humiques gris riches en N ; complexe Fe-argile-humus énergiquement floculé ; C/N de 8 à 10.

5) Humus saturé par Ca²⁺  et Mg²⁺  à cause de la haute teneur en cendre des débris organiques ( taux de saturation >=90%).

6)  Humus "protégé" contre la décomposition microbienne par l'argile à laquelle il est lié , dans des complexes énergiquement floculés.

A la frange de la zone de forêt dense, le chernozem humifère passe au chernozem lessivé ( chernozem luvique ) ( à Bt argillique ); vers les régions plus sèches au contraire , la quantité de M.O. décroît, l'horizon A1 devient progressivement plus clair et moins épais , alors que l'horizon Cca se montre de plus en plus envahissant, on passe au chernozem de steppe  ( chernozem calcique ) à 5% de matières organiques , puis au sol châtain ( Kastanozem calcique ) ( 2,5 à 4% de matières organiques ), et enfin au sol brun des steppes ( 2 à 2,5 % de matières organiques ). Ce dernier fait transition avec le Sierozem.   

Répartition géographique des chernozems

sols typiques de l'Ukraine ; il existe aussi des chernozems en Allemagne méridionale, en Roumanie, Hongrie,Autriche. En Amérique la "prairie américaine" Vers le Nord de l'Ukraine  : chernozems dégradés car l'humidité est plus élevée ( forêt galerie ); vers le Sud de l'Ukraine : chernozems méridionaux peu profonds; moins de matière organique, moins décarbonatés = passage vers les sols châtains.  

Les terres noires et la vie des plantes

Conditions idéales au point de vue physique et chimique : sols profonds, poreux, bonne capacité de rétention en eau; complexe absorbant riche en bases échangeables , assurant une bonne nutrition minérale qui n'est pas freinée par un excès de calcaire actif ; minéralisation rapide de la m. Organique fraîche , nitrification active --> terres les plus fertiles du monde ( sols agricoles ), mais sols forestiers médiocres.

E. Les sols châtains ou sols bruns des steppes. USTOLLS dans la classification américaine

Les sols bruns des steppes peuvent aussi être considéré comme une évolution des sols châtains en cas d'aridité croissante.

- Sols moins riches en matières organiques que les terres noires et aussi moins décarbonatés.

- Climat continental, plus aride, à pluviosité de l'ordre de 250 à 300 mm

-Végétation : steppe moins puissante et moins dense que celle des chernozems

Profil de type A/C qui se distingue du précédent par :

- Sa moindre épaisseur

- Sa couleur brun-clair due à un humus calcique et non aux sels de Fe ( sols bruns des régions tempérées).

- Sa teneur plus élevée en carbonates , y compris dans les horizons supérieurs ( pH +- 8)

- Sa teneur en matières organiques moindre ( 2 à 3 % max. 7 %)

- Roche mère riche en calcaire.

Les sols châtains et la vie des plantes

- Sont moins fertile que les chernozems ( réaction alcaline est excès de Ca²⁺ d'où trouble de l'alimentation).

- Souvents caractérisés par la présence d'une nappe salée qui les transforme localement en sol halomorphe.

- Peu profonds; microclimat interne très sec.

F. Les sols brunifiés ou Brunizems

Il s'agit d'une sous classe intergrade , qui caractérise les zones climatiques plus humides et moins froides que celle dees chernozems.

La formation végétale n'est plus la steppe mais la prairie, moins xérophile .

Le profil n'est plus A1/C mais A(B)C, voire ABtC lorsqu'il existe un lessivage de l'argile, cas le plus fréquent.

A1 est moins épais et moins foncé que l'horizon correspondant des chernozems ( 40 cm), (B) ou Bt offre une structure polyédrique bien caractérisée , avec argillanes grisâtres ( un peu humifères ), s'il s'agit d'un Bt.

Le complexe absorbant est légèrement désaturé ( pH 5,5 à 6 ) .

Les brunizems occupent de larges surfaces, dans la Pampa d'Argentine, ils constituent également le type principal de sol de la " Cornbelt" au sud des grands lacs américains où ils sont voués à la culture du maïs et du soja .

Leur fertilité chimique est comparable à celle des chernozems, mais leur réserve d'eau est plus importante pour des raisons à la fois climatiques et pédologiques ( existence fréquente d'un Bt).

G. Les rendzines

 Sols intrazonaux formés sur roche mère calcaire : Profil A1/C superficiel. (Rendolls de la classification américaine ). 

Conditions de formation : sols indépendants du climat mais un climat sec leur est favorable ( danger de décarbonatation si pluies abondantes et passage vers les sols bruns ).

Roche mère : toujours calcaire. Mais il faut en outre un mélange intime ( mécanique et biologique ) entre le calcaire fin , la matière organique et les éléments silicatés. Calcaire tendre ou colluvions de pentes.

Topographie : En climat tempéré du domaine atlantique, les rendzines sont presque toujours localisées sur les pentes / Les plus typiques sont les colluvions de bas de pente .

Une colluvion ou un dépôt de pente est un dépôt meuble sur un versant, mis en place par gravité. Le terme s'emploie presque toujours au pluriel. Les colluvions reflètent la lithologie du haut du versant. Elles nappent, sur le bas du versant, la roche en place. Les éléments ont subi un faible transport.

Végétation : Pelouses +- xérophiles ou buissons calcaires ( fruitiers). Le sol est trop peu profond ( d'où trop sec ) pour porter une végétation forestière , sauf cas particulier. Les sols calcaires sur lesquels s'installent les forêts doivent être assez riches en argile et en limon ; le sols évolue alors vers un sol brun.

Profil type : A/C : un seul horizon A1 foncé ( gris ou brun noir ) , à nombreux cailloux calcaires : structure grenue ; grande activité biologique ( vers de terre nombreux ); pH +- 8 , beaucoup de calcaire actif ; humus de néoformation microbienne : "mull calcique " réparti d'une manière homogène dans le profil.

Principaux types : Suivant la situation et le climat, on peut trouver des rendzines blanchâtre ( sur craie ), jaunes ( sur tuf calcaire riche en Fe), rouges ( sur roche mère contenant du Fe à l'état rubéfié )et noires ( sur éboulis de pente et sous végétation forestière ). Il existe aussi des rendzines brunes d'origine anthropique ( par mise en culture prolongée des rendzines forestières), des pararendzines ( calcaires gréseux) ; des rendzines dolomitiques qui sont à texture "sableuse" ; des rendzines à gypse...

Les rendzines dégradées transitent vers les sols bruns par décarbonatation.

Equilibre biologique des rendzines

Elles sont essentiellement caractérisées par les propriétés particulières de leur matière organique :

- Minéralisation rapide de la m. organique fraîche et nitrification nactive.

- Synthèse active d'acides humiques formant un complexe argilo-humique floculé par Ca ; mélange d'acides humiques gris et bruns à peu près par moitié ; C/N 10-15 en surface

Au fur et à mesure que la rendzine s'approfondit et que le sol se décalcifie, celle-ci se trnasforme peu à peu en un sol modérément acide ( pH +- 6) et un peu lessivé en argile et en Fe.

Les rendzines et la vie des plantes

Propriétés physiques  : sols trop superficiels, trop pierreux, se comportant comme des sols secs. Pelouses ou semis de pins noirs d'Autriche.

- sur calcaires durs, fissurés : sol très secs

- Sur calcaires tendres, craies : certaines réserves d'eau profondes sont possibles. Mais il faut une grande perméabilité, sinon apparition de caractères hydromorphes

Propriétés biologiques et chimiques : La nutrition minérale risque d'être défectueuse en présence d'un excès de calcaire actif et en milieu alcalin ( pH 8) : phénomène d'antagonisme entre Ca²⁺ et Fe, Mn, P₂O₅, d'où chloroses. Ce défaut est toutefois atténué par l'humus , s'il est abondant, qui se comporte en antidote du calcaire.

Les rendzines peuvent être améliorées physiquement et chimiquement par des emplois adéquats de fumures organiques, surtout des rendzines jeunes, riches en carbonates.

Remarques :

1) Sous la forêt subalpine résineuse, les sols calci-magnésiques dont fait partie la rendzine , ou encore en station montagnarde mixte ( sapin, épicéa, hêtre dans les Alpes ), ces sols calcimagnésiques deviennent exceptionnellement humifères  et perdent rapidement leur calcaire actif ( sauf sur éboulis constamment renouvelés); le plus souvent, un squelette calcaire grossier subsiste seul dans le profil. L'abondance de la MO humifiée, liée aux forts contrastes saisonniers provoque une mélanisation calcique accentuée du profil.

H. Les sols humo-calcaires  

Sur éboulis instables de bas de pente , ont les caractères des rendzines de plaine , en plus humifères ( plus de 20% de matière organique ) et en plus profonds ( 80 cm à 1m)

I. Les sols humo-calciques

Décarbonatés dans la terre fine , et parfois un peu acidifiés au sommet, sont beaucoup plus fréquents : ils se rencontrent, soit sur les affleurements de calcaire dur, très fragmenté et formant saillie , soit sur éboulis stabilisés : dans ce dernier cas, il peut se former un horizon superficiel de matière organique peu décomposée, mais assez peu acide ( mor calcique ou " tangel") l'horizon A1, très épais , est constitué de gros agragats noirs , un peu anguleux, très riches en matière organique ( 20 à 40 %) mais dépourvus de calcaire dans la terre fine : l'ensemble du profil est parsemé de cailloux calcaires résultant le plus souvent de gélifaction ( Gaiffe ,1987)

Ex chaîne de sols sur pente de calcaires durs.

J. Les sols bruns calcaires

Intermédiaires entre les rendzines et les sols bruns. Ils se distinguent de ces derniers par la présence , en petite quantité de CaCO3 actif, notamment dans le (B).

Les sols bruns calcaires sont caractéristiques des affleurements de roches mixtes : marnes, calcaires marneux, moraines fines, loess qui évoluent assez vite mais sans qu'interviennent des processus d'altération accentuée, car le milieu est très tamponné. Sols peu caillouteux, Mull eutrophe et non calcique.

Propriétés : Sols agricoles supérieurs aux rendzines : moins pierreux; plus profonds; réserve d'eau; moindre teneur en carbonates , meilleure nutrition azotée , moindre blocage des sels nutritifs par le calcaire actif.    

Lorsque la décarbonatation progresse plus en profondeur, on obtient les sols bruns calciques    

K. Vertisols

Classe de sols caractérisés par :

- des argiles gonflantes ( montmorillonites ).

- Une grande laison argile-humus ( les humus sont peu abondants mais très polymérisés, l'ensemble étant de couleur noire).

- Sols hydromorphes de surface ( horizons superficiels à pores fins d'ou engorgement ) mais avec une phase sèche importante .

- Ca⁺⁺ et Mg⁺⁺ abondants

Localisation : Dans les régions à climat comportant une saison sèche et chaude.

- Climats chauds, climat tropical ( argiles tropicales d'Afrique, Régurs des Indes ).

- Climat subtropical ( Tirs méditerranéens)

- Climat très continental ( Smonitza en Europe du S-E)

Au point de vue topographique : dépression mal drainées, sur roches mères riches en bases ( marnes , basaltes )

profils : A/C, parfois A(B)C

 - Structure prismatique : 40-60% argile d'où fentes de retrait très larges en saison sèche

- Complexe argilo-humique noir; 2-4 % d'humus

- Capacité d'échange élevée, presque saturée

- C/N +- 15

- concrétions calcaires , parfois de fer et de manganèse

Valeur agricole

Sols les plus fertiles des régions tropicales mais manquant d'aération ( hydromorphie ) ou se désséchant. Sont très proches des sols isohumiques, mais s'en distinguent par leur forte hydromorphie de surface.

L. Les sols bruns ( OCHREPTS ,Classe des inceptisols )

- Lessivage nul ou faible des argiles et du Fer ( B inexistant ou se distinguant mal à l'oeil nu)

- Profil décarbonaté.

Conditions de formation

Climat : tempéré à tendance continentale ( pluies surtout estivales). Le climat le plus favorable à leur formation est celui de l'Europe centrale .

Roches mères: peuvent être très variées à priori. Mais les plus favorables aux sols bruns sont celles qui s'opposent le plus au lessivage , soit :

- à cause de leur imperméabilité ( schistes, argiles ).

- soit par leur richesse en bases  ( basaltes, granites).

- soit sur les stations en pente (sols bruns acides )

- soit sur des limons et argiles de décalcification recouvrant les sols calcaires. ( Terra fusca : argiles de décalcification dur calcaires; les sols bruns se forment alors sur les couches peu épaisses d'argiles ou de limons décarbonatés).

Végétation : caractéristique : forêt feuillue climacique . En climat atlantique, le sol brun acide est caractéristique de la forêt mixte ( ex : sapinière hêtraie ) sur roches dures et acides ; le sol brun calcique se formant sur argiles de décalcification est occupé par une forêt feuillue ( chênaie ou hêtraie ).

Profil : du type A(B)C

- pas ou très peu de A0 ( sol brun acide ); A1 humifère, brun noir de quelques cm. légèrement acide , structure en petits grumeaux anguleux.

- [B] structural, structure en petits polyèdres.

- C argileux, limoneux ou relativement riche en bases échangeables.

Il existe de nombreuses variantes de sols bruns . :

- Le sol brun faiblement lessivé = S.b. forestier ; complexe absorbant saturé , au moins à 50 %

- Le sol brun calcique sur argiles de décalcification ( ex. terra fusca = Eutrochrepts ) ou sol brun eutrophe.

- Sol brun acide oligotrophe ( Ardennes ) taux de saturation bas ; pH acide. = Dystrochrepts.

mais encore : sols bruns ocreux, sol bruns acides à fragipan, sol brun eutrophe polycyclique, sols bruns hydromorphes .........

Exemple de chaîne de sols sur pente basaltique en région tropicale humide avec saison sèche .