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MESURER LA FERTILITÉ DU SOL : INDICATEURS, OUTILS ET MÉTHODES

Dernière mise à jour : 22 févr.


Terre fertile et ses indicateurs - Mesurer la fertilité du sol



Dans un contexte de charges élevées et de rendements rendus fluctuants d'une année à l'autre à cause de conditions climatiques capricieuses, la prospérité de la plupart des exploitations s'en trouve amoindrie. La démarche de vouloir mettre en place une démarche de progrès pour développer la fertilité du sol devient primordiale. Cette mise en oeuvre suppose de pouvoir la mesurer autant pour établir un état des lieux que pour apprécier les évolutions dans le temps. Mais au juste, comment la fertilité du sol se structure-t-elle ? Quels en sont les indicateurs ? À quoi correspondent-il ? Quels tests et analyses permettent de mesurer justement la fertilité du sol ? Autant de questions auxquelles cet article apporte une réponse.



I. FERTILITÉ DU SOL : DÉFINITION, STRUCTURATION ET INDICATEURS


A. La fertilité du sol, définition


"La fertilité du sol est la capacité du sol à répondre aux besoins physiques, chimiques et biologiques nécessaires à la croissance des plantes, assurant leur productivité, leur reproduction et leur qualité de manière adaptée au type de plante, au type de sol, à l’usage des sols et des conditions climatiques" Abbott et Murphy, 2003


Un sol fertile est donc un sol qui va rendre des services à plusieurs échelles :


a. alimentation en eau,

b. alimentation en minéraux,

c. germination des graines,

d. développement des plantes, e. stockage du carbone, f. filtration, g. stockage de l’eau.


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Les services écosystémtiques du sol fertile - Mesurer la fertilité du sol

Voyons maintenant comment se construit la fertilité du sol.



B. La fertilité du sol et ses composantes physique, chimique et biologique


Si les physiciens compte leur célèbre équation E = mC2, l'expression suivante pourrait bien être celles de agronomes du sol 😃 :


Fertilité du sol = fertilité physique + fertilité minérale + fertilité biologique


Chaque volet compte des indicateurs spécifiques. Ils interagissent entre eux de façon dynamique. La matière organique est notamment un lien fondamental entre les trois.


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La fertilité du sol, résultat de l'interaction entre 3 piliers - Mesurer la fertilité du sol


1. La fertilité physique du sol pour garantir une « maison » sol bien aérée et solide

a. Les rôles de la fertilité physique du sol

La fertilité physique du sol joue 3 rôles fondamentaux :


a. Assurer la solidité de l’édifice « sol » pour favoriser une bonne pénétration des racines de la plante,

b. Assurer une bonne rétention et une bonne circulation de l’eau et de la solution du sol pour bonne alimentation hydrique des plantes et des organismes vivants,

c. Assurer une bonne circulation et un bon renouvellement de l’air pour favoriser une bonne minéralisation de la MO grâce à une vie du sol soutenue.



b. Les indicateurs de la fertilité physique du sol

Les indicateurs de la fertilité physique du sol se décomposent en deux catégories :

1. Les indicateurs liés à des propriétés intrinsèques du sol : texture, profondeur,

2. Les indicateurs variables dans le temps : état de la surface du sol (influence sur la levée des cultures), structure du sol, circulation de l’eau et de l’air.


Le schéma suivant présente une synthèse des indicateurs de la fertilité physique du sol.


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La fertilité physique du sol et ses indicateurs - Mesurer la fertilité du sol


2. La fertilité minérale du sol pour assurer une bonne disponibilité des éléments à la plante


La fertilité minérale se structure autour de plusieurs éléments-clés :

  • La capacité d’échange cationique (taille, composition et taux de remplissage),

  • Le statut acide-base du sol,

  • La fraction granulométrique de la matière organique,

  • Les macro et oligoéléments (teneur et disponibilité).

Le contenu des parties ci-après fait référence à des éléments déjà abordés dans notre article « Comprendre son analyse de sol : indicateurs, signification, valeur ». Pour plus de détails, cliquer ici.


a. La capacité d’échange cationique (CEC)

Trois caractéristiques permettent de décrire la CEC :

1. La taille de la CEC : sa valeur rend compte de la quantité de charge négative portée essentiellement par le complexe argilo-humique. En conséquence, la CEC sera d’autant plus grande que le sol contient de l’argile et de la matière organique.

2. Son taux de saturation : c’est la part totale des ions calcium, magnésium, potassium et sodium sur l’ensemble du volume de la CEC.

3. La distribution respective de chaque ion principal sur la CEC, exprimée en %.



b. Le statut acide-base du sol et ses indicateurs

Le statut acide-base est un paramètre important du sol dans la mesure où il influence la disponibilité des éléments minéraux et l’activité des organismes (dont la plante).

Cinq indicateurs complémentaires permettent de le caractériser :


1. Le pH KCl,

2. Le pH H2O,

3. La concentration en carbonate de calcium,

4. La teneur en calcaire actif,

5. Le pouvoir chlorosant du sol.



1. Le pH KCl

Il est inférieur au pH eau. Il rend compte de la limite d’acidification maximum du sol. Plus il est bas, plus le sol aura tendance à s’acidifier, plus il sera alors nécessaire d’être vigilant et de réaliser des apports d’amendement basique réguliers.



2. Le pH H2O

Il rend compte du pH du sol au moment du prélèvement. Sa valeur varie sensiblement au cours de l’année (de 0,5 à 1 point) : dans ces circonstances, sa valeur dépendra du moment où le prélèvement de l’échantillon de terre est prélevé.


Le pH joue un rôle fondamental sur la disponibilité des éléments minéraux.



3. La concentration en carbonate de calcium

La détermination de la teneur en carbonate de calcium permet de déterminer le caractère calcaire du sol.


4. La teneur en calcaire actif

Le calcaire actif est la part de carbonate de calcium soluble dans l’eau. Son évaluation est utile pour déterminer le pouvoir chlorosant du sol.



5. Le pouvoir chlorosant du sol

Le calcul de l’indice de pouvoir chlorosant est utile pour déterminer les risques de chlorose en fer. Il est couramment effectué en arboriculture ou viticulture pour orienter le choix des porte-greffes.



c. Les macro et oligoéléments du sol

La plante est composée essentiellement de 34 éléments (L. & Cl. BOURGUIGNON - Le sol, la terre et les champs) dont 14 jouent un rôle dans le processus de photosynthèse. En conséquence, une terre fertile doit apporter tous ces éléments à la plante au cours de son développement.

Dans la pratique, 13 macro et oligoéléments sont régulièrement mesurés dans l'analyse de sol : l’azote, le calcium, le magnésium, le potassium, le sodium, le potassium, le cuivre, le zinc, le fer, le manganèse, le molybdène, le bore et le soufre. En plus de leur teneur totale, il est important de connaître également la quantité réellement disponible, celle facilement accessible à la plante.

Enfin, l’équilibre entre les éléments est un autre aspect à connaître pour prévenir tout risque de carence et favoriser une bonne croissance de la plante.


Le schéma suivant présente une synthèse des indicateurs de la fertilité minérale du sol.


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La fertilité minérale du sol et ses indicateurs - Mesurer la fertilité du sol


3. La fertilité biologique ou la capacité du sol à entretenir une vie favorable à la transformation des éléments et à la croissance des végétaux


a. Les éléments-clés de la fertilité biologique

La fertilité biologique du sol s’articule autour de 2 axes complémentaires : l’abondance et la diversité de la vie du sol, d’une part, l’activité des organismes, d’autre part.


1. Abondance et diversité de la vie du sol

Le sol abrite une très grande diversité d’organismes vivants. Ils se distribuent en 4 catégories en fonction de leur taille : mégafaune (taupe, campagnols, vers de terre,…), macrofaune (gastéropode, isopode,…), mésofaune (collemboles, acariens, nématodes,…) et microflore (bactéries, champignons, protozoaires,…).

Tous ces organismes s’organisent en réseaux complexes.



2. Activité des organismes du sol

La vie du sol joue un rôle à plusieurs niveaux :

  • Rôle de transformation dans le cycle N, P, S, C,

  • Amélioration de la structure du sol,

  • Nutrition des plantes,

  • Contrôle des populations d’invertébrés,

  • Décomposition de la matière organique,

  • Bioturbation du sol.

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Les rôles de la vie du sol - Mesurer la fertilité du sol


Le schéma suivant illustre parfaitement le lien entre abondance et activité du sol.


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Dynamique de la fertilité biologique du sol - Mesurer la fertilité du sol


b. Les indicateurs de la fertilité biologique du sol

Le projet MICROBIOTERRE a permis de référencer des indicateurs significatifs pour mesurer la fertilité biologique du sol.


Comme le montre le tableau suivant, ils se répartissent en deux catégories principales :


1. Les indicateurs physico-chimiques liés à la matière organique (carbone et azote) :

  • Le carbone organique,

  • Le carbone organique stable (fraction 0-50 microns),

  • Le carbone organique particulaire (fraction 50-200 microns, 200-2000 microns, 50-2000 microns, le carbone labile facilement minéralisable)

  • L'azote total,

  • L'azote stable (fraction 0-50 microns),

  • L'azote labile (fraction 50-200 microns, 50-2000 microns).


2. Les indicateurs microbiologiques. Cette seconde catégorie est elle-même divisée en deux sous-catégories.


a. Les indicateurs de biomasse :

  • Carbone de la biomasse microbienne (bactéries + champignons),

  • biomasse fongique (ADNr 18S) b. Les indicateurs de d'activité microbienne :

  • Activité enzymatique liée au cycle de l'azote : activité leucine aminopeptidase, activité arylamidase, activité protéase,

  • Activité enzymatique liée au cycle du carbone (activité béta-glucosidase),

  • Potentiel de minéralisation de l’azote (azote biologiquement minéralisable).


La quantification microbienne en laboratoire peut bien sûr être complétée par des comptages d’organismes vivants au champ.



Les deux tableaux ci-contre explicitent la signification de chaque indicateur vis à vis de la fertilité biologique du sol.


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Indicateurs de fertilité biologique et signification - Mesurer la fertilité du sol

Indicateurs de fertilité biologique et signification suite - Mesurer la fertilité du sol

Le tableau ci-contre indique les valeurs moyennes et extrêmes identifiées pour chaque indicateur dans le projet Microbioterre.


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Indicateurs de fertilité biologique et valeurs - Mesurer la fertilité du sol

Comme le montre le tableau ci-après, ces indicateurs sont corrélés à des degrés variables avec les fonctions et processus du sol.


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Fertilité biologique du sol, indicateurs, processus et fonctions - Mesurer la fertilité du sol


Le schéma suivant fait une synthèse de l'ensemble des indicateurs de la fertilité biologique du sol.


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La fertilité minérale du sol et ses indicateurs - Mesurer la fertilité du sol


4. La matière organique, clé de voûte de la fertilité du sol


a. Les 4 grandes catégories de matière organique dans le sol

La matière organique du sol est l’objet de transformations perpétuelles complexes. Elle se répartit en quatre grandes catégories :

  1. La matière organique vivante (biomasse du sol),

  2. La matière organique fraîche facilement minéralisable,

  3. La matière organique transitoire ou particulaire,

  4. La matière organique stable.


Le croquis ci-contre montre comment la matière organique se distribue dans le sol.


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La matière organique et le sol - Mesurer la fertilité du sol

La représentation suivante met en évidence l'importance volumique des quatre grandes catégories précitées et leur contribution vis à vis de la fertilité du sol.


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La matière organique et ses compartiments - Mesurer la fertilité du sol

b. Les rôles de la matière organique dans le sol

L'infographie suivante montre les 5 principaux rôles de la matière organique du sol


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Les principaux rôles de la matière organique - Mesurer la fertilité du sol

c. La matière organique du sol, au carrefour de la fertilité

L’infographie suivante illustre en quoi la matière organique est la clé de voûte de la fertilité du sol.


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La matière organique, clé de voûte de la fertilité du sol - Mesurer la fertilité du sol

Partie intégrante du complexe argilo-humique, la matière organique contribue à améliorer sensiblement la structure du sol. De même, les charges négatives qu'elle porte aident favorablement à la fixation des éléments minéraux et à l'amélioration de la CEC.

En plus, sa fraction labile, facilement dégradable, constitue une ressource de choix pour l'alimentation et la croissance de la biomasse du sol.


Après avoir décrit comme se construit la fertilité du sol, voyons maintenant les tests et les analyses qui permettent de mesurer les indicateurs qui la décrivent.



II. FERTILITÉ DU SOL : INDICATEURS, TESTS ET ANALYSES


A. Mesure de la fertilité physique du sol


1. État de la surface du sol et levée des cultures


La présence des débris végétaux en surface est une ressource alimentaire pour des organismes telles que les limaces, friandes aussi en pousse végétale. En conséquence, les réussites de levée sont amoindries.

L’observation au champ préalablement au semis est la meilleure attitude pour mesurer ce risque et adapter en conséquence la préparation du lit de semence.



2. Détermination de la texture du sol


La texture du sol est déterminée grâce à une analyse granulométrique, complémentaire à l’analyse de sol habituelle. Cette analyse classe les particules du sol en fonction de leur taille.


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Sable, limon, argile et analyse granulométrique - Mesurer la fertilité du sol
Type de particule et diamètre

Dans un second temps, la texture du sol est déterminée en utilisant le triangle des textures comme le montre l’exemple suivant.


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Texture et analyse granulométrique - Mesurer la fertilité du sol
Exemple de détermination de la texture du sol à partir de l'analyse granulométrique

La détermination de la texture du sol est importante dans la mesure où elle influe sur plusieurs aspects du comportement du sol à savoir :


a. La prédisposition à la battance


Cette "aptitude" de sol est déterminée à partir du calcul de l'indice de battante comme explicité ci-contre.


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Texture du sol et battance - Mesurer la fertilité du sol

b. L'aptitude à la fissuration


Cette qualité du sol est fonction du rapport entre limon et argile comme le montre la figure ci-contre : plus la quantité d'argile est élevée, plus l'aptitude à la fissuration augmente.


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Texture du sol et aptitude à la fissuration - Mesurer la fertilité du sol

c. La stabilité structurale du sol


L'infographie suivante montre comment se distribuent les plages de stabilité en fonction de la composition du sol.

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Texture du sol et stabilité structurale - Mesurer la fertilité du sol

d. Le risque d'asphyxie


Comme le présente la figure ci-contre, le risque d'asphyxie devient très important pour un taux d'argile au-delà de 20-22%.

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Texture du sol et risque d'asphyxie - Mesurer la fertilité du sol

e. Texture et réserve utile du sol


Enfin, la texture influence très sensiblement la capacité à retenir l'eau. Le couplage ensuite avec la profondeur du sol détermine la réserve utile et la réserve facilement utilisable.


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Texture du sol et réserve utile - Mesurer la fertilité du sol


3. Mesure de la structure du sol


La structure du sol est fondamentale pour permettre une bonne circulation de l’eau et de l’air. Une bonne structure est aussi favorable à une bonne pénétration des horizons par les racines : plus le volume de sol exploré est important, plus le garde-manger accessible est grand, plus le potentiel de croissance de la plante est élevé.

Pour mesurer la structure du sol, il existe plusieurs méthodes, plus ou moins complexes à mettre en place.


a. Le test de stabilité structural

L’activité de la vie du sol engendre la production de sucres qui permettent d’agréger les particules du sol entre elles : ce processus améliore la stabilité structurale du sol. Il existe deux variantes pour la mesurer : le slake test et le test de stabilité « protocole Le Bissonnais ». Dans les deux cas, la méthode consiste à plonger une ou plusieurs particules de terre plus ou moins grosses dans l'eau et à observer son ou leur niveau de désagrégation sur un laps de temps donné.


1. Le slake-test

Ce test fait partie de la méthode globale Biofunctool. Il est souvent mis en oeuvre pour observer la stabilité structurale du sol dans des contextes de pratiques différentes. Il utilise des particules de terre de quelques centimètres de côtes (2 à 5 cm en général). Le niveau de désagrégation des mottes est constaté au bout de 5 minutes


Le protocole détaillé de la méthode est disponible ci-contre :


Le test de stabilité - Méthode Beerkan - Protocole de réalisation - Mesurer la fertilité d
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La vidéo suivante illustre parfaitement comment procéder :




Les deux tableaux ci-contre rendent compte de l’évaluation de la méthode du slake-test en matière de faisabilité, d’avantage(s) et d’inconvénient(s) :


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Le slake-test - Évaluation globale - Mesurer la fertilité du sol
Le slake test - Avantages et incovénients - Mesurer la fertilité du sol


2. Le test de stabilité structural « protocole Le Bissonnais »

Le protocole de ce test est quelque peu différent de celui du slake-test, il a été défini de telle sorte à mesurer la résistance du sol à l'érosion. Il est aussi un peu plus complexe à mettre en place.


Le test est réalisé sur des particules de sol tamisées entre 3 et 5 mm. Au bout de 10 minutes après une immersion dans l'eau, est analysée la taille moyenne des agrégats.


La vidéo suivante présente le protocole dans le détail :



Les deux infographies suivantes présentent l’évaluation du test de stabilité "protocole Le Bissonnais" en matière de faisabilité, d’avantage(s) et d’inconvénient(s) :


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Le test de stabilité Le Bissonnais - Évaluation globale - Mesurer la fertilité du sol
Le test de stabilité Le Bissonnais - Avantages et incovénients - Mesurer la fertilité du sol


b. Le test bêche

Comme son nom l’indique, le test bêche consiste à faire un prélèvement de bloc de terre et à observer la structure sur la profondeur extraite (généralement 20-25 cm). Il existe 3 grilles de lecture principales pour noter la structure du sol.


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Mesure de la structure - Test bêche - Mesurer la fertilité du sol

1. La méthode VESS

Le protocole de mise en oeuvre de la méthode VESS contenant la grille de notation est disponible ici.

Dans cette méthode, le travail d’observation et de notation prend en compte plusieurs paramètres successivement :


1. Le nombre d’horizons se distinguant à l’intérieur du bloc prélevé,

2. L’aspect global des mottes (fermée, ouverte, angulaire ou non),

3. La présence de racines,

4. L’apparence des agrégats ou des fragments de terre (1,5 cm),

5. Les signes distinctifs de bioturbation.


La fiche de notation au champ est disponible ci-contre :


Test bêche - Fiche de notation - Mesurer la fertilité du sol
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La vidéo suivante illustre parfaitement l’ensemble des étapes d’observation et de notation.




2. La méthode ISARA

Le protocole de mise en oeuvre de la méthode ISARA est disponible ici.


La démarche de notation se structure en plusieurs questions :


1. Le bloc se tient-il sur la bâche ? 2. Si oui, le bloc présente-t-il des fissures ? Quel est le nombre de fissure ?

3. Si non, le bloc se divise-t-il en sous bloc ? Quel est le nombre de bloc ?

L’illustration ci-contre montre la démarche de notation.


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Mesure de la structure - Test bêche - Notation ISARA - Mesurer la fertilité du sol


3. La méthode TERRES INOVIA

Cette méthode de notation est une variante de la méthode ISARA. Elle a été mise en place pour décider du type de travail de sol à mettre en place pour l’implantation du colza. Comme le montre l'infographie ci-après, elle prend en compte deux facteurs :

1. L’état général du bloc (ouvert, en bloc ou fissuré),

2. L’état interne des mottes (poreux, fissuré ou tassé).


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Mesure de la structure - Test bêche - Notation Terres Inovia - Mesurer la fertilité du sol

Les deux tableaux ci-contre rendent compte de l’évaluation de la méthode du test bêche en matière de faisabilité, d’avantage(s) et d’inconvénient(s) :


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Le test bêche - Évaluation globale - Mesurer la fertilité du sol
Le test bêche - Avantages et incovénients - Mesurer la fertilité du sol


c. Le mini-profil 3D

Le mini-profil 3D consiste à faire un observation d’un bloc de sol sur une profondeur de 70 cm environ. Le bloc de sol est prélevé au moyen d’un tracteur équipé de dents-fourches. Cette méthode est dérivée de l’observation d’un profil de sol, généralement plus profond.

Sur la hauteur étudiée, elle permet de constater plusieurs aspects du sol :

a. La structure bien sûr,

b. Le nombre d’horizon,

c. La profondeur et l’organisation verticale du sol,

d. Les signes d’hydromorphie,

e. La compacité des horizons,

f. La bioturbation et sa répartition,

g. La pénétration racinaire,

h. La vitesse de dégradation des résidus.



La fiche de notation au champ (avec exemple) est disponible ici.


La vidéo suivante donne un aperçu de la manière de procéder pour faire le diagnostic.



Les deux tableaux ci-contre rendent compte de l’évaluation du mini-profil 3D en matière de faisabilité, d’avantage(s) et d’inconvénient(s) :


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Le mini profil 3D - Évaluation globale - Mesurer la fertilité du sol
Le mini profil 3D - Avantages et incovénients - Mesurer la fertilité du sol


d. Le profil de sol

C’est la méthode d’observation la plus complète pour mesurer le fonctionnement du sol, elle permet d’apprécier un grand nombre d’information (voir liste précédente pour le mini-profil). C’est aussi la méthode la plus lourde à mettre en place.

Sa réalisation repose sur le creusement d’un trou de 2 m sur 1,50 m sur une profondeur de 1 m à 1,20 m.

La fiche de notation complète au champ est disponible ci-contre :


Profil de sol ou mini profil 3D - Fiche de notation - Mesurer la fertilité du sol
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Les deux infographies suivantes présentent l’évaluation du profil de sol complet en matière de faisabilité, d’avantage(s) et d’inconvénient(s) :


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Le profil de sol - Évaluation globale - Mesurer la fertilité du sol
Le profil de sol - Avantages et incovénients - Mesurer la fertilité du sol


4. Mesure de la profondeur du sol


Si le profil et mini-profil 3D permettent d’apprécier la profondeur du sol, l’utilisation de la tige pénétrométrique est la méthode la plus simple à mettre en place.

Le guide méthodologique est disponible ici.

La fiche de notation avec exemple peut être téléchargée ou consultée .


Les deux tableaux ci-contre rendent compte des aspects de faisabilité, d’une part, des avantages et des inconvénients d’autre part :


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Le test au pénétromètre - Évaluation globale - Mesurer la fertilité du sol
Le test au pénétromètre - Avantages et incovénients - Mesurer la fertilité du sol


5. Évaluation de la circulation de l’eau et de l’air


L’eau et l’air occupent alternativement les interstices du sol au gré des saisons. En fonction de la structure du sol, ils circulent plus ou moins bien : un sol poreux facilite l’infiltration, tandis que un sol compact favorise plus le ruissellement. De même, plus la structure sera grumeleuse, plus l’air diffusera mieux, plus intense sera la respiration des organismes et plus forte sera leur activité.

Le test Beerkan permet de mesurer cet aspect. Il consiste à mesurer la vitesse d’infiltration d’une quantité déterminée d’eau au cours du temps.


Le guide méthodologique de la méthode est disponible ci-contre :


Le test Beerkan - Protocole de réalisation - Mesurer la fertilité du sol
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La vidéo suivante montre comment mettre en oeuvre le test Beerkan.



Les deux infographies suivantes présentent l’évaluation du profil de sol complet en matière de faisabilité, d’avantage(s) et d’inconvénient(s) :


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Le test Beerkan - Évaluation globale - Mesurer la fertilité du sol
Le test Beerkan - Avantages et incovénients - Mesurer la fertilité du sol


6. Fertilité physique du sol : synthèse des indicateurs et de leur(s) méthode(s) de détermination


L'infographie ci-contre fait la synthèse entre les indicateurs de la fertilité physique du sol et leur(s) méthode(s) de détermination respective(s). Ces dernières sont réalisées quasi exclusivement au champ.


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Fertilité physique, indicateurs et méthodes de détermination - Mesurer la fertilité du sol


B. Mesure de la fertilité minérale du sol


1. L'analyse de sol, outil fondamental pour mesurer la fertilité minérale du sol


L’analyse de sol classique est l’outil fondamental pour mesurer la fertilité chimique du sol tant elle est riche en informations comme le montre l’infographie suivante.


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L'analyse de sol, un outil riche en informations - Mesurer la fertilité du sol

Des analyses complémentaires (généralement accessibles sous forme d’option supplémentaire) permettent d’apprécier les autres informations de la fertilité minérale du sol, à savoir :


a. Teneur du soufre et du molybdène,

b. Teneur disponible de chaque ion,

c. Ratios d’équilibre entre les éléments plus nombreux.



2. Fertilité minérale du sol : synthèse des indicateurs et de leur(s) méthode(s) de détermination


L'infographie suivante fait le parallèle de façon synthétique des indicateurs de la fertilité minérale du sol et de leur(s) méthode(s) de détermination respective(s) : toutes sont mises en oeuvre en laboratoire.


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La fertilité minérale du sol et ses indicateurs - Mesurer la fertilité du sol


C. Mesure de la fertilité biologique du sol


1. Mesure de l’activité biologique du sol


a. Mesure des indicateurs physico-chimiques de la fertilité biologique

1. L'analyse granulométrique de la matière organique

L’analyse granulométrique de la matière organique est l'outil adéquat pour mesurer avec précision les indicateurs physico-chimiques liées à la fertilité biologique du sol, à savoir :

1. Le carbone organique total et ses différentes fractions (0-50 microns, 50-200 microns, 200-2000 microns),


2. L’azote total et ses différentes fractions (0-50 microns, 50-200 microns) de l’azote.

La signification de chaque indicateur et son lien avec la fertilité biologique est rappelée ici.


L’évaluation de l'analyse granulométrique en matière de faisabilité, ses avantages et d’inconvénients sont indiqués ci-contre :


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L'analyse granulométrique de la MO - Évaluation globale - Mesurer la fertilité du sol
L'analyse granulométrique de la MO - Avantages et incovénients - Mesurer la fertilité du sol

2. Le test POXC

Le test POXC fait partie de la méthode globale Biofunctool. Il permet de mesurer le pool labile de carbone organique du sol : cette partie du carbone constitue une matière facilement accessible par les organismes du sol.

La méthode consiste à évaluer, en laboratoire, la quantité de ce carbone au moyen d’une solution de permanganate de potassium.


Le guide méthodologique est disponible ci-contre.


Le test POXC - Protocole de réalisation - Mesurer la fertilité du sol
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Les deux infographies suivantes présentent l’évaluation du test POXC en matière de faisabilité, d’avantage(s) et d’inconvénient(s) :


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Le test POXC - Évaluation globale - Mesurer la fertilité du sol
Le test POXC - Avantages et incovénients - Mesurer la fertilité du sol


3. Le test AEMNO3 ou test des membranes échangeuses d'ions

La disponibilité des nutriments dans le sol est très dépendante de l’activité des microorganismes. En guise de test au champ, la méthode de mesure AEMNO3 peut être mise en oeuvre : elle consiste à mesurer la dynamique des ions NO3- au moyen de l’utilisation de membranes échangeuses d’ions.

Ce test est intégrée à l’approche globale Biofunctool.

Le protocole est disponible ici :


Le test AEMNO3 ou test des membranes échangeuses - Protocole de réalisation - Mesurer la f
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Les deux infographies ci-après présentent une évaluation du test AEMNO3 en matière de faisabilité et aussi, ses avantages et ses inconvénients :


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Le test de mesure AEMNO3 - Évaluation globale - Mesurer la fertilité du sol
Le test de mesure AEMNO3 - Avantages et incovénients - Mesurer la fertilité du sol


b. Mesure des indicateurs microbiologiques de la fertilité biologique

1. L’analyse d’activité microbienne

L’analyse d’activité microbienne est réalisée en laboratoire. Elle permet de déterminer avec précision la valeur de plusieurs indicateurs caractéristiques de l’activité microbiologique. Ces indicateurs sur répartissent en plusieurs catégories :

  • Activité enzymatique - Cycle N (activité leucine aminopeptidase, activité arylamidase, activité protéase),

  • Potentiel de minéralisation de l’azote (azote biologiquement minéralisable)

  • Activité enzymatique - Cycle C (activité béta-glucosidase)


Les deux tableaux ci-contre apportent des précisons quant à la faisabilité du test, d'une part, ses avantages et ses inconvénients, d'autre part.


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Analyse de l'activité biologique - Évaluation globale - Mesurer la fertilité du sol
Analyse de l'activité biologique - Avantages et incovénients - Mesurer la fertilité du sol


2. Mesure de l’azote minéral du sol

Le cycle de l’azote est sous la dépendance quasi exclusive des bactéries du sol. La méthode consiste ici à mesurer les quantités d’azote soluble (NH4+ et NO3-) grâce à l’utilisation d’une solution de KCl. Ce test fait aussi partie de la méthode globale Biofunctool.


Le protocole de mise en oeuvre est disponible ci-après :


Mesure de l'azote minéral - Protocole de réalisation - Mesurer la fertilité du sol
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Les deux tableaux ci-contre font une synthèse pratique de la méthode.


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La mesure de l'azote minéral - Évaluation globale - Mesurer la fertilité du sol
La mesure de l'azote minéral - Avantages et incovénients - Mesurer la fertilité du sol


3. Le test de respiration basale

Ce test fait partie de l’approche globale Biofunctool. Il consiste à mesurer le CO2 dégagé à la base du sol dans l’atmosphère. Cette méthode permet d’évaluer l’intensité du processus de dégradation de la matière organique du sol.

Le protocole est disponible ci-dessous :


Le test de respiration basale - Protocole de réalisation - Mesurer la fertilité du sol
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La notation de faisabilité et les avantages/inconvénients du test de respiration basale sont synthétisés ci-contre :


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Le test de respiration basale - Évaluation globale - Mesurer la fertilité du sol
Le test de respiration basale - Avantages et incovénients - Mesurer la fertilité du sol


4. Lamina Baits

Ce test est aussi partie intégrante de la méthode globale Biofunctool. Il consiste à évaluer la vitesse de disparition d’un substrat organique, dégradé par la mésofaune du sol, au moyen de languettes PVC disposées dans le sol.

Le protocole est explicité dans le document ci-contre :


Lamina Baits - Protocole de réalisation - Mesurer la fertilité du sol
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La vidéo suivante explique pas à pas comment procéder.




Les deux tableaux ci-contre évaluent les critères de faisabilité et les avantages/inconvénients des lamina baits :

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Lamina Baits - Évaluation globale - Mesurer la fertilité du sol
Lamina Baits- Avantages et incovénients - Mesurer la fertilité du sol.png


5. Le test du slip

Comme son nom l’indique, le test du slip consiste à placer un slip (en coton biologique de préférence) dans le sol et à observer son niveau de dégradation plusieurs semaines plus tard (en règle générale, 2 à 3 mois) : plus la matière du slip est dégradée, plus l’activité de la vie du sol est importante.

Le protocole du test est disponible en cliquant ici.

La vidéo suivante illustre parfaitement le déroulement des étapes.



Les infographies ci-contre présente une évaluation du test du slip.


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Le test du slip - Évaluation globale - Mesurer la fertilité du sol
Le test du slip - Avantages et incovénients - Mesurer la fertilité du sol


6. Le test du sachet de thé

Le test avec le sachet de thé est une variante du test du slip. Le principe est identique à la différence que le sachet de thé remplace le slip.

À noter qu’il est possible d’établir une étude comparative en disposant un sachet de rooibos en plus de celui contenant du thé : le rooibos étant plus difficile à dégrader, cette méthode permet d’apporter une nuance entre différents essais.

La vidéo suivante montre pas à pas comment procéder.



Les deux tableaux ci-après font un bilan de la méthode du sachet de thé.


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Le test du sachet de thé - Évaluation globale - Mesurer la fertilité du sol
Le test du sachet de thé - Avantages et incovénients - Mesurer la fertilité du sol


7. Le levabag

Cette méthode consiste à mesurer le niveau de dégradation d’une quantité de substrat par la vie du sol : le contenant dans lequel se trouve le substrat est placé sous terre à 10 cm pendant 4 mois. Au bout de ce délai, est pesée la quantité de substrat non dégradée pour déterminer l'activité biologique du sol.

Le protocole détaillé est disponible en cliquant .

La vidéo suivante illustre comment procéder étape par étape.



Les deux infographies ci-après présentent une évaluation du test avec le levabag en matière de faisabilité et aussi, ses avantages et ses inconvénients :


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Le levabag - Évaluation globale - Mesurer la fertilité du sol
Le levabag - Avantages et incovénients - Mesurer la fertilité du sol


2. Mesure de la biomasse du sol


Après avoir vu les différentes méthodes et tests pour mesurer l’activité biologique du sol, voyons maintenant comment mesurer la quantité de biomasse qu’il renferme. Là encore, plusieurs méthodes existent.


a. L'analyse biologique du sol

L’analyse biologique est le meilleur moyen pour mesurer les deux indicateurs pertinents retenus dans le projet Microbioterre comme explicité plus haut, à savoir : la mesure du carbone microbien et celle de l’ARN 18 S, spécifique aux populations de champignons.

À noter qu’il est également possible d’évaluer la quantité d’ARN 16S pour estimer la population de bactéries.

La quantification du carbone microbien permet d’évaluer la quantité de carbone contenu dans les bactéries, les champignons et les protozoaires du sol.


Les tableaux suivants présentent l'évaluation de l'analyse biologique du sol en matière de faisabilité, ainsi que ces avantages et ses inconvénients :


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L'analyse biologique du sol - Évaluation globale - Mesurer la fertilité du sol
L'analyse biologique du sol - Avantages et incovénients - Mesurer la fertilité du sol


b. Le comptage direct des vers de terre et des nématodes

Les vers de terre sont de grand artisans de la fertilité du sol tant leurs rôles sont nombreux : bioturbation, mélange des phases minérale et organiques du sol, une influence certaine dans le cycle de transformation de l’azote et du carbone,…


Il existe 3 grandes catégories de vers de terre : les épigés, les endogés et les anéciques (avec deux sous-catégories : les anéciques stricts et les épi-anéciques).


Une clé de détermination complète est accessible en cliquant ici.

Il existe plusieurs protocoles de détermination et de comptage des vers de terre. Le protocole dit « tri manuel » est disponible ici. La vidéo ci-contre montre comment procéder.



De leur côté, les nématodes sont aussi des organismes importants de la vie du sol tant elles interviennent à plusieurs niveaux de la chaîne trophique (nématodes phytophages, bactérivores, fongivores, prédateurs). La méthode la plus efficace pour une quantification précise reste l’analyse biologique du sol.


Les tableaux ci-contre font le point sur les avantages et les inconvénients du comptage des vers de terre, d'une part, la faisabilité globale de la méthode, d'autre part :


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Le comptage des vers de terre - Évaluation globale - Mesurer la fertilité du sol
Le comptage des vers de terre - Avantages et incovénients - Mesurer la fertilité du sol


c. La planche à invertébrés

La planche à invertébrés permet d’évaluer les populations d’organismes tels que les carabes, les staphylins, les araignées,…

Le protocole est disponible en cliquant ici.

La vidéo suivante montre comment procéder pas à pas.




Les deux infographies suivantes font le bilan de cette méthode de comptage :


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La planche à invertébrés - Évaluation globale - Mesurer la fertilité du sol
La planche à invertébrés - Avantages et incovénients - Mesurer la fertilité du sol


d. Le pot Barber

La technique du pot Barber consiste à compter les populations d’invertébrés (notamment carabes) au moyen d’un pot placé dans un trou effectué dans le sol.

La vidéo suivante explique comment mettre en place la méthode étape par étape.



Les deux tableaux ci-après présentent une synthèse sur la faisabilité de la méthode d'identification et de comptage du pot Barber :


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Le pot Barber - Évaluation globale - Mesurer la fertilité du sol
Le pot Barber - Avantages et incovénients - Mesurer la fertilité du sol


3. Fertilité biologique du sol : synthèse des indicateurs et de leur(s) méthode(s) de détermination


L'infographie ci-contre fait la synthèse entre les indicateurs de la fertilité biologique du sol et leur(s) méthode(s) de détermination respective(s). C'est un mix de méthode de détermination au champ et en laboratoire.