Etudes de caractéristiques physiques

Les propriétés physiques du sol jouent un rôle essentiel pour de nombreuses fonctions du sol. Ainsi, la porosité et la continuité des pores influencent la capacité du sol à absorber et emmagasiner l’eau de pluie (fonction régulatrice). Par ailleurs, le régime de l’eau et de l’air d’un sol influencent directement sa capacité à produire des denrées alimentaires et des fourrages (fonction de production). C’est pourquoi nous relevons des paramètres physiques complémentaires dans tous nos sites, et analysons dans certains sites le degré de compaction.

Paramètres physiques complémentaires

L’état du sol lors de l’échantillonnage (densité apparente et teneur en eau) influence le volume d’échantillon prélevé. Dans un sol sec, un échantillon prélevé à la profondeur fixée de 20 cm atteint des couches plus profondes que dans un sol humide, car les horizons de ce dernier sont gonflés et donc plus épais en raison de leur teneur élevée en eau (fig. 1).

physikalische_untersuchungen_1 — Influence de la modification de la teneur en eau sur la composition de l’échantillon dans les 20 premiers cm de sol. Le graphique représente les profondeurs de sol et la densité apparente de la terre fine par couche ainsi que la profondeur d’échantillonnage dans un sol sec et dans un sol humide

Les paramètres complémentaires « densité apparente de la terre fine », « densité apparente », « teneur en eau » et « pierrosité » sont déterminés à chaque prélèvement sur des échantillons volumiques de 0-20 cm (voir rapport de référence). Nous pouvons ainsi évaluer la comparabilité des échantillonnages effectués à différentes périodes. Pour pouvoir calculer la quantité de substance par unité volumétrique (p. ex. g C_org par cm³) ou par unité de surface sur tout le profil (p.ex. kg C_org par m²), il faut connaître non seulement les concentrations mesurées, mais aussi la densité apparente de la terre fine par horizon. Si ces données manquent, elles peuvent être évaluées à partir des fonctions de pédotransfert déterminées par le NABO pour les échantillons de sol de 0-20.

Compaction

La circulation des machines et le travail du sol exercent des contraintes physiques sur le sol et peuvent provoquer un tassement de sa fragile structure. Des agrégats sont détruits, ce qui perturbe le système poral. La diminution du volume du sol réduit l’aération ainsi que la capacité d’infiltration et de rétention d’eau du sol. Il en résulte une dégradation du régime de l’air et de l’eau, qui entraîne également une baisse de l’activité biologique dans le sol (transformation de la matière organique et des éléments nutritifs, enracinement). Les atteintes physiques sont particulièrement graves lorsqu’elles touchent la zone située sous la semelle de labour. Les compactions de la couche sous-jacente du sol affectent à long terme la fonctionnalité de l’écosystème, car les possibilités de régénération par les processus naturels ou des mesures techniques sont très limitées.

Depuis 2015, nous étudions la compaction du sol sur 40 sites du NABO dans le cadre du cycle ordinaire d’échantillonnage de cinq ans. Le but de ces études est de localiser les zones susceptibles d’être compactées et d’identifier l’évolution à long terme des compactions (situation et étendue). À cette fin, nous mesurons la résistance à la pénétration jusqu’à une profondeur de 70 cm avec un pénétromètre (sonde PANDA). En même temps, comme la teneur en eau du sol a une forte influence sur les paramètres de mesure, nous déterminons également les paramètres physiques complémentaires de la teneur en eau et de la densité apparente à l’aide d’échantillons prélevés dans différentes couches du sol. Depuis 2018, nous effectuons en outre une évaluation visuelle de la structure par couche de 5 cm de sol sur les échantillons prélevés (Score VESS). Ce qui nous permet de décrire la qualité de la structure sur l’ensemble du profil et d’étudier les corrélations avec les autres paramètres de compaction.

physikalische_untersuchungen_2 — Séries de mesures portant sur la résistance à la pénétration, la densité apparente, la teneur en eau gravimétrique et l’évaluation visuelle de la structure du sol

Pour pouvoir évaluer l’influence de la teneur en eau sur la résistance à la pénétration de différents types de sol, nous relevons depuis 2014 dans certains sites des séries de mesures effectuées avec des teneurs en eau variables. L’objectif est de déduire des possibilités de correction de la résistance à la pénétration en fonction de différentes teneurs en eau.

Capacité de rétention en eau, circulation de l’air et de l’eau

Depuis 2018, nous étudions ponctuellement d’autres propriétés physiques du sol sur des échantillons non remaniés prélevés dans des sites sélectionnés du NABO. Nous déterminons les paramètres de la distribution des pores, la perméabilité à l’air et la diffusion gazeuse dans trois horizons (couche supérieure du sol, horizon anthropogène compacté, couche sous-jacente non compactée).

physikalische_untersuchungen_3 — Distribution des pores dans trois horizons d’un site de grandes cultures compacté

Notre objectif est de documenter la capacité de rétention en eau et la circulation de l’eau et de l’air dans différents types de sol, et d’évaluer les effets potentiels de la compaction sur ces propriétés.