Propriétés physiques
Structure du sol
Le regroupement des composants de structure des sols (sable, limon et argile) forme des agrégats et l'association de ces agrégats en plus grandes unités induit la structure du sol. La structure du sol affecte l'aération, le mouvement de l'eau, la conduction de la chaleur, la croissance des racines des plantes et la résistance à l'érosion. L'eau a l’effet le plus important sur la structure du sol du fait de la solubilisation et de la précipitation des minéraux et ses effets sur la croissance des plantes.
Profondeur du sol
La définition première du profil de sol (ou solum) était la couche arable (horizon 'A') + le sous-sol (horizons 'E' et 'B'), alors que l’horizon «C» était défini comme des strates ayant peu de preuves de pédogenèse. La profondeur du sol "efficace" était alors considérée comme l'épaisseur du solum. Cependant, les racines et l'activité biologique se trouvent souvent dans l'horizon C et la profondeur du sol devrait donc inclure cette couche. Dans la pratique, les prospections pédologiques utilisent des limites de profondeur arbitraires (par exemple 200 cm) pour les études de sols.
Caractéristiques de l’eau dans le sol
Eau du sol disponible
Quand un champ est inondé, l'air est déplacé par l'eau. L’eau du sol s’écoule du fait de la gravité jusqu'à ce que le sol atteigne ce qu'on appelle la capacité au champ (Field Capacity = FC) : les pores les plus petits sont remplis d'eau et les plus grands contiennent de l'eau et de l'air. La capacité au champ correspond à une dépression équivalente à 1/3 de bar. Les plantes doivent produire une aspiration de plus en plus élevée pour absorber l'eau, jusqu'à 15 bars. Quand la dépression de 15 bars est atteinte, la quantité d'eau restant dans le sol est appelée point de flétrissement (PF). A ce niveau de dépression, la plante ne peut plus subvenir à ses besoins en eau, du fait que l'eau sort toujours de la plante par transpiration ; la plante perd sa turgescence et se fane. La quantité d'eau restant dans un sol drainé à la capacité au champ et la quantité qui est disponible sont principalement fonctions de la texture du sol. L'humidité disponible dans le sol peut être déterminée en laboratoire comme le montre les courbes de rétention d'eau dans le sol.
Texture du sol
Les éléments minéraux du sol (sable, limon et argile) déterminent la texture d'un sol. La texture influe sur le comportement d’un sol, en particulier sa capacité de rétention des éléments nutritifs et de l'eau.
Les constituants du sol de plus de 2,0 mm sont considérés comme des roches et des graviers et peuvent être inclus dans la classe texturale.
Par exemple, un limon sableux avec 20% de gravier serait appelé un limon sableux graveleux. Lorsque les composants organiques d'un sol sont importants, le sol est appelé sol organique plutôt que sol minéral.
Couleur
De façon générale, la couleur du sol est déterminée par le contenu en matière organique, les conditions de drainage et le degré d'oxydation. La couleur du sol, tout en restant facilement observable, a peu d'utilité pour la prévision des caractéristiques du sol. La couleur est utilisée pour distinguer les limites des horizons dans un profil de sol, pour déterminer l'origine du matériau de base d'un sol, comme indication des conditions d'humidité et d’engorgement, et en tant que moyen qualitatif de mesure du contenu en matière organique, en sel et en carbonate des sols.
Consistance
La consistance est la capacité du sol à rester cohérent et résister à la fragmentation. Cette mesure est utilisée pour prévoir les problèmes de mise en culture et d'ingénierie des fondations. La consistance est mesurée à trois niveaux d'humidité: sol séché à l'air, humide et mouillé. Des mesures plus précises de la résistance du sol sont nécessaires avant la construction.
Porosité
L'espace poral est la partie du volume apparent qui n'est occupée ni par les matières minérales ni par les organiques : cet espace ouvert est occupé par de l'air ou de l'eau. Idéalement, l'espace poral total devrait être de 50% du volume du sol. L'espace aéré est nécessaire pour fournir de l'oxygène pour les organismes décomposant la matière organique, l'humus et les racines des plantes. L’espace poral permet également le mouvement et le stockage de l'eau et des nutriments dissous.
Densité
La densité est le poids par unité de volume d'un objet. La densité particulaire est la densité des particules minérales qui composent un sol, c'est à dire, qu'elle exclut l’espace poral et la matière organique. La densité particulaire est d'environ 2,65 g/cm3. Une densité apparente élevée indique soit le compactage du sol soit une forte teneur en sable. Une densité apparente plus faible en soi ne signifie pas nécessairement une meilleure aptitude à la croissance des plantes.
Flux d’eau
L'eau se déplace à travers le sol du fait de la gravité, de l'osmose et de la capillarité. De zéro à un tiers de bar, l'eau se déplace à travers le sol en raison de la gravité, c’est ce qu'on appelle le flux saturé. Avec des succions plus élevées, le mouvement de l'eau est appelé flux non saturé. Les débits d'eau peuvent être mesurés sur le terrain (conductivité hydraulique). Des informations importantes sur les flux d'eau dans le sol peuvent être obtenues à partir de la description du champ, de la classe de drainage et des fonctions associées (propriétés gleyiques et stagniques).