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Les petites particules d'argile, de gravier, de sable ou de limon sont appelées colloïdes. Les plantes absorbent leurs nutriments à partir des minéraux dissous dans l'eau et le sol. Les nutriments qui ont des charges ionisées positives, ou des molécules appelées «cations», sont attirés vers la surface de charge négative des colloïdes. La quantité et la taille des colloïdes dans le sol déterminent leur capacité à attirer et à maintenir les nutriments pour les plantes.
De base
Les nutriments chargés de cations positifs, à la recherche d'un état électrique neutre, adhèrent ou adhèrent aux surfaces colloïdales négatives. Les plantes ont besoin à la fois des nutriments absorbés par la surface colloïdale et de l'air et de l'eau dans les espaces qui les entourent.
La surface spécifique des gros colloïdes lâches est inférieure à celle des petits colloïdes accumulés très près les uns des autres. Le sable très rugueux contient 90 colloïdes ou particules par gramme; le brut a 720; le sable moyen en contient 5 700; l'amende de 46 000; le très mince 722 000; la boue en contient 5 780 000 et l'argile 90 300 000. 450 grammes de sable rugueux représentent 1 000 fois moins de surface que 450 grammes d'argile. La société américaine Biogrow estime qu'une couche d'argile de 15 cm de profondeur couvrant 4 050 mètres carrés a une superficie égale à 285 000 kilomètres carrés, pratiquement la taille de l'état de Rio Grande do Sul.
La fertilité des sols
La fertilité du sol est mesurée par sa capacité d'échange cationique (CTC), c'est-à-dire la capacité des cations à adhérer à la surface des colloïdes. Les sols fertiles ont des taux élevés de CTC; les plus pauvres ont un CTC bas. Le calcium, le magnésium, le potassium et le sodium font partie des cations que l'on trouve couramment dans le sol. La pluie et la chaleur peuvent contaminer ces nutriments dans les sols tropicaux et subtropicaux, augmentant l'acidité et diminuant la fertilité.
Propriétés du sol
Comme les cations positifs sont attirés par la surface colloïdale négative, plus la surface colloïdale d'un sol est grande, plus elle collera. Le sable, qui contient moins de colloïdes plus gros, est meuble et facile à cultiver. L'argile, qui a de nombreux colloïdes plus petits, est dense et plus difficile à entretenir.
L'eau et l'air
L'eau, qui transporte les nutriments dont les plantes ont besoin pour leur croissance, forme une fine couche sur les particules du sol. Plus la surface colloïdale du sol est grande, plus le sol retiendra d'eau. Comme l'argile a plusieurs petits colloïdes avec une grande surface totale, elle retiendra plus d'eau que le sable, qui a des colloïdes moins nombreux et plus gros, présentant une surface totale plus petite. Les sols argileux chargés de la substance compactée peuvent bloquer l'eau et l'air dont les plantes ont besoin.
Microorganismes
Les micro-organismes qui contribuent à la fertilité du sol sont nécessaires à une croissance vigoureuse des plantes, se développent et forment des colonies dans les particules du sol. Les sols avec une grande surface sur les colloïdes accumulés ont plus d'espaces dans lesquels ces organismes peuvent se développer. Par conséquent, un sol dense et avec de petits colloïdes est plus fertile qu'un sol sableux, avec de gros colloïdes lâches.
