Le saviez-vous ? Le lessivage des sols

Définition

Le lessivage est un phénomène naturel et inévitable qui correspond au transport des éléments du sol par les eaux de pluie ou d’arrosage, de la surface vers la profondeur. Plus précisément, le terme lessivage désigne la migration des particules minérales solides, comme les argiles et les limons. Le terme lixiviation, quant à lui, désigne la migration des substances dissoutes (ions essentiellement).

Lorsqu’ils deviennent trop importants, lessivage et lixiviation ont deux conséquences :

  • Appauvrissement et dégradation des sols conduisant à une baisse de leur fertilité
  • Pollution des cours d’eau et risque d’engorgement par des apports sédimentaires

 

Quels sont les principaux constituants du sol, touchés par ce phénomène et dans quelles proportions ?

  • L’azote (NO3) : un anion très sensible

C’est la forme nitrate NO3 de l’azote qui est soumise à la lixiviation, lorsque les ions nitrates, très mobiles, sont entraînés au-delà de la zone racinaire, lors d’épisodes pluvieux intenses par exemple. Plus les pluies drainantes sont importantes, plus la fuite de nitrates vers les profondeurs du sol est forte. Mais dans les faits, quelles que soient les formes d’azote apportées, organiques ou minérales, cet élément est naturellement soumis à des fuites et à des pertes. L’essentiel de l’azote épandu au printemps est absorbé par les plantes pendant la période de croissance. Après récolte, la biomasse microbienne continue à minéraliser l’azote organique du sol et à produire de l’azote minéral, formant les reliquats en entrée d’hiver. Sans cultures implantées pour les absorber, ces reliquats d’azote seront lixiviés.  Ces pertes induisent un risque de pollution des eaux (eutrophisation) et sont autant d’azote disponible en moins pour les prochaines cultures.

Les risques de lixiviation des nitrates augmentent avec :

  • Une forte quantité d’azote résiduel dans le sol après la récolte ;
  • Un sol superficiel à faible réserve utile ;
  • Une forte pluviométrie ;
  • Une inter-culture longue où le sol est laissé nu.
  • Le soufre (SO42-) : un anion très sensible

Les racines absorbent le soufre sous forme d’ion sulfate SO42-. Cette forme est très mobile et facilement lixiviée dans le sol, tout comme les nitrates. En revanche, contrairement aux nitrates ou aux phosphates, la lixiviation des ions sulfates ne présente aucun risque pour l’environnement.

  • Le phosphore (PO43−) : un anion peu sensible

La lixiviation du phosphore concerne essentiellement les ions phosphates PO43−mais est marginal, sauf dans le cas particulier des sols sableux pauvres en matières organiques. Dans le sol, le phosphore est en forte interaction avec la phase solide et forme avec le calcium, le fer, le manganèse ou l’aluminium divers composés minéraux secondaires stables et peu mobiles. D’autre part, le phosphore peut aussi être immobilisé par l’activité biologique des sols. C’est pour ces raisons qu’il est peu sensible à ce phénomène.

  • Le calcium (Ca2+) : un cation sensible

La lixiviation est la cause principale de la baisse du taux de calcium du sol, elle affecte tous les types de sol. Les ions Ca2+, qu’ils proviennent de la roche mère ou du complexe argilo-humique, sont lixiviés dès lors qu’ils se retrouvent dans la solution du sol. Cela peut entrainer une chute de pH si le sol ne contient pas suffisamment de réserves calcaires ou magnésiennes. A terme, cette fuite du calcium peut engendrer une acidification du sol.

  • Le magnésium (Mg2+): un cation assez sensible

La lixiviation du magnésium est très variable suivant la nature du sol et la quantité de magnésium biodisponible. Néanmoins le magnésium apparait comme un élément sensible à ce phénomène, d’autant plus que le sol est sableux. Il est assez mobile et se comporte globalement comme le calcium.

  • Le potassium (K+) : un cation peu sensible

C’est un élément assez mobile mais qui est retenu par l’humus ou les argiles du sol. Le potassium contenu dans les argiles ne sera libéré que très lentement. La lixiviation de K+ est donc très limitée. Elle est surtout importante en sols sableux, pauvres en matières organiques et dont la capacite d’échange cationique est faible (CEC).

  • Zoom sur le lessivage des éléments solides du sol : exemple des argiles et de la matière organique

Dans certains cas, lorsque les propriétés physiques, chimiques et biologiques du sol sont détériorées, on peut observer le lessivage des particules solides du sol (limons, argiles, matières organiques, etc.). Ces constituants du sol vont alors migrer dans les horizons inférieurs du sol et former des horizons d’accumulation. Prenons un exemple concret : en l’absence de Ca2+, dans certains sols acides, les argiles et la matière organique, qui sont des particules négatives, ne sont plus liées entre elles dans le complexe argilo-humique.

On dit alors qu’elles sont dispersées. La structure grumeleuse originelle, qui retenait les argiles et la matière organique, est détruite. Les particules solides sont alors entrainées en profondeur. Ce danger de lessivage est évidemment d’autant plus accentué que la roche mère est filtrante (sables, argiles à silex caillouteuses, etc.). C’est le cas dans les sols de type podzols, comme illustré ci-contre avec cette photo prise dans les Landes.

Si certaines pratiques agricoles peuvent favoriser le lessivage et la lixiviation, d’autres au contraire permettent de lutter contre ces phénomènes. Voyons lesquelles :

Favoriser la stabilité structurale du sol

  • Favoriser la production d’humus pour stabiliser le complexe argilo humique en stimulant l’activité des champignons du sol.
  • Favoriser l’activité microbienne du sol, qui produit naturellement une colle permettant d’agréger entre elles les particules fines du sol.
  • Fournir des bases telles que Ca2+, et Mg2+qui vont assurer la stabilité structurale et équilibrer le pH du sol.

Favoriser la rétention des éléments

  • Optimiser la capacite d’échange cationique du sol et sa capacité de rétention en eau grâce à l’apport de matières organiques.
  • Favoriser le bon enracinement des cultures afin d’intercepter efficacement les éléments nutritifs.
  • Fractionner, raisonner, optimiser les apports d’engrais minéraux pour ajuster la quantité disponible aux besoins des cultures.
  • Eviter ou raisonner les apports de matières organiques et d’engrais pendant l’hiver ;
  • Implanter des couverts végétaux dans les périodes pluvieuses, tels que les CIPAN.

 

Pour conclure, toutes les pratiques favorisant la bonne tenue des propriétés physiques, chimiques et biologiques des sols, contribuent à limiter les phénomènes de lessivage et de lixiviation, pour préserver leur fertilité.