Matière organique du sol

Définition

La matière organique du sol est la composante du sol constituée de résidus végétaux et animaux à divers stades de décomposition, de cellules et de tissus d'organismes du sol et de substances synthétisées par les organismes du sol. Sa présence est considérée comme critique pour la fonction du sol et les qualités du sol.

De la matière organique du sol :

Un extrait de matière organique du sol montre les résidus végétaux d'un champ avec de la paille en décomposition, voire putréfaction.

Explications

La matière organique du sol est un mélange complexe de composés organiques hétérogènes provenant des résidus végétaux et animaux et formés via les réactions de décomposition, de synthèse et de polymérisation. Elle est dépourvue de résidus non décomposés ou partiellement décomposés. ⭐ Voir aussi la matière dissoute (MOD).

La nécromasse microbienne joue un rôle majeur dans la formation et le renouvellement de la matière organique du sol et sa biomasse. La matière organique du sol est maintenant considérée comme un continuum de nécromasse végétale et microbienne à divers stades de décomposition.

La compréhension du renouvellement du carbone dans les sols (sol organique, mais aussi sol minéral) pourrait améliorer la modélisation de la formation et du renouvellement des matières organiques du sol et leur gestion.

Sources et formation

Outre les déchets, la matière organique du sol intègre de nombreux organismes vivants qui la font vivre car les asticots, les vers de terre (ou autres), toute une microfaune d'invertébrés détritivores, et bien sûr, des micro-organismes comme les bactéries, et des mycètes. Dans toute cette matière organique particulaire, les minéraux inorganiques sont exclus.

Sous plusieurs actions et facteurs environnementaux tels que l'érosion, le défrichage, l'activité des micro-organismes, l'oxydation naturelle et plus généralement des processus physico-chimiques, la matière organique se transforme en matière minérale.

La matière organique dans le sol provient des plantes, des animaux et des micro-organismes. Dans une forêt, par exemple, des feuilles mortes et des matériaux ligneux tombent sur le sol de la forêt. Ceci est parfois appelé matériau organique. Quand il se désintègre au point où il n'est plus reconnaissable, on l'appelle matière organique du sol. Lorsque la matière organique s'est décomposée en une substance stable qui résiste à une décomposition plus poussée, on l'appelle humus. Ainsi, la matière organique du sol comprend toute la matière organique du sol, à l'exclusion de la matière non décomposée.

Les organismes vivants sont composés de composés organiques. Dans la vie, ils sécrètent ou excrètent des matières organiques dans leur environnement, rejettent des parties du corps telles que les feuilles et les racines et après la mort de l'organisme, son corps est détruit par l'action bactérienne et fongique. De plus grandes molécules de matière organique peuvent être formées à partir de la polymérisation de différentes parties de matière déjà décomposée. La composition de la matière organique normale dépend de son origine, du mode de transformation, de l'âge, et de l'environnement existant, ainsi ses fonctions bio-physico-chimiques varient avec différents environnements.

La principale source de matière organique contenue dans le sol est végétale. Dans les forêts ou les prairies, ainsi que dans les champs agricoles, les plantes mortes sont transformées par différents types d'organismes vivants. Ce processus comporte plusieurs étapes, la première étant principalement mécanique et devenant de plus en plus chimique à mesure qu'elle progresse. Les petits êtres vivants qui travaillent sur cette chaîne de décomposition font eux-mêmes partie de la matière organique du sol et forment un réseau alimentaire d'organismes qui s'attaquent les uns aux autres et sont la proie de tous.

Il y a aussi d'autres animaux qui consomment du matériel végétal vivant, dont les résidus sont transmis au sol. Les produits issus du métabolisme des organismes vivants sont les sources secondaires de la matière organique du sol qui comprend également les cadavres de ces organismes. Certains animaux, comme les vers de terre, les fourmis et les mille-pattes contribuent à la translocation verticale et horizontale des matières organiques.

Les sources additionnelles de matière organique du sol comprennent les exsudats des racines des plantes et le charbon de bois.

Composition

Représentant généralement de 1 à 5 % dans un sol minéral, la matière organique du sol est constituée de 47 % de carbone C, 44 % d'oxygène O, 7 % d'hydrogène H, 2 % d'azote N et 1 % d'autres composés. Elle est importante pour déterminer les propriétés physiques et chimiques du sol : ameublissement, rétention d'eau, échange cationique, dynamiques des éléments nutritifs, etc. La plupart des cycles s'y effectuent : cycle du carbone, cycle de l'oxygène, cycle de l'hydrogène et cycle de l'azote pour les plus importants.

La composition peut être divisée en trois domaines généraux : la biomasse vivante des micro-organismes, les résidus frais et partiellement décomposés et l'humus : la matière organique bien décomposée. La litière végétale de surface n'est généralement pas incluse dans la matière organique du sol.

Résidus végétaux

La teneur en eau de la plupart des résidus végétaux est comprise entre 60 % et 90 %. La matière sèche est constituée de matériaux organiques complexes composés principalement de carbone, d'oxygène et d'hydrogène. Bien que ces trois éléments représentent environ 92 % du poids sec de la matière organique dans les sols, il existe d'autres éléments qui sont d'une grande importance pour la nutrition des plantes. Ils comprennent l'azote, le soufre, le phosphore, le potassium, le calcium, le magnésium et une gamme de micronutriments.

Les composés organiques présents dans les résidus végétaux comprennent :

• Les glucides sont constitués de carbone, d'hydrogène et d'oxygène, et leur complexité va des sucres plutôt simples aux grosses molécules de cellulose.
• Les graisses sont constituées de glycérides d'acides gras, tels que butyriques, stéariques, oléiques. Ils sont également constitués d'atomes de carbone, d'oxygène et d'hydrogène.
• Les lignines sont des composés complexes qui forment les parties les plus anciennes du bois et qui sont également constituées principalement de carbone, d'oxygène et d'hydrogène. Ils sont résistants à la décomposition.
• Les protéines contiennent de l'azote en plus du carbone, de l'hydrogène et de l'oxygène, ainsi que de petites quantités de soufre, de fer et de phosphore.
• Le charbon de bois est le carbone élémentaire dérivé de la combustion incomplète de la matière organique. Le charbon est résistant à la décomposition.

Rôle

Le rôle de la matière organique dans le sol est bien plus important que sa proportion dans la masse du substrat. Similaire à l'humus du sol, la détermination de la matière organique du sol est généralement estimée en déterminant le carbone organique et en le multipliant par 1,724 (connu comme le facteur de von Bemmelen).

Une propriété importante de la matière organique du sol est qu'elle améliore la capacité d'un sol à retenir l'eau et les nutriments, et permet leur lente libération, améliorant ainsi les conditions de croissance des plantes. Un autre avantage de l'humus est qu'il aide le sol à se coller, ce qui permet aux Nématodes, ou bactéries microscopiques, de se désintégrer facilement dans le sol.

La matière organique est présente dans tout l'écosystème. Après la dégradation et la réaction, il peut se déplacer dans le sol et intégrer l'eau par le biais d'écoulements d'eau. La majorité des matières organiques qui ne sont pas déjà dans le sol provient des eaux souterraines. Notez qu'une source de matière organique des eaux souterraines est la matière organique du sol et la matière organique sédimentaire.

Décomposition

Les résidus végétaux en général ne sont pas solubles dans l'eau et ne sont pas utilisables par les plantes. Ils constituent néanmoins les matières premières à partir desquelles les nutriments végétaux sont dérivés. La décomposition est réalisée sous forme de processus biochimiques enzymatiques par des microorganismes du sol, qui obtiennent l'énergie nécessaire à partir des mêmes résidus, et produisent les composés minéraux qui sont susceptibles d'être absorbés par les racines des plantes. Ce processus par lequel les composés organiques sont décomposés et transformés en composés minéraux (inorganiques) est également appelé minéralisation. Une partie de la matière organique n'est pas minéralisée, mais transformée en humus de matière organique stable.

La décomposition des composés organiques se fait à des rythmes très différents, selon leur nature. Le classement, des taux rapides aux taux lents sont les suivants :

• Sucres, amidons et protéines simples;
• Protéines;
• hémicelluloses;
• Cellulose;
• Lignines et graisses.

Les réactions qui ont lieu peuvent être incluses dans l'un des trois groupes suivants :

• Oxydation enzymatique, qui produit du dioxyde de carbone, de l'eau et de la chaleur. Il affecte la majeure partie ou la majeure partie du matériau.
• Les éléments essentiels, azote, soufre, phosphore sont libérés et minéralisés par une série de réactions spécifiques.
• Les composés qui résistent à l'action microbienne sont formés par la modification de composés originaux ou par la synthèse de nouveaux par des microbes, créant de l'humus.

En rapport avec "matière organique du sol"

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