L’origine des substrats drainants

La grande majorité des pratiquants de la culture d’arbres en pot préconise des substrats très drainant tels que la pumice, la pouzzolane, l’akadama et autres. On s’accorde à dire que, quotidiennement, il est plus facile de prévenir le sur-arrosage et le pourridié des racines, que ces dernières y trouvent l’oxygène nécessaire etc…

Pour étayer tout ceci, je vous propose un petit zoom sur cet habitat dont on ne voit que la surface : les sols.

Le sol est une partie primordiale de l’environnement des plantes. C’est le milieu dans lequel les racines sont ancrées et à partir duquel sont extraits les éléments nutritifs, l’eau et l’oxygène. Le sol est un mélange complexe de matériaux inorganiques dérivant de l’érosion des rochers et d’une matière organique appelé humus – résultat de la décomposition des plantes et des animaux. La fraction inorganique est divisée en trois classes définies par la taille des particules :

  • le sable : les particules ont un diamètre compris entre 0,02 et 2 mm ;
  • le limon : diamètre de 0,002 à 0,02 mm ;
  • l’argile : particules inférieures à 0,002 mm.

Le mélange de sable, de limon et d’argile est appelé terreau ; un terreau sableux, par exemple, contient proportionnellement plus de sable. Suivant les cas, des proportions variables de matière organique sont mélangés avec les autres composants.

Les proportions de chacune des composantes déterminent la capacité de rétention de l’eau d’un sol donné. Cette capacité de rétention d’eau est définie comme la quantité d’eau contenue dans un sol complètement trempé après drainage, par gravité, du surplus d’eau. Les sols sableux retiennent peu d’eau alors que l’humus accroît la capacité de rétention de l’eau, l’humidité étant maintenue dans les très petits espaces (espaces capillaires) situés dans et entre les particules organiques. On parle alors de micro-porosité et de macro-porosité. L’eau capillaire est la source principale d’humidification des racines.

Un problème particuliers se pose pour les sols contenant de fortes proportions d’argile dont les particules portent des charges électriques qui attirent les molécules d’eau. La liaison entre l’eau et l’argile est comparable à l’attraction existant entre les pôles opposés de deux deux aimants ; c’est une liaison difficile à rompre. De ce fait la majeure partie de l’eau contenue dans un sol argileux est inutilisable par les plantes.

Un autre problème est posé par les sols argileux en raison de leur manque de porosité. Le remplissage très dense par les fines particules laisse très peu d’espace pour permettre l’échange des gaz entre le sol et l’atmosphère ; il est pourtant essentiel que le CO2 et les autres gaz s’échappent du sol et que l’oxygène pénètrent jusqu’aux racines. La saturation en eau, le remplissage des espaces entre les particules du sols excluant donc l’air, est fréquente chez les sols argileux « lourds » et collants. En revanche, les sols sableux et les sols riches en humus ont une structure lâche et poreuse qui favorise le drainage et la diffusion des gaz.

Maintenant que nous sommes d’accord pour bannir les terreaux argileux qui même à l’état naturel sont nocifs pour la plupart des plantes, pourquoi avons nous quasiment tous également banni les terreaux limoneux à base d’humus ? Pourtant, à l’état naturel, sa structure permet un bon drainage et une bonne diffusion des gaz.

Cela s’explique en grande partie par deux phénomènes :

  • la tension superficielle de l’eau ;
  • l’irréversibilité des changements de volumes lors d’un cycle dessiccation-humectation ;

Lorsque l’on arrose une plante dans un pot, l’eau, par ses propriétés, à tendance à adhérer aux parois des particules de substrat. Cette adhérence, qu’on appelle tension superficielle de l’eau, couplée à la gravité, provoque un rapprochement des grains et donc une diminution de la porosité
inter-particulaire (ou espaces entre les particules) réduisant ainsi les échanges gazeux et le stockage de l’eau.

Le deuxième facteur s’explique de la façon suivante. Le volume apparent de la plupart des substrat organiques (terre végétale, tourbe, terreau…) augmente lors de l’humectation, et diminue pendant la dessiccation. L’humectation étant le procédé consistant à saturer d’eau les pores de notre substrat. La dessiccation étant le procédé inverse. Au fil des arrosages, cette variation augmentation/diminution de volume se réduit. En effet, une fois desséchés ces matières organiques se ré-humectent difficilement jusqu’à atteindre un volume et une porosité intra-particulaire (ou espaces à l’intérieur des particules) minimaux. Les particules de ces substrats sont donc plus petites et n’absorbent presque plus d’eau.

Cercle vicieux, ces particules sont de nouveau victime de la tension superficielle de l’eau qui les rapproche pour encore réduire la porosité inter-particulaire. Les échanges gazeux et l’irrigation des racines deviennent ainsi trop faibles pour maintenir notre arbre en bonne santé.

Avec les substrats très drainants que l’on connait ces problèmes sont résolus. En effet, leur taille et leur forme, induisent une porosité inter-particulaire élevée qui sera peu modifiée par la tension superficielle de l’eau. Leur porosité intra-particulaire étant nulle de par leur composition minérale, ils ne sont pas affectés par l’irréversibilité des changements de volumes décrite ci-avant. Les porosités de ces matériaux restent donc stables dans le temps permettant ainsi de maintenir un milieu homogène et favorable à la culture de nos bonsaï !

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