Causes et effets de l’érosion des sols et du ruissellement rapide de l’eau

Comprendre les principes et signes pratiques importants de la dégradation et de l’érosion des sols par Torsten Mandal, agronome

Causes de l’érosion du sol. Un sol nu et meuble peut facilement être érodé par le vent ou l’eau – en particulier s’il est riche en limon – la taille de la texture entre le sable et l’argile – et pauvre en matière organique, et s’il est fréquemment pulvérisé par certaines formes de hersage ou autres travaux du sol.

La conservation des sols et de l’eau peut améliorer la fertilité des sols et la gestion de l’eau.

La conservation des sols et de l’eau est essentielle pour une agriculture durable, résiliente, rentable et productive. De nombreux avantages liés à la fertilité des sols mettent du temps à être obtenus. La conservation des sols peut également contribuer rapidement à la gestion de l’eau. Les agriculteurs sont souvent plus intéressés par les problèmes urgents de sécheresse et d’inondations liés à l’érosion et ne donnent pas la priorité à des conseils spécifiques. En général, le sujet est négligé ou mal compris – et l’inaction et les mauvaises actions l’aggravent. De nombreuses solutions peuvent être adaptées et servir de nombreux objectifs si l’agriculteur et ses conseillers (agronomes) comprennent bien les principes pertinents.

Lorsque les pluies commencent, la plupart de l’eau pénètre dans le sol au cours des 5 premières minutes environ. Pourtant, beaucoup de gens ne restent pas dans le champ et ne voient pas la partie importante de l’érosion. Celle-ci commence soudainement lorsque les pores du sol sont remplis d’eau et de particules si le sol est frappé directement par des gouttes de pluie énergiques. L’érosion et le ruissellement s’accélèrent alors soudainement. La prévention rentable a tendance à recevoir peu d’attention de la part des décideurs dans les villes. L’attention ici peut exiger que les dunes causent des dommages ou que les zones en aval, les barrages hydroélectriques, les canaux et les villes soient endommagés par les sédiments, les pesticides et les nutriments. L’arrêt de l’érosion éolienne ou hydrique (enlèvement du sol) est au centre de l’attention au sens strict dans ce chapitre. Cela peut nécessiter la conservation du sol et de l’eau dans le but plus large de prévenir ou d’inverser la dégradation de la fertilité du sol sous forme d’érosion directe, de matière organique, de structure du sol, d’épuisement des nutriments et/ou d’accumulation de sel. Ce sujet sera abordé brièvement ici et plus en détail dans les sections suivantes.

Figure 1. De gauche à droite. Processus et signes de l’érosion hydrique. Les gouttes de pluie abîment les agrégats du sol (miettes et mottes) et la structure du sol en scellant la surface du sol et en provoquant des éclaboussures et une érosion en nappe après quelques minutes de pluie intense, en particulier dans les sols limoneux pauvres en matière organique. Le sol est enlevé là où il n’est pas protégé par des pierres, de la litière ou des plantes près de la surface. Il peut former des rigoles qui se rejoignent en ravines de plus de 20 cm de profondeur environ, avec des chutes d’eau sapantes à leur tête. Les particules les plus grossières (sable) d’abord, le limon et enfin l’argile lorsque la vitesse d’écoulement diminue.

L’érosion élimine d’abord la partie la plus fertile du sol – la couche arable. De plus, la distribution de l’eau et des nutriments devient mauvaise à l’intérieur ou à l’extérieur du champ. Voir la figure 1 ci-dessus. Une érosion importante peut soudainement se produire dans davantage d’endroits avec des pluies et des vents de plus en plus extrêmes. Il peut même s’agir de champs présentant des pentes modestes ou des vitesses de vent faibles. Un vent modéré peut faire rouler ou sauter des particules près de la surface, et le vent fort les transporte haut et loin. Le sable peut rayer la couche de cire des feuilles et accroître encore la perte d’eau due au vent desséchant. Les gouttes de pluie éclaboussent le sol plus longtemps en aval qu’en amont, ferment les pores du sol et l’érosion est beaucoup plus rapide. L’érosion en nappe a lieu même avant que des écoulements plus énergiques ne forment l’érosion en ruisseau.

La formation d’un nouveau sol est très longue. Certains sols n’ont qu’une couche arable peu profonde et des roches très infertiles en dessous. Par conséquent, on considère souvent que seule une perte de sol de 10 tonnes/hectare par an est tolérable (100 m x 100 m = 1 ha). Cela correspond à un kg par mètre carré.

Identifier et comprendre les types d’érosion.

Les premiers signes d’érosion sont l’enlèvement du sol meuble non protégé (en plus des pierres, des plantes ou des résidus) et son dépôt (sédimentation) là où le mouvement du sol est ralenti ou arrêté. Voir la figure ci-dessus. La fraction de sol poussiéreuse située entre le sable et l’argile typiques est la plus érodable, mais elle est la plus riche en éléments nutritifs et la meilleure pour retenir l’eau disponible pour les plantes. Cette fraction pulvérulente est appelée limon, sable fin ou argile grossière, et les classifications entre ces éléments varient selon les pays. Les plus grosses particules ont besoin de la plus grande vitesse pour se déplacer, c’est pourquoi les matériaux déposés seront triés selon leur texture (taille des particules). Voir la figure ci-dessus sur le côté droit. L’argile et la matière organique se tiennent davantage ensemble, mais même l’argile peut être dispersée lorsqu’elle est humide. La façon dont les particules s’agglutinent en agrégats détermine la structure du sol.

Un test simple de la composition de la texture du sol est basé sur le fait que les plus grosses particules coulent en premier malgré leur densité similaire. Des mottes d’argile typiques peuvent être dispersées dans l’eau, par exemple pendant 30 minutes, puis en remuant bien le sol dans des verres transparents avec beaucoup plus d’eau que de terre, on verra apparaître du sable au fond, du limon au-dessus, de l’argile encore plus haut et une partie de la matière organique au sommet. Dans les sols tropicaux rouges et jaunes, les particules d' »argile » peuvent se coller si fort les unes aux autres qu’elles peuvent être classées comme « sable » ou « limon », et les laboratoires pédologiques ajouteront un produit chimique pour les disperser davantage que dans l’eau pure. Par conséquent, les temps de trempage et d’agitation sont importants.

Cette méthode peut également être utilisée pour comprendre la variation de la fertilité du sol dans de nombreux champs. . Cela s’explique par le fait que les plus grosses particules se déposeront en premier (alors que leurs densités sont similaires). Les particules d’argile tropicale se collent souvent si fort les unes aux autres qu’elles sont pratiquement du sable ou du limon, de sorte que le trempage et le brassage (ou l’ajout de sel, par exemple) peuvent faire la différence pour le test. Les parties les plus infertiles d’un champ ont souvent été les plus érodées (sauf si la rétention d’une trop grande quantité d’eau est la cause du problème).

Plus tard, l’érosion éolienne peut former de petites ou de grandes dunes. Les dunes peuvent se déplacer si elles et le paysage ne sont pas protégés par une végétation suffisante pour réduire la vitesse du vent et accumuler de la matière organique. Elle se produit généralement dans les zones venteuses, sans fortes précipitations et avec un sol limoneux ou de sable fin.

L’érosion par l’eau peut évoluer de l’érosion en nappe à l’érosion en rigoles, où la vitesse de l’eau (énergie cinétique) et l’érosion sont beaucoup plus rapides. Si les rigoles sont trop grandes pour être recouvertes par un travail du sol normal, elles forment une érosion en ravin. Les ravines sans végétation peuvent s’accélérer rapidement sur les côtés, le fond et la chute d’eau, sapant la tête de la ravine.

L’érosion des rivières et des côtes est également possible, et le ruissellement rapide des champs peut accroître l’érosion des rivières. Les sédiments peuvent causer de nombreux problèmes dans les canaux, les barrages, les rivières, les lacs, les côtes, etc. En particulier si les sédiments sont riches en nutriments, ce qui limite la croissance des algues (généralement de l’azote ou du phosphore), ou s’ils contiennent des niveaux élevés de pesticides.

Les glissements de terrain peuvent se produire soudainement après de fortes pluies, la fonte des neiges ou des tempêtes sur des pentes où se trouvent de grands et lourds arbres exposés au vent, non abrités à l’intérieur d’une forêt. Ils peuvent se produire sur des pentes raides. Il peut également se produire sur certains sols anciens (par exemple, les luvisols ou les alfisols) avec des pentes de quelques pour cent seulement, comme 2-5%, où l’argile a été emportée dans le sol, formant un pan d’argile. Cette couche de sous-sol peut facilement être compactée par la circulation des tracteurs lorsqu’elle est trop humide. Les racines et les pluies ne peuvent alors pas bien pénétrer, et toute la couche arable peut soudainement glisser le long de la pente. Les petits segments pour retenir l’eau ne suffisent pas. Les fossés profonds et continus creusés pour la conservation du sol en travers de la pente peuvent également provoquer des glissements de terrain.

La dégradation des sols peut progressivement rendre le sol plus exposé à l’érosion par le vent ou le ruissellement de l’eau et provoquer d’autres types de dégradation des sols. Cela peut se produire dans le cadre d’une agriculture et d’une utilisation des terres « intensives » et « extensives ».

Les références

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