La terre comprend un quart de la surface de la terre. Nous grandissons dessus, construisons dessus et construisons presque tout à partir de là. Le sol est une partie essentielle de la terre. C’est une ressource non renouvelable composée de minéraux, de matière organique, d’air, d’eau et d’organismes vivants. En regardant plus profondément, il y a plus sur le sol qu’un simple endroit où nous nous tenons.
Tout ce que nous mangeons qui ne vient pas de l’océan vient du sol. Nous avons observé dans le passé comment les civilisations et la société se déplaçaient d’un endroit à un autre parce que le champ où elles vivaient avait perdu sa capacité à produire de la nourriture. Leurs terres agricoles avaient été dégradées et les nutriments étaient emportés dans les rivières.
Jusqu’à présent, la plupart des agriculteurs ne connaissent que les aspects chimiques et physiques du sol et le reste consiste à prendre soin des cultures. Ils continuent à creuser et à retourner la terre, à ajouter des engrais, à pulvériser des pesticides et à mettre en place des systèmes de monoculture. Mais ce qu’ils ne savent pas, c’est que le sol est réellement vivant et respire. C’est très loin d’être juste de la saleté.
Le sol vivant contient une richesse de biodiversité
Les enfants peuvent facilement distinguer une méduse d’un hippocampe, une étoile de mer d’une raie et des dauphins d’une pieuvre. Mais qu’en est-il des créatures qui vivent juste sous nos pieds ?
Semblable à l’océan, sous le sol se trouve une maison pour de nombreuses espèces. En fait, on estime qu’une cuillère à café de sol contient un milliard de cellules bactériennes, des millions de champignons, des centaines de nématodes et plusieurs vers de terre, acariens et arthropodes. C’est beaucoup de biodiversité cachée sous la surface de la planète !
La biodiversité du sol fait référence à toutes les formes de vie existantes, quelles que soient leur taille et leur forme, qui s’y trouvent. Ces créatures continuent de se déplacer, de produire et de fonctionner à la fois en tant qu’individu ou en tant que groupe de la même classification. Vous trouverez ci-dessous une liste d’organismes que l’on peut trouver vivant sous nos pas :
Bactéries
Les bactéries sont des micro-organismes unicellulaires. Ce sont les espèces les plus peuplées du sol vivant. Leur taille est similaire à celle des particules d’argile qui sont inférieures à 0,002 mm. Ils peuvent être classés de plusieurs façons. En termes de forme, ils sont regroupés en tiges, sphériques ou en spirale. D’autres bactéries ont besoin d’oxygène pour survivre et sont appelées bactéries aérobies. Au contraire, d’autres espèces auraient besoin d’un environnement sans oxygène et sont qualifiées de bactéries anaérobies.
Dans un laboratoire, les scientifiques utilisent un agent de coloration pour colorer les parois cellulaires bactériennes. Si les parois cellulaires sont épaisses, ils l’ont étiqueté « gram-positif » indiquant que ces bactéries peuvent résister à des conditions de stress hydrique. D’autre part, les bactéries gram-négatives sont généralement plus petites et ne conservent pas la couleur de l’agent de coloration. Avec de nouvelles découvertes, davantage de classifications apparaissent, notamment les conditions environnementales dans lesquelles ils vivent, le mode de croissance et de développement et la séquence d’ADN.
Les bactéries jouent des fonctions importantes dans le sol principalement liées au cycle des nutriments, à l’infiltration de l’eau et à la suppression des maladies. Certaines espèces se nourrissent d’organismes morts et de litière organique et les décomposent en formes plus simples telles que l’eau, le dioxyde de carbone, l’azote, le phosphore, le potassium et le calcium. D’autres sont impliqués dans le cycle des nutriments spécifiquement dans la conversion de l’azote de l’atmosphère en composés facilement disponibles pour l’absorption par les plantes.
Certaines bactéries produisent des substances ressemblant à de la colle qui rendent les particules de sol collantes pour se lier à d’autres particules formant des agrégats. L’agrégation du sol améliore le mouvement de l’eau, en particulier dans les sols argileux.
Enfin, la présence de certaines espèces de bactéries suffit tout juste à lutter contre la capacité de certains pathogènes à produire des maladies chez les plantes. Voici les espèces bactériennes les plus courantes :
| Espèces | Fonction |
| Azotobactérie | Convertit l’azote atmosphérique en ammoniac |
| Azospirille | Impliqué dans la fixation de l’azote, produit des phytohormones en petites quantités, solubilise le phosphore inorganique |
| Rhizobium | Se fixe aux racines des légumineuses pour former des nodules; les nodules convertissent l’azote atmosphérique en formes d’azote que la plante peut utiliser |
| Bacille pumilus | Ingrédients actifs dans les fongicides ; empêche Rhizoctonia et Fusarium spores à germer |
| Pseudomonas fluorescens | Protège les graines et les racines des infections fongiques ; décompose les protéines et les lipides des plantes et des animaux morts |
| Xanthomonas | Produire des enzymes qui décomposent la cellulose, l’hémicellulose et la pectine |
Champignons
Les champignons sont des micro-organismes unicellulaires ou multicellulaires. Ils ont des structures ressemblant à des racines blanches à jaunes appelées hyphes. Les hyphes sont responsables de la libération d’enzymes et de l’absorption de nourriture pour le champignon. Ils se reproduisent de manière asexuée par des spores qui sont dispersées dans le courant d’air via des déclencheurs, des propulsions, des ressorts et des parfums.
Semblables aux bactéries, les champignons remplissent des fonctions importantes dans le sol. Ces fonctions comprennent la décomposition des matières organiques, l’absorption des éléments nutritifs par les plantes, l’amélioration de la résilience des plantes et la formation d’agrégats du sol.
De nombreux champignons jouent un rôle dans le cycle du carbone et de l’azote en tant que décomposeurs. Leur spécialité est la décomposition des matières organiques ligneuses dures ou constituées de lignine. Lorsque les champignons décomposent ces matières organiques pour se nourrir, ils peuvent soit libérer du carbone dans l’atmosphère, soit le stocker dans le sol. Dans le processus, d’autres nutriments essentiels sont également immobilisés.
Un groupe de champignons appelé champignons mycorhiziens développe une relation particulière avec certaines racines de plantes. Ils se développent à l’intérieur des racines, ce qui permet à la plante d’obtenir des nutriments à travers les hyphes tels que le phosphore dans une gamme plus large.
La masse fongique cache également les racines des autres ravageurs et agents pathogènes. Au fur et à mesure que les champignons se développent, les hyphes retiennent les particules du sol en créant des agrégats stables qui améliorent le drainage de l’eau et la capacité de rétention de l’eau.
| Espèces | Fonction |
| Champignons mycorhiziens | Groupe d’espèces fongiques qui collectent le sucre des racines des plantes, en échange elles aident les plantes hôtes à obtenir plus de nutriments et à se développer vigoureusement même dans des conditions stressantes |
| Pénicillium bilaiae | Libère des composés organiques qui peuvent libérer le phosphore lié au sol |
| Gymnopilus junonius | Responsable de la décomposition et du recyclage des plantes et animaux morts |
| Pilobole | Se nourrir directement des excréments des herbivores |
| Pleurotus ostreatus | Se nourrit des nématodes du sol en les paralysant avec des toxines dépendantes du calcium |
| Tramètes | Bon pour décomposer les souches et le bois des arbres |
Nématodes
Les nématodes du sol sont des organismes ressemblant à des vers qui vivent dans des espaces poreux remplis d’eau. Leur structure est très simple, contenant plus ou moins 1000 cellules. Le corps transparent est décrit comme un tube dans un tube.
Ils sont plus connus comme des ravageurs causant des nœuds racinaires car ils se nourrissent des racines des légumes et d’autres cultures économiquement importantes. Néanmoins, certaines espèces ne sont pas parasites des plantes et sont plutôt bénéfiques pour l’écosystème du sol.
Les nématodes du sol peuvent être classés en fonction de ce qu’ils mangent, ce qui est également évident par la structure de leurs pièces buccales. Ils peuvent soit se nourrir de bactéries, de champignons, de protozoaires ou d’autres espèces de nématodes. Ils parasitent également certains insectes et plantes.
Dans un réseau trophique, ils sont également une source d’énergie pour les arthropodes et d’autres organismes plus grands. Leur présence contribue également à la disponibilité de l’azote pour l’absorption par les plantes, à l’amélioration du processus de décomposition et à la dispersion des organismes fongiques et bactériens dans le sol.
| Espèces | Fonction |
| Steinernema carpocapsae | Contrôle la population de larves de charançon noir de la vigne dans une configuration de laboratoire |
| Heterorhabditis bactériophore | Supprimer la population de vers de gazon communs |
Arthropodes
Les arthropodes sont reconnus pour leurs rôles de déchiquetage de la matière organique, de stimulation de l’activité microbienne, de minéralisation des éléments nutritifs des plantes, d’amélioration de l’agrégation du sol et de lutte contre les ravageurs. Les animaux appartenant à ce groupe n’ont pas de colonne vertébrale mais ont un squelette externe en chitine appelé exosquelette.
La taille des corps segmentés des arthropodes varie de microscopique à plusieurs pouces facilement visible à l’œil nu. Le groupe comprend les insectes, les araignées, les scorpions et les myriapodes.
| Espèces | Fonction |
| Collemboles | Décompose la litière végétale, stimule l’activité des champignons mycorhiziens, favorise l’absorption du phosphore, forme des agrégats de sol stables |
| Mille-pattes | Se nourrir de détritus et laisser des moulages riches en nutriments ; améliorer l’aération |
| Mille-pattes | Grignotez des plantes mortes; créer des terriers et des tunnels ; laisser des plâtres riches en nutriments |
| cloporte | Utilisez leurs pièces buccales solides pour mâcher la litière de feuilles et les résidus de plantes en fragments |
| Acariens | Décomposer les matières organiques ; avoir une relation mutualiste avec les champignons |
| Fourmis | Créer des terriers ; Dispersion de graine; accélère le processus de décomposition; les monticules de fourmis sont également riches en nutriments |
| Termites | Décompose les fibres végétales dures et les troncs de bois ; créer des terriers et des tunnels ; sécrète des substances collantes qui retiennent les particules du sol empêchant l’érosion |
| Scarabées | Pollinisateurs ; utilisé dans le contrôle biologique des mouches à fumier; bioindicateurs de la bonne santé des sols |
| Coléoptères terrestres | Prédateurs bénéfiques ; créer des terriers souterrains qui aèrent et améliorent le mouvement de l’eau ; contribuent à la mortalité des graines de mauvaises herbes |
| Isopodes | Améliorer l’activité des microbes ; aide à la décomposition des détritus |
| Symphyla | Rendre les nutriments disponibles pour la croissance des plantes ; se nourrissent de champignons et de matières organiques en décomposition |
Vers de terre
Les vers de terre sont des invertébrés dont la durée de vie peut atteindre 8 ans selon les espèces. Leur corps est composé de segments appelés métamérismes qui contiennent des pores qui libèrent un certain type de fluide. Ce lubrifiant humidifie le ver lui permettant d’absorber l’oxygène à travers son corps car il n’a pas de nez et de poumons comme les autres animaux.
Ils sont considérés comme les premiers laboureurs de la terre. Ils créent des terriers lorsqu’ils voyagent profondément vers le sol. Ce faisant, ils améliorent la structure du sol qui permet le passage de l’eau et de l’air. Ils se nourrissent également de matières organiques, concentrent les nutriments dans leur corps et les libèrent sous forme de moulages. La présence de vers de terre soutient également de nombreux autres organismes car c’est un acteur clé du réseau trophique.
Mammifères
Les mammifères sont des animaux vertébrés caractérisés par des glandes mammaires qui produisent du lait pour nourrir leurs petits. Certains mammifères qui dépendent du sol pour leur protection, leur habitat et leur source de nourriture. En raison de leur taille relativement grande par rapport aux autres organismes, ils peuvent modifier le paysage et la topographie en creusant. De telles activités ont des contributions importantes à l’environnement du sol.
Un exemple de ces animaux est les taupes. Ils sont comme des ingénieurs qui passent leur temps à créer des maisons souterraines. Ils creusent des tunnels sous la surface et créent des pièges pour les vers de terre et les invertébrés. Une façon si sournoise de préparer leur repas de fête !
Mais comme ils le font toute la journée et toute la nuit, ils fournissent des pores permettant à l’eau et à l’air de pénétrer dans le sol. Ils amènent également la matière organique vers les parties plus profondes au fur et à mesure de leur déplacement. Les autres mammifères qui vivent en permanence ou qui ne sont que de passage dans le sol sont les pangolins, les spermophiles, les souris, les musaraignes, les chiens de prairie et les aardvarks.
Vous êtes-vous déjà demandé comment ces espèces survivent sous terre ? Ils ont développé des adaptations spéciales pour vivre confortablement sous la surface. Ceux-ci peuvent inclure des corps en forme de tube et veloutés pour se déplacer plus rapidement et plus facilement dans les tunnels et les terriers, des pieds et des griffes solides pour creuser profondément, des dents de devant pointues élargies pour mâcher la litière, de longs museaux et des organes sensoriels renforcés.
Importance de la biodiversité des sols
La santé du sol dépend de la variété des organismes vivants qui y vivent.
Ces organismes jouent des rôles, des fonctions et des services essentiels, principalement le cycle des nutriments, le stockage du carbone et la garantie de la disponibilité d’eau propre et de nourriture. L’écosystème du sol soutient également la vie dans d’autres écosystèmes terrestres. Cependant, il ne reçoit pas l’attention qu’il mérite.
Le sol abrite une fraction substantielle de la biodiversité mondiale, mais seulement 1% de tous les micro-organismes ont été pleinement identifiés. La fonction de l’écosystème du sol n’a pas encore été analysée en profondeur et les études sur la biologie du sol n’ont fait leur apparition qu’au cours des dernières décennies. Pourtant, l’augmentation de la population mondiale n’a cessé d’augmenter la demande de logements et de production alimentaire. Nous avons utilisé le sol pendant très longtemps sans nous rendre compte de sa vie et de sa fragilité.
Menaces sur la biodiversité des sols
La couche arable prend cent ans à se créer et les organismes qui y vivent sont les ouvriers, les architectes, les superviseurs et les ingénieurs d’origine. La perte importante de biodiversité du sol affaiblit la capacité du sol à s’opposer aux perturbations, à maintenir la productivité et à fournir des services pour soutenir la vie en surface. Cette section discutera des causes de la dégradation des sols et de la perte de biodiversité :
Érosion
Bien que l’érosion soit un processus naturel porté par le vent et l’eau, elle arrache des parties de la surface du sol et cause des dommages aux organismes vivant en dessous. L’enlèvement de la végétation existante exacerbe les effets de l’érosion.
Salinisation
La salinisation se produit lorsque les sels solubles dans l’eau s’accumulent en grande quantité. Ceci est toxique pour la végétation et peut tuer les organismes du sol. Les activités des micro-organismes tels que les bactéries deviennent dormantes lorsque le niveau de sel augmente.
Perte de matière organique
L’épuisement de la matière organique du sol affame les organismes vivants. La conversion soudaine de zones forestières ou de végétation indigène en terres agricoles contribue grandement à l’enlèvement de la matière organique.
Compactage
L’utilisation de machines lourdes pendant l’agriculture provoque l’expulsion de l’air du sol. Le processus détruit également les tunnels et les terriers créés par les vers de terre et d’autres animaux. Le mouvement de l’eau et des nutriments est limité et les organismes du sol sont étouffés.
Imperméabilisation du sol
L’urbanisation a entraîné l’imperméabilisation de la surface de la terre. Les travaux routiers et autres infrastructures recouvrent le sol, ce qui crée une frontière entre l’environnement souterrain et aérien. Le compactage pendant la construction entraîne également la mort de nombreux organismes.
Produits chimiques
L’élimination inappropriée de produits chimiques tels que les métaux lourds est toxique pour les organismes du sol. De nombreux animaux vivant sous terre sont très sensibles aux changements de leur environnement, y compris la pollution. Les ingrédients actifs présents dans certains engrais et pesticides peuvent également être toxiques.
Il y a un intérêt politique et scientifique croissant pour la recherche sur la biodiversité des sols. Cependant, peu d’efforts ont été faits pour créer des politiques qui prendront soin des écosystèmes du sol. Il est maintenant évident que notre sol s’est dégradé au fil du temps, mais la capacité de ces organismes à rebondir et à revitaliser ce qui a été perdu est toujours prononcée. La prise de conscience croissante a conduit certains agriculteurs à adopter une pratique durable de production alimentaire, dans l’espoir de protéger et de conserver la biodiversité des sols.
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