Matière organique du sol et humus

La matière organique du sol est le matériau riche en carbone dérivé de la décomposition des résidus végétaux, animaux et microbiens, y compris la fraction stabilisée connue sous le nom d'humus, et elle est à la base de la fertilité, de la structure et du stockage du carbone du sol.

Definition

La matière organique du sol est l'ensemble des matériaux contenant du carbone dans le sol, dérivés d'organismes vivants et morts à tous les stades de décomposition ; l'humus est la fraction décomposée, relativement stable, qui résiste à une dégradation rapide ultérieure.

Scope

Ce sujet aborde la composition et les fractions de la matière organique du sol, la formation et la nature de l'humus, les mécanismes qui stabilisent le carbone organique dans le sol, ainsi que le rôle de la matière organique dans la fertilité et le cycle global du carbone. Il traite à la fois des pools dynamiques en décomposition et du carbone stabilisé à long terme.

Core questions

• Quelle est la composition et quelles sont les fractions de la matière organique du sol ?
• Comment l'humus est-il formé et quelle est sa nature ?
• Pourquoi une partie du carbone du sol persiste-t-elle pendant des siècles, voire des millénaires ?
• Comment la matière organique affecte-t-elle la fertilité et le cycle du carbone ?

Key concepts

• Carbone organique du sol et fractions de matière organique
• Humus et humification
• Matière organique particulaire et associée aux minéraux
• Protection par les agrégats et les minéraux
• Renouvellement et stabilisation du carbone
• Séquestration du carbone du sol

Key theories

Persistance en tant que propriété de l'écosystème

La persistance à long terme du carbone organique du sol provient moins de la récalcitrance moléculaire intrinsèque que de la protection physique au sein des agrégats, de l'association avec les surfaces minérales, et des contraintes environnementales et biologiques sur la décomposition.

Séquestration du carbone du sol

Les sols peuvent agir comme un puits ou une source de carbone atmosphérique selon la gestion ; les pratiques qui augmentent les apports de matière organique et sa protection peuvent séquestrer le carbone tout en améliorant la fertilité et la sécurité alimentaire.

Mechanisms

Les résidus végétaux et microbiens sont décomposés par la communauté du sol, libérant du dioxyde de carbone et des nutriments, tandis qu'une partie est transformée en formes plus stables. Ce carbone stable persiste non pas principalement parce qu'il est chimiquement inerte, mais parce qu'il est physiquement occlus au sein des agrégats du sol, lié aux surfaces minérales d'argile et d'oxydes, ou situé là où l'accès et l'activité microbiens sont limités. L'équilibre entre les apports frais et la décomposition et la stabilisation détermine si la matière organique s'accumule ou diminue.

Clinical relevance

La matière organique du sol améliore l'apport en nutriments, la capacité de rétention d'eau et la structure, et représente un vaste pool de carbone gérable ; son accumulation par la rétention des résidus, les cultures de couverture et le travail réduit du sol favorise la santé du sol et peut contribuer à atténuer le changement climatique, tandis que sa perte dégrade les sols et libère du dioxyde de carbone.

History

L'humus a longtemps été considéré comme une classe distincte de molécules récalcitrantes formées par humification, mais les avancées en analyse et en datation isotopique, synthétisées dans des revues influentes vers 2011, ont fait évoluer la vision vers la persistance de la matière organique comme une propriété de l'ensemble de l'écosystème du sol, avec des implications majeures pour la gestion du carbone du sol.

Debates

Récalcitrance moléculaire versus contrôles écosystémiques sur la persistance du carbone

Une vision de longue date attribuait la longévité du carbone du sol à des molécules humiques intrinsèquement stables, tandis que les synthèses modernes soutiennent que la persistance est principalement régie par la protection physique, l'association minérale et les contrôles environnementaux, reconfigurant la manière dont le stockage du carbone du sol devrait être compris et géré.

Key figures

• Michael W. I. Schmidt
• Rattan Lal
• Selman Waksman

Seminal works

• schmidt2011
• lal2004
• brady2016

Frequently asked questions

Quelle est la différence entre la matière organique et l'humus ?

La matière organique du sol est le continuum complet de matériaux contenant du carbone, des résidus frais aux produits entièrement décomposés, tandis que l'humus fait spécifiquement référence à la fraction stabilisée, bien décomposée, qui se décompose lentement et confère à la couche arable une grande partie de sa couleur foncée et de sa capacité de rétention des nutriments.

L'accumulation de matière organique du sol peut-elle aider à lutter contre le changement climatique ?

L'augmentation du carbone organique du sol stocke le carbone qui serait autrement dans l'atmosphère et améliore la fonction du sol ; elle peut donc contribuer à l'atténuation du changement climatique. L'effet est réel mais fini et réversible, car les gains peuvent être perdus si la gestion ou les conditions changent.