Caractéristiques biologiques des sols

L’écologie (oikos : habitat, logos : discours) est la science du rapport entre les organismes et leur environnement organique et inorganique (GOMBERT, 2007). La condition écologique est déterminée par l’écosystème, les facteurs écologiques et les systèmes d’interaction. Parmi ceux-ci, les facteurs écologiques jouent un rôle important et comprennent deux sous-facteurs : biotique (interaction entre les organismes) et abiotique (climatique, topographique, édaphique, etc.). Ces éléments affectent la formation et l’évolution du sol (sols zonaux et azonaux), mais également la biocénose (ensemble des organismes vivants). Les plantes ont besoin d’énergie,d’eau, d’air, d’éléments minéraux (N, P, K+, etc.) et d’oligoéléments puisés dans le sol pour l’élaboration de la matière sèche (MS) en quantité et en qualité. L’absence de l’un de ces éléments peut constituer un facteur limitant selon la Loi de Liebig (FAO, 2007). Les facteurs écologiques dépendent entre autres de la localisation géographique (latitude et altitude) et du microclimat (GOMBERT, 2007).La formation d’un sol peut se décomposer en trois étapes qui se chevauchent dans le temps et dans l’espace : (i) altération de la roche-mère, (ii) humification, (iii) différenciation. La pédogénèse résulte de plusieurs processus physiques, chimiques et biologiques étroitement corrélés entre eux (GERASSIMOV, 1975 ; DUCHAUFOUR, 1984). Le sol est un milieu complexe constitué par trois formes principales : solide, liquide et gazeuse. Il est traversé par des flux d’énergie et de matières dont la régulation est en grande partie assurée par les communautés vivantes qui le colonisent (DJIGAL, 2003). En outre, les sols constituent une ressource essentielle mais non renouvelable à l’échelle humaine (SOUSSANA, 2012).

Caractéristiques physiques des sols

Le sol est composé de trois particules minérales qui représentent de 93 % à 95 % de sa masse totale : sable, limon et argile (CALLOT et al., 1982). Ces particules sont classées en fonction de leur taille. Selon le système de classification de CANSYS et USDA cité par HENIN et al.,(1972) : les argiles sont des particules qui ont un diamètre inférieur à 0,002 mm, les limons 0,002 mm-0,05 mm et les sables 0,05mm-2mm.La structure est le regroupement des particules primaires du sol, de taille et de forme différente (LAVELLE et SPAIN, 2001). La structure du sol est le résultat de plusieurs facteurs : climatiques, anthropiques et biologiques (OADES, 1993 ; LAVELLE et SPAIN, 2001). Selon sa structure le sol conditionne : (i) le développement racinaire, (ii) le mouvement de l’eau et des minéraux et (iii) l’activité des organismes en relation avec la MO.

Caractéristiques chimiques des sols

La Capacité d’Echange Cationique (CEC) et le potentiel hydrogène (pH) sont les principaux paramètres chimiques caractérisant un sol. La CEC est la quantité de cations que le sol peut retenir sur son complexe adsorbant à un pH donné. Elle correspond au nombre de sitesLes éléments minéraux présents dans le sol constituent des sources nutritives pour les plantes. Leur biodisponibilité dépend de la CEC et du pH du sol (DABIN, 1968 ; MING et SHIWEI, 2017). Ces minéraux contribuent à l’élaboration de la matière sèche (FAO, 2007) : le potassium (K+) joue un rôle important dans le développement racinaire, l’absorption des cations, l’accumulation des hydrates et des protéines, l’activation des enzymes de la photosynthèse, le maintien de la turgescence de la cellule et également la régulation de l’économie en eau de la plante. Il participe à l’amélioration de la qualité des fruits et des graines. microfaune : de taille inférieure à 0,2mm (nématodes et protozoaires), ce groupe a un rôle important dans la régulation des microorganismes du sol (BRUNEL, 2006) et contribue à la minéralisation des nutriments (FERRIS et al., 1998 ; EKSCHMITT et al., 1999 ; DJIGAL, 2003 ; EGLIN, 2010).

Microflore microbienne fonctionnelle du sol : ce groupe est composé par les virus, les bactéries, les actinomycètes et les champignons (LAVELLE et SPAIN, 2001 ; EGLIN, 2010). Ces microorganismes assurent la dégradation et la minéralisation de l’humus et des fractions labiles, dont les plus importants sont le cycle de l’azote (N), du carbone (C) et du phosphore (P), (EGLIN, 2010). Ils apportent d’important flux d’énergie dans le sol (BAKKEN, 1997 ; TOOP et al., 1997) et agissent dans la régulation de la communauté, via des interactions mutualistes ou antagonistes avec les autres organismes. Ils interviennent également dans l’agrégation des particules du sol (TISDALL et OADES, 1982 ; CHANTIGNY et ANGERS, 2005).Madagascar se trouve entre 12° et 25° de la latitude Sud, caractérisé par un climat chaud et humide dans la zone littorale Est, chaud et subhumide sur les Hautes Terres Centrales (HTC), chaud avec saison sèche prolongée dans la partie Ouest et aride dans le Sud. Cette variabilité climatique est à l’origine de la variabilité pédologique décrite par divers scientifiques (RIQUIER, 1957, 1966 ; HERVIEU, 1960, 1967 ; BOURGEAT et al., 1964, 1995).