Précieux sols

1 - Stocker le carbone pour lutter contre le changement climatique

Est-ce utile de rappeler que le dérèglement climatique est dû, entre autres, à un accroissement des concentrations de gaz à effet de serre (GES) dans l’atmosphère, dont celle en dioxyde de carbone (CO₂) ? Une des stratégies est évidemment de réduire les émissions de CO₂, et c’est une priorité ; mais, on le sait, ça ne sera pas suffisant, il faut en parallèle mettre en place des stratégies de piégeage et de stockage de carbone. Bonne nouvelle, les sols ont aussi cette capacité. C’est par la photosynthèse et grâce à l’énergie du soleil et à l’eau que les végétaux captent le CO₂ de l’atmosphère pour produire des glucides et rejeter du dioxygène (O₂). Le carbone se retrouve alors dans la plante puis, lorsqu’elle meurt ou que ses feuilles tombent, il est assimilé par tous les habitants du sol comme source d’énergie et comme constituant de leurs propres cellules. La décomposition partielle de biomasses apportées au sol ou initialement présentes dans le sol (racines) ou à sa surface (litières) amène à des formes stabilisées, c’est-à-dire n’évoluant que très lentement dans le temps. Ainsi, le carbone reste entre quelques jours et des centaines d’années dans le sol, au sein de molécules organiques ; puis il finit par être rejeté dans l’atmosphère sous forme de CO₂ via l’oxydation des composés organiques qui peut être associée à la respiration des microorganismes du sol. Les sols émettent deux autres GES : le méthane (CH₄) et le protoxyde d’azote (N₂O). Le méthane est émis par les sols de rizières, les sols de tourbières et les marais tourbeux. 

Le N₂O est émis à la suite de divers processus microbiens de biotransformation des composés azotés. 
Et ce n’est pas un détail pour la lutte contre le changement climatique, car le pouvoir de réchauffement global du N₂O est environ 298 fois celui du CO₂. Il y a donc un véritable enjeu à avoir des pratiques agricoles qui limitent à la fois l’émission de N₂O et qui permettent de stocker du carbone. Le premier levier pour limiter ces émissions est d’éviter les apports excessifs de fertilisants azotés minéraux ; le deuxième est de bloquer le développement des bactéries anaérobies ¹ émettrices de N₂O en favorisant une bonne aération du sol par l’activité des vers de terre et en évitant l’engorgement par l’eau qui chasse l’oxygène. 

_{1. Ne se développant qu’en l’absence d’oxygène.}

Projet Horizon Europe En mission pour stocker du carbone dans les sols

(nouvelle fenêtre)

Présentation du projet européen CIRCASA, dont la mission est d’accroître le stockage du carbone dans les sols agricoles, avec l’aide de 22 partenaires issus de 17 pays.

2 - Produire de la biomasse pour s'alimenter, se chauffer, s'habiller, construire

Le sol permet aux plantes de trouver l’eau et les éléments nutritifs (azote, phosphore, potassium et bien d’autres) dont elles ont besoin ; la structure du sol permet aux plantes de s’y ancrer grâce à leurs racines et de trouver des conditions favorables de développement. C’est ainsi que le sol est à la base de notre alimentation et de celle des animaux d’élevage, qui se nourrissent de l’herbe des prairies et des cultures qui leur sont dédiées. Les chiffres parlent d’eux-mêmes : selon l’Organisation pour l’alimentation et l’agriculture (FAO), agence spécialisée des Nations unies, 95 % de notre alimentation provient directement ou indirectement du sol. Sur les 18 nutriments indispensables aux végétaux, 15 sont fournis par les sols. Mais les végétaux ne vont pas que dans nos assiettes.

95 % de notre alimentation provient directement ou indirectement du sol.

Ainsi, le bois des arbres (voir le dossier Matériaux biosourcés dans Ressources #3) sert à construire des maisons ou des meubles, à fabriquer du papier, du carton ou des panneaux et à se chauffer. Les plantations de coton et de lin nous permettent de nous habiller, les cultures de chanvre et construire de nouveaux matériaux, certaines cultures (betterave, colza, tournesol…) contribuent à la production de biocarburants, de cultures intermédiaires ou principales (maïs, triticale, seigle, orge…) et leurs résidus peuvent alimenter des méthaniseurs qui permettent la production de biogaz.

3 - Réguler le cycle de l’eau pour stocker l'eau et filtrer les contaminants

Quand il pleut, l’eau a deux possibilités : soit elle ruisselle à la surface du sol et rejoint un cours d’eau, soit elle s’infiltre et pénètre dans le sol. Étant donné qu’un sol c’est 50 % de solide et 50 % de porosité, l’eau peut circuler dans le sol via cet espace poreux. Elle y est retenue par capillarité, mais l’eau percole aussi, c’est-à-dire qu’elle est drainée vers le bas jusqu’à la base du sol, et, possiblement, jusqu’à une nappe souterraine. Cette fonction est essentielle pour la recharge des nappes en période hivernale. Une seule partie de l’eau retenue par le sol peut être absorbée par les plantes.

Un sol c’est 50 % de solide et 50 % de porosité.

L’eau absorbable par les plantes est appelée « réservoir en eau utilisable » et dépend de plusieurs paramètres du sol. Son épaisseur : plus un sol est profond, plus il peut stocker. Sa texture : par exemple, un sol sableux, avec des pores de grande taille, a un réservoir en eau utilisable très faible. À l’inverse, les sols limoneux, avec des gammes de pores de tailles variées, ont une plus grande capacité à retenir l’eau.

La présence de matière organique, la faune et la flore, ou encore l’action l’activité agricole influencent l’organisation du réseau poreux des sols. Tel un tamis, le sol filtre également l’eau ! Grâce à sa capacité de filtration mécanique, le sol retient les particules potentiellement polluées contenues dans les eaux de pluies qui s’infiltrent. Certains sols peuvent même filtrer les particules les plus fines, d’un diamètre inférieur à 0,2 μm. Un autre phénomène peut avoir lieu : l’absorption des contaminants ou des colloïdes « collés » à la surface de particules solides du sol par différentes forces, dont des forces électriques.
Ces phénomènes sont très dépendants de la nature des contaminants et des conditions hydriques, géochimiques et microbiologiques des sols. Certains contaminants ne seront pas retenus et rejoindront tout de même une nappe phréatique en profondeur.