✅ Corrigé détaillé — Exercice 4
1) Identification des horizons :
• Horizon A (0-5 cm, 85 % de matière organique) → correspond à l’horizon organique : c’est la litière, riche en biomasse morte fraîche (feuilles mortes, débris végétaux).
• Horizon B (5-30 cm, 20 % de matière organique + 80 % de matière minérale) → correspond à l’horizon organo-minéral : mélange d’humus et de particules minérales, c’est la partie cultivable et fertile du sol.
• Horizon C (30-60 cm, 3 % de matière organique) → correspond à l’horizon minéral : essentiellement des particules minérales issues de l’altération de la roche-mère, très peu de matière organique.
2) La teneur en matière organique diminue avec la profondeur car :
• La matière organique (litière) est produite en surface par les végétaux (feuilles mortes, débris végétaux).
• Elle est progressivement dégradée et minéralisée par les décomposeurs au fur et à mesure qu’elle s’enfonce dans le sol.
• Les horizons profonds ne reçoivent que peu de matière organique, qui a déjà été en grande partie décomposée dans les horizons supérieurs.
• L’horizon minéral profond est ainsi presque exclusivement composé de particules minérales issues de l’altération de la roche-mère.
3) La concentration en bactéries est la plus élevée dans l’horizon B (organo-minéral) avec 2 × 10⁸ bactéries/g de sol. Explication : l’horizon B est le plus favorable à l’activité bactérienne car il combine :
• Une disponibilité en matière organique à décomposer (20 % de matière organique, humus semi-décomposé).
• Une présence de matière minérale (éléments nutritifs pour les bactéries).
• Des conditions physico-chimiques optimales (humidité, aération intermédiaire).
L’horizon A est riche en matière organique fraîche mais peu adaptée aux bactéries (trop peu décomposée) ; l’horizon C est trop pauvre en matière organique pour nourrir de nombreuses bactéries.
4) Les nutriments minéraux de l’horizon B proviennent du recyclage de la matière organique de l’horizon A, selon le processus suivant :
1. La litière de l’horizon A (feuilles mortes, débris) est fragmentée mécaniquement par les animaux du sol (collemboles, lombrics…).
2. Ces fragments sont décomposés et minéralisés par les bactéries et les champignons, qui libèrent des molécules minérales (NO₃⁻, NH₄⁺, H₂O, CO₂, phosphates…).
3. L’eau s’infiltrant dans le sol entraîne ces molécules minérales vers l’horizon B, où elles se concentrent.
4. Les racines des végétaux absorbent ces nutriments dans l’horizon B pour assurer leur croissance.
5) Conséquences du labour profond :
a) Disponibilité en nutriments minéraux : à court terme, la remontée de l’horizon C (très pauvre en matière organique) en surface prive les plantes de l’horizon organo-minéral fertile (horizon B) qui contenait les nutriments. La disponibilité en nutriments minéraux diminue fortement pour les végétaux.
b) Activité des décomposeurs : l’horizon A riche en matière organique, placé en profondeur, se retrouve dans des conditions moins favorables (moins d’oxygène en profondeur, humidité différente). Les décomposeurs de cet horizon sont perturbés. De plus, les bactéries de l’horizon B (les plus nombreuses) se retrouvent mélangées à de la matière minérale pauvre → leur activité de décomposition est réduite.
c) Fertilité du sol à long terme : la perturbation du cycle de la matière (décomposeurs moins actifs, nutriments moins disponibles) entraîne une baisse de la fertilité du sol. L’écosystème du sol met de nombreuses années à se reconstituer après un tel bouleversement de sa structure.
6) Le sol est un écosystème à part entière car il réunit tous les éléments caractéristiques d’un écosystème :
• Composition : le sol comprend un biotope (matière minérale, eau, air, conditions physico-chimiques) et une biocénose (êtres vivants qui l’habitent).
• Êtres vivants diversifiés : le sol abrite des producteurs (racines de plantes), des consommateurs (animaux du sol : collemboles, acariens, lombrics) et des décomposeurs (bactéries et champignons) — tous les niveaux trophiques sont représentés.
• Interactions : les êtres vivants du sol sont reliés par des réseaux trophiques (chaînes alimentaires), des relations de décomposition et des interactions avec le milieu physique (absorption d’eau et de minéraux, aération du sol par les galeries de lombrics).
• Cycle de la matière : le sol assure un cycle complet de la matière, de la production de biomasse par les végétaux à sa décomposition en matière minérale par les décomposeurs, qui permet à nouveau la croissance végétale. Ce cycle fermé est la marque d’un écosystème fonctionnel et autonome.