Sols, science des

La science des sols traite du sol en tant que RESSOURCE naturelle. Elle étudie la formation, la classification et la cartographie des sols, ainsi que les propriétés physiques, chimiques et biologiques et la fertilité des sols en tant que telles et en rapport avec leur gestion pour la production de CULTURES. Cette définition, adoptée par la Société canadienne de la science du sol, est quelque peu démodée. La science des sols s'est élargie pour englober l'étude des ressources des sols relativement à l'écologie, la FORESTERIE, la GÉOLOGIE du Quaternaire, l'HYDROLOGIE, la gestion des bassins versants, l'INGÉNIERIE, l'ARCHÉOLOGIE, la GESTION DES RESSOURCES renouvelables et la planification de l'utilisation des sols. La pédologie, ou science des processus de formation et de modification du sol dans le temps et l'espace, a des applications qui s'étendent jusqu'à l'histoire du quaternaire, la restauration du sol, les PLUIES ACIDES, le changement planétaire et le développement durable. La biométéorologie et la TÉLÉDÉTECTION sont très étroitement liées à la science des sols.

La science étudie le sol depuis environ deux siècles. Les principaux concepts ont été élaborés durant les 100 dernières années, à la suite des travaux de V.V. Dokuchaiev et d'autres en Russie. Ces scientifiques ont démontré que les sols sont des corps naturels qui se développent en fonction de facteurs environnementaux. Deux concepts importants ont surgi : la pédologie considère le sol comme un corps naturel, et insiste moins sur son utilisation immédiate; et l'édaphologie étudie le sol du point de vue des cultures de plantes. Les pédologues étudient et classent les sols comme ils sont dans l'environnement naturel; les édaphologues étudient les propriétés du sol en fonction de la production de nourriture et de fibre.

Historique

Au Canada, le sol fait l'objet d'études systématiques depuis environ 100 ans. Le premier ouvrage, écrit par le chimiste du gouvernement fédéral, F.T. Shutt, et publié en 1893, provient du Service des fermes expérimentales du ministère fédéral de l'Agriculture. Pendant cette première période, les travaux sur les sols débutent à l'Ontario Agricultural College (département de la chimie agricole; voir UNIVERSITÉ DE GUELPH) et au Macdonald College de l'U. McGill (département de physique agricole). A.J. Galbraith de l'Ontario Agricultural College débute la prospection des sols en 1914. En 1920, F.A. Wyatt suit son exemple en Alberta; R. Hansen en fait autant en Saskatchewan en 1921. La prospection des sols fait ensuite son apparition en Colombie-Britannique en 1931; au Québec et en Nouvelle-Écosse, en 1934; au Nouveau-Brunswick, en 1938; à l'Île-du-Prince-Édouard, en 1943; dans les Territoires du Nord-Ouest, en 1944; et à Terre-Neuve, en 1949, après l'entrée de la province dans la Confédération. Les premiers relevés cartographiques, financés par les gouvernements provinciaux, sont effectués à travers des programmes coopératifs entre les ministères fédéral et provinciaux de l'Agriculture et les universités.

De nombreux individus participent à l'essor de la science des sols au Canada, mais ses fondateurs sont les professeurs titulaires F.A. Wyatt, de l'Alberta, A.H. Joel et R. Hansen, de la Saskatchewan, J.H. Ellis, du Manitoba, et G.N. Ruhnke, de l'Ontario. E.S. Archibald, directeur du Service des fermes expérimentales du gouvernement fédéral, joue un important rôle dans le renouveau de la prospection des sols dans les années 30.

Formation

La formation professionnelle en science des sols est offerte par les grandes universités du Canada. La Saskatchewan, le Manitoba et le Québec (Laval) ont des départements de science des sols. D'autres universités offrent des programmes en science des sols dans les départements de GÉOGRAPHIE ou des départements de ressources renouvelables ou de sciences de la Terre récemment formés.

La plupart des universités qui offrent des programmes de science des sols décernent le baccalauréat, la maîtrise et le doctorat. Bien que la désignation de la spécialisation varie légèrement, quelques champs d'étude principaux comprennent la BIOLOGIE, la chimie, la physique et la fertilité des sols; la classification, la genèse, la minéralogie et la conservation des sols; la contamination et la décontamination des sols; la classification des sols; et les sols des FORÊTS. La spécialisation n'est souvent offerte qu'après la maîtrise. Les étudiants doivent recevoir une formation en biologie, en chimie, en mathématiques et en physique et doivent aussi étudier l'agronomie, la botanique, l'informatique, l'écologie, l'économie, l'anglais, la géologie, la géomorphologie, l'hydrologie, l'aménagement du territoire, la météorologie, la microbiologie, la minéralogie, la photogrammétrie, la télédétection, la gestion des ressources, etc. Une formation en science des sols est utile aux botanistes, aux phytologues, aux ingénieurs civils, aux ingénieurs agronomes, aux spécialistes environnementaux, aux spécialistes en restauration des terres et des sols et aux spécialistes du Quaternaire.

Recherche

Le gouvernement fédéral a une longue expérience en recherche sur les ressources du sol et sur leur utilisation, particulièrement AGRICULTURE ET AGRO-ALIMENTAIRE CANADA, Environnement Canada, le CONSEIL NATIONAL DE RECHERCHES et Ressources naturelles Canada. Les universités font de plus en plus de recherche fondamentale sur les sols. La recherche appliquée est effectuée par le secteur privé, souvent en collaborations avec les gouvernements, les universités et le secteur privé. Ces programmes sont de plus en plus fréquents et efficaces. Les principaux sujets de préoccupation mènent à des travaux dans les domaines de la foresterie (sylviculture, stabilité des sols), l'EXPLOITATION MINIÈRE et les ressources PÉTROLIÈRES (régénération) et les sites industriels (contamination et remise en état des sols), et l'écologie du paysage. Les changements climatiques, les dynamiques du carbone et la gestion de l'eau sont des domaines où le besoin de recherche se fait sentir. Les recherches effectuées au Canada sont reconnues mondialement et ont des applications globales.

Par ses recherches sur la décomposition des matières organiques, le Department of Soil Science de l'U. de la Colombie-Britannique a introduit la microbiologie des sols au pays. Le Department of Soil Science de l'U. de l'Alberta a effectué des recherches novatrices sur la gestion et la genèse des sols boisés gris (luvisols gris). L'U. de la Saskatchewan est l'une des premières à se servir d'isotopes radioactifs relativement à la fertilité et au phosphore des sols. L'U. de Guelph, quant à elle, est un pionnier de l'étude des effets de l'application des boues d'épuration au sol. Le Macdonald College effectue de la recherche fondamentale sur les propriétés des sols par rapport à leur comportement physique (p. ex. corrélation entre la résistance au cisaillement et les propriétés électrochimiques des argiles et les forces en jeu dans le gonflement de l'argile). Enfin, l'U. Laval et l'U. de Toronto ont ouvert le pas dans la recherche sur les sols de forêt. Les chercheurs d'Agriculture Canada jouent un rôle de premier plan dans la compréhension des mécanismes de régénération et de gestion des sols de type solonetz, et étudient la matière organique du sol, ses propriétés, ses caractéristiques et ses fonctions dans le système édaphique. Les chercheurs du Québec sont à l'avant-garde de l'étude du drainage agricole axé sur l'agriculture intensive. Les pédologues de la région de l'Atlantique mettent au point des techniques de gestion pour l'importante industrie de la pomme de terre. Le Comité canadien de pédologie, composé de scientifiques fédéraux et provinciaux et de professeurs titulaires d'université, élabore un système de classification des sols et des méthodes uniques pour mettre sur pied des banques de données sur les sols et sur l'étude des sols.

Les organismes qui effectuent de la recherche sur les sols établissent des procédures d'essai pour améliorer la croissance végétale des sols canadiens. Cette recherche est sans fin, car de nouvelles variétés de plantes cultivées, ayant des exigences différentes, sont constamment mises au point ou sont introduites au Canadas, et les pratiques de gestions évoluent sans cesse. Les efforts de recherche se concentrent sur l'ÉROSION, la salinité et la conservation des sols et recourent à la télédétection et à des techniques assistées par ordinateur en laboratoire et sur le terrain, à des systèmes d'information assistés par ordinateur et à des images graphiques et cartographiques automatiques.

Applications

Les recherches sur le sol se sont historiquement concentrées sur l'agriculture, surtout afin d'améliorer le rendement des cultures. Beaucoup de recherches ont ainsi étudié les nutriments et les oligo-éléments essentiels à la croissance des plantes. La connaissance des propriétés des sols permet d'élaborer des projets d'irrigation et de drainage, de promouvoir le bon usage des engrais et des PESTICIDES et d'expliquer l'effet de la gestion des sols sur les ressources. Les relevés cartographiques des sols qu'on possède pour la majeure partie du pays permettent aux spécialistes de la planification de choisir, en fonction des possibilités des sols, entre l'agriculture, la foresterie, les loisirs et la faune sauvage. Les ingénieurs civils commencent à utiliser les relevés cartographiques de sol pour la construction des routes. Des spécialistes de la planification et d'autres ingénieurs se servent des informations sur le sol pour choisir l'emplacement des champs d'épandage des fosses septiques, de l'épandage des effluents par irrigation, des lotissements urbains et des corridors réservés aux PIPELINES et au TRANSPORT, et pour réguler et prévoir l'approvisionnement en eau. Les principes de la science des sols sont de plus en plus appliqués dans le cas de sites contaminés, par des produits PÉTROCHIMIQUES et par des métaux lourds en particulier. Les systèmes de renseignement géographique (GIS) établissent des liens entre l'affectation des sols, les ressources en eau et la gestion des terres et les changements climatiques, ce qui permet aux décideurs d'agir efficacement.

Les aménagistes ont recours à la science des sols pour élaborer les plans des municipalités et des comtés. Les évaluateurs fonciers doivent connaître la productivité des sols pour évaluer avec justesse leur valeur. Les propriétés et la genèse du sol sont importantes pour bien comprendre l'écologie terrestre et l'écoulement des eaux souterraines. La connaissance de la genèse du sol aide à mieux comprendre les phénomènes qui ont eu lieu au Quaternaire, et les sols constituent un registre de faits qui sont précieux pour l'archéologie. Les gestionnaires des grands pâturages libres doivent tenir compte du potentiel de production du sol pour éviter que la détérioration des pâturages ne s'accélère. Les organismes qui s'occupent de régénération du sol (p. ex. les entreprises d'explorations minière et pétrolière) recourent aux principes de la science des sols. Les pédologues sont employés par les universités, les gouvernements fédéral et provinciaux, les sociétés d'experts-conseils, les entreprises forestières, les sociétés minières et pétrolières, les banques, les sociétés immobilières et les fermes constituées en société.

Sociétés et institutions

La Société canadienne de la science du sol (SCSS) est reconnue au Canada pour être celle qui fait la promotion de la science des sols. Fondée en 1955, elle est issue d'une organisation antérieure, le Soils Group, créé en 1932 et étroitement affiliée à la Société canadienne des technologistes agricoles. Aujourd'hui, la société compte plus de 500 membres. La SCSS est affiliée à l'Institut agricole du Canada, au Conseil géoscientifique canadien et à l'Association internationale de la science du sol. Elle tient des réunions annuelles et des séances techniques et, en collaboration avec l'Institut agricole du Canada, elle publie une fois par trimestre la Revue canadienne de la science du sol. La SCSS honore certains pédologues qui se sont distingués, en les consacrant membres de la société. Plus de 50 pédologues ont ainsi été honorés depuis 1962, date du lancement de cette initiative.