Comprendre les environnements de production en tant que systèmes de production, qui englobent non seulement chaque facteur isolément, mais aussi l'intégration de tous les constituants du système, constitue un défi constant. La plante peut être comprise comme un élément de production qui entretient une relation étroite avec sa génétique, développée en fonction des espèces végétales, et avec des facteurs biotiques et abiotiques. Cependant, il est entendu que le sol doit être un environnement préparé à recevoir la graine qui porte toutes ces impressions génétiques et qui donnera naissance à une nouvelle plante, et fournira les conditions chimiques, physiques et biologiques de son développement.
Le terme qualité du sol a quelques définitions. Elle peut être définie comme la capacité du sol à fonctionner, dans les limites des écosystèmes naturels ou gérés, pour soutenir la productivité végétale et animale, maintenir ou améliorer la qualité de l'air et de l'eau et soutenir la santé humaine et le logement (Doran et Parkin, 1994; Karlen et al., 1997).
Les composants chimiques, physiques et biologiques du sol interagissent et interfèrent directement avec le développement, la santé et la production de la plante. La qualité des sols a une influence directe sur le maintien et la durabilité des environnements de production. De cette manière, des indicateurs de qualité du système de production sont utilisés, afin de pouvoir vérifier l'évolution et les performances de la gestion utilisée dans ces environnements, ce qui aura un impact sur la productivité des cultures et la construction du système de production. L’intégration d’indicateurs de qualité des sols est nécessaire, car le sol est un environnement très complexe, dynamique et hétérogène. L'observation isolée de ces indicateurs ne fournit pas d'informations suffisantes pour expliquer la perte ou le gain potentiel de cultures sur un sol donné (Carneiro et al., 2009).
Des indicateurs physiques du sol sont fréquemment utilisés, tels que la densité, la porosité totale et ses divisions en macroporosité et microporosité, en plus de l'évaluation de la résistance à la pénétration, qui simule la force exercée par le système racinaire pour se développer. Ces évaluations nous renseignent sur le degré d'aération du sol, c'est-à-dire sa capacité à être occupé par l'eau et les gaz, et fournissent un environnement propice au développement des racines en profondeur et en volume. Lorsque nous avons un sol à haute densité et à faible porosité, nous aurons par conséquent des difficultés de développement des racines et moins d’infiltration et de rétention d’eau dans le sol.
Avec la rareté ou la réduction du stockage de l'eau dans le sol, des impacts seront également observés sur les indicateurs chimiques : valeurs du pH, matière organique, phosphore et potassium disponibles dans la solution du sol et saturation en bases du sol. Ces propriétés peuvent subir des interférences liées à la structure physique du sol et aux niveaux d'eau. Le développement des racines est directement lié à la quantité d'eau et de nutriments dans le sol, car les racines se développent dans le but principal de soutenir la plante, d'absorber l'eau et les nutriments, de se connecter aux micro-organismes du sol et de former la rhizosphère.
Par conséquent, les indicateurs biologiques sont très importants pour démontrer à quel point la biologie du sol est active et fonctionnelle. Les bioindicateurs du sol comprennent des évaluations telles que la respiration basale, le carbone de la biomasse microbienne, l'activité enzymatique des micro-organismes, des indices tels que le quotient métabolique, la diversité de Shannon et même des informations liées à l'abondance et à la répartition des populations microbiennes du sol. Certains bioindicateurs liés aux macroorganismes (par exemple les vers de terre) sont également évalués.
Les bioindicateurs microbiens sont extrêmement sensibles à la gestion du système pédologique et sont donc utilisés pour vérifier la qualité du sol et indiquer sa santé. La relation entre les indicateurs biologiques est directe avec d'autres indicateurs, physiques et chimiques. Car dans un environnement où le développement des racines et le développement ultérieur des plantes sont favorisés, on constate une cohérence dans les indicateurs évalués, ce qui se traduit par une livraison efficace de la productivité des cultures.
La construction du système pédologique, intégrant les composants physiques, chimiques et biologiques, aboutit à un environnement de production équilibré, à une disponibilité en eau et en nutriments, à un développement racinaire favorable et à la fourniture de conditions favorables au développement des plantes, avec une réponse productive conséquente.
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