La pédologie – l’étude des sols – permet de comprendre le cycle biologique et le processus de fertilisation, favorable à la pousse des végétaux. Voici comment fonctionnent les écosystèmes à la surface de la terre.
Le sol sur lequel nous marchons est constitué de trois couches distinctes : la couche arable, l’horizon pédologique et la roche mère. S’il ne s’agit que de la partie superficielle de la croûte terrestre, sa qualité est cruciale, car c’est là que germent les graines et que se recycle la matière organique, notamment grâce aux micro-organismes et petits animaux présents.
Le fonctionnement de l’écosystème est conditionné par les caractéristiques biologiques, chimiques et physiques du sol : minéraux et matière organique présents, porosité, pH… Il tient aussi compte des facteurs climatiques et de la nature de la roche mère.
La couche arable représente 10 à 60 cm de la surface du sol. Cette partie - la plus aérée - concentre l’essentiel de la vie, dont les aérobies, ces organismes vivants qui ont besoin d’oxygène pour vivre.
La couche arable sert aux racines des plantes et doit être riche en eau et en humus pour permettre leur pousse.
Les horizons pédologiques sont très divers par leur couleur, texture et constituants. Leur épaisseur varie de quelques centimètres à plusieurs mètres.
L’horizon est composé d’agrégats plus grossiers que la couche arable et contient moins de racines et d’être vivants. Il est formé, par le dessous, par la fragmentation de la roche mère qui produit des sables, limons et argiles ; et, par le dessus, par la matière organique, issue de l’humus et des débris animaux, minéraux et végétaux.
La roche mère se trouve plus ou moins éloignée de la surface sur sol, en fonction du relief. Elle est par exemple très proche en montagne. Elle peut être de différentes natures : granit, calcaire, grès...
Elle influence la composition et la fertilité du sol selon sa nature et sa capacité à libérer des minéraux.
La couche arable abrite une pédofaune extrêmement dense. Elle est classée en différentes catégories, dépendant de la dimension des animaux.
La microfaune représente les plus petits organismes - inférieurs à 0,2 mm - qui vivent dans l’eau contenue dans le sol. En cas de sécheresse, certains survivent en adoptant un état d’anhydrobiose, une sorte de léthargie pendant laquelle ils suspendent leurs fonctions vitales, en attendant des conditions d’hydratation meilleures. Ils peuvent survivre à une perte d’eau allant jusqu’à 95 %. D’autres s’agglomèrent et se constituent en kystes pour survivre.
La microfaune est constituée de centaines de millions de nématodes, protozoaires, rotifères et tardigrades.
La microfaune représente les plus petits organismes du sol — inférieurs à 0,2 mm — qui vivent exclusivement dans les films d'eau entourant les particules terrestres. Pour survivre aux périodes de sécheresse extrême, ces spécimens adoptent un état d’anhydrobiose, une léthargie profonde où ils suspendent leurs fonctions vitales en attendant le retour de l'humidité. Ils sont capables de supporter une perte d'eau corporelle atteignant 95 %, tandis que d'autres s'agglomèrent en kystes protecteurs pour assurer leur pérennité.
Cette microfaune est constituée de centaines de millions d'individus par mètre carré, incluant principalement les nématodes, les protozoaires, les rotifères ainsi que les célèbres tardigrades.
La macrofaune représente les plus grands animaux du sol — mesurant au-delà de 4 mm — qui façonnent directement la structure de la terre. Pour braver les conditions extrêmes, ces organismes creusent des abris profonds ou se cachent sous la litière protectrice, régulant ainsi leur température interne par des déplacements stratégiques. Ils sont les ingénieurs mécaniques de l'écosystème, assurant le brassage des matières et la création de galeries essentielles à la circulation de l'air.
Cette macrofaune est constituée d'une grande diversité de prédateurs et de décomposeurs, incluant les vers de terre, lombrics, fourmis, escargots, araignées, opilions, limaces, cloportes et mille-pattes.
La faune du sol s’équilibre naturellement, mais reste sensible à la moindre variation de température, oxygénation, humidité ou pH, qui peut tout déstabiliser. Les interactions sont les mêmes qu’à la surface de la terre, avec des comportements de prédation, symbiose, parasitisme… Chaque espèce remplit son rôle indépendamment, et dans un mécanisme global.
Le faune exerce une triple action pour la formation du sol, son entretien et sa fertilité :
Action mécanique
En fragmentant les matières organiques, la pédofaune assure le mélange de la terre et de ses excréments, qui enrichit le sol, en même temps qu’il l’aère.Action chimique
Les vers de terre, parce qu’ils véhiculent le calcium indispensable à leur métabolisme, empêchent la décalcification des sols. D’autre part, leurs déjections riches en potassium, ammoniaque, phosphore et magnésium sont incorporées dans le sol et servent à nourrir les plantes.Action biologique
Les déjections de la pédofaune stimulent la formation de l’humus qui se forme plus rapidement.Les vers de terre, appartenant majoritairement à la famille des lumbricidés, s’épanouissent dans des environnements spécifiques où l’humidité est constante. Ils privilégient les sols tempérés, riches en calcium, dont le pH est neutre ou légèrement acide pour garantir leur confort. Ces travailleurs restent actifs tout au long de l'année, migrant verticalement dans les profondeurs de la terre pour s'adapter aux variations saisonnières de température.
Véritables piliers de l'écosystème, ils se nourrissent des déchets organiques trouvés en surface qu'ils digèrent inlassablement. Leurs excréments, produits en quantités colossales, se mêlent intimement à la terre pour former un complexe argilo-humique fertile. Cette activité de transformation est considérée comme indispensable à la santé des sols, faisant d'eux les premiers agents du recyclage naturel et de la structure du terrain.
Les arthropodes forment un vaste groupe comprenant les insectes, les acariens ainsi que les myriapodes qui peuplent les différentes strates de la litière. Bien qu’ils puissent parfois être perçus comme des parasites lorsqu’ils s’attaquent aux plantes cultivées, ils trouvent leur équilibre dans des milieux riches en débris végétaux. Leur présence est le signe d'une biodiversité active, capable de s'adapter aux changements physiques de leur habitat immédiat.
Leur mission fondamentale réside dans la gestion de la nécromasse, cette matière organique morte qu'ils font circuler efficacement dans le sol. En fragmentant mécaniquement ces résidus, ils facilitent le travail des micro-organismes et permettent une bien meilleure humidification de la terre. Ils sont ainsi les artisans majeurs du cycle de décomposition, transformant les déchets grossiers en éléments assimilables pour la suite de la chaîne biologique.
Les protozoaires sont des organismes microscopiques qui occupent principalement la couche supérieure du sol, là où l'activité biologique est la plus intense. Ils évoluent dans les pores remplis d'eau, nécessitant une humidité adéquate pour se déplacer et remplir leurs fonctions vitales au sein de l'écosystème souterrain. Leur répartition est étroitement liée à la présence de leurs sources de nourriture, réparties dans les premiers centimètres de terre arable.
Leur rôle est crucial pour l'équilibre du sol car ils consomment abondamment les populations de bactéries environnantes. Cette prédation permet non seulement de réguler la quantité de micro-organismes, mais aussi de provoquer un rajeunissement constant de la flore bactérienne. Par cette action de contrôle, ils maintiennent une dynamique saine et vigoureuse, indispensable pour assurer la minéralisation efficace des nutriments destinés aux plantes.
Les nématodes se présentent sous la forme de minuscules vers ronds, invisibles à l'œil nu, qui colonisent massivement les interstices humides du complexe souterrain. Selon leur espèce, ils adoptent des modes de vie variés, agissant soit comme des parasites spécialisés, soit comme des prédateurs actifs au sein de la chaîne alimentaire. Leur morphologie simple mais efficace leur permet de s'infiltrer partout pour assurer la stabilité du milieu.
Ces micro-organismes effectuent un travail fondamental pour la préservation de l'équilibre des sols en régulant les autres populations biologiques. En s'attaquant à divers hôtes ou proies, ils participent activement au contrôle naturel des cycles de vie et empêchent la domination d'une seule espèce. Leur activité constante assure une régulation biologique fine, indispensable pour maintenir la santé globale et la résilience de l'écosystème terrestre.
On distingue différents types de sols :
Le sol calcaire
Reconnaissable grâce à sa couleur blanchâtre, le sol calcaire - formé par les dépôts marins des différentes ères géologiques - est riche en carbonate de calcium. Il possède un pH de basique à alcalin.Le sol argileux
Le sol argileux est constitué de débris minuscules de roche – inférieurs à 2 microns – ce qui en fait un sol lourd et imperméable. En période humique, il empêche l’eau de s’infiltrer dans le sol et devient boueux et collant. En période sèche, il se fissure et crée des crevasses.Le sol sableux
Le sol sableux, très aéré et drainant, est souvent pauvre en matières organiques. C’est un sol instable et inapte à drainer l’eau en profondeur.Le sol limoneux
Les limons ont une taille intermédiaire entre le sable et l’argile. Formé par les dépôts sédimentaires des cours d’eau, ce sol est léger et poudreux, mais devient poussiéreux en période sèche.Le sol humifère
Le sol humifère est la terre végétale, riche en matières organiques et généreuse pour les plantations. De couleur foncée, elle est spongieuse, aérée et extrêmement fertile.Le sol étant vivant, il est le siège de réactions biologiques et chimiques qui permettent de créer la vie. Le sol regorge d’organismes vivants plus ou moins gros : invertébrés, vertébrés, racines, champignons et micro-organismes. Il contient également des fragments de roche qui déterminent sa nature.
À la surface du sol, les roches subissent les agressions des intempéries et se décomposent, par l’effet de l’érosion hydrique et éolienne, et la gélifraction. Les débris sont transportés par l’eau et le vent, et forment les sables, limons et argiles.
Sous le sol, l’activité chimique suit son cours avec l’hydrolyse et la dissolution des carbonates. Selon la nature du sol - son humidité, pH, oxygénation et température - les organismes s’activent plus ou moins vite.
La matière organique issue des cadavres d’animaux, leurs excréments et la décomposition des végétaux, forme l’humus.
L’humus représente l’ensemble des matières organiques décomposées présentes dans le sol. C’est une masse humide noire et grumeleuse, proche de la surface du sol.
L’humus résulte de la dégradation des débris végétaux, cadavres d’animaux, exsudats racinaires (liquide organique), déjections… Les micro-organismes, les champignons et la pédofaune « fabriquent » l’humus plus ou moins abondamment et plus ou moins vite, selon les conditions du sol.
L’humus joue un rôle fondamental pour la fertilité du sol, en raison de sa richesse en éléments nutritifs et de sa capacité à retenir l’eau. Il est également un excellent support pour les micro-organismes, qui y trouvent les conditions idéales pour se développer.
Au-delà de ses vertus nutritives, l’humus agit comme un véritable ciment naturel qui stabilise la structure physique du sol en liant les particules d'argile et de sable. Cette action prévient l'érosion tout en favorisant une aération optimale, ce qui permet aux racines de s'enfoncer plus facilement pour puiser les ressources nécessaires. En régulant les échanges gazeux et thermiques, il crée un bouclier protecteur qui limite les chocs climatiques subis par l'écosystème souterrain.
Cette matière organique joue également un rôle de réservoir électrochimique capable de fixer et de restituer progressivement les minéraux essentiels aux végétaux. Elle empêche ainsi le lessivage des nutriments par les pluies, garantissant une disponibilité constante des ressources sur le long terme. Par sa présence, l'humus assure la résilience globale du terrain, transformant une simple terre minérale en un milieu vivant, fertile et durablement équilibré.
