Soil quality — Framework for detailed recording and monitoring of changes in dynamic soil properties

This document provides a framework for the detailed assessment and monitoring of dynamic soil properties related to soil function with concomitant recording of in-situ static soil properties, landscape, land use and soil management practices that influence function at the time the data were collected. It is applicable to the assessment of soil quality in agricultural landscapes, contaminated sites and natural soil ecosystems at plot, field and landscape spatial scales. It can also be applied in the development of dynamic properties databases to enhance existing soil survey databases for estimation of carbon stocks in soils, sustainable agriculture, landscape management etc. Although the soil quality description framework has been developed to describe surface soils, the same principles can be applied to adapt the framework to describe subsurface soil horizons.

Qualité du sol — Cadre pour l’enregistrement détaillé et la surveillance des modifications des propriétés dynamiques du sol

Le présent document fournit un cadre pour l’évaluation détaillée et la surveillance de propriétés dynamiques du sol associées à une fonction du sol au moyen d’un enregistrement concomitant des propriétés in situ du sol, des caractéristiques paysagères, de l’usage du sol et des pratiques de gestion des sols qui influencent une fonction au moment où les données sont recueillies. Il est applicable à l’évaluation de la qualité du sol des paysages agricoles, des sites pollués et des écosystèmes terrestres naturels à l’échelle spatiale des parcelles, du terrain et du paysage. Il peut également être appliqué pour le développement de bases de données sur les propriétés dynamiques afin d’améliorer des bases de données d’étude de sol existantes pour une estimation des stocks de carbone présents dans les sols, une agriculture durable, un aménagement du territoire, etc. Même si le cadre pour la description de la qualité du sol a été élaboré en vue de décrire des sols de surface, les mêmes principes peuvent être appliqués pour adapter le cadre à une description des horizons de sol de sub-surface.

General Information

Status
Published
Publication Date
25-Jul-2022
Current Stage
6060 - International Standard published
Due Date
18-Jun-2022
Completion Date
26-Jul-2022
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ISO 23992:2022 - Soil quality — Framework for detailed recording and monitoring of changes in dynamic soil properties Released:26. 07. 2022
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 23992
First edition
2022-07
Soil quality — Framework for detailed
recording and monitoring of changes
in dynamic soil properties
Qualité du sol — Cadre pour l’enregistrement détaillé et la
surveillance des modifications des propriétés dynamiques du sol
Reference number
ISO 23992:2022(E)
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ISO 23992:2022(E)
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Published in Switzerland
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ISO 23992:2022(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction .................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ..................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions .................................................................................................................................................................................... 1

4 Principle ........................................................................................................................................................................................................................ 1

5 Methodology .............................................................................................................................................................................................................3

5.1 Obtaining data ........................................................................................................................................................................................ 3

5.1.1 General ........................................................................................................................................................................................ 3

5.1.2 Level 0 — Metadata ......................................................................................................................................................... 3

5.1.3 Level 1 — Soil formation processes and horizon number ................................... .......................... 3

5.1.4 Level 2 — Soil structure and bulk density .................................................................................................. 4

5.1.5 Level 3 — Organic carbon .......................................................................................................................................... 6

5.1.6 Level 4 — pH and electrical conductivity .................................................................................................... 6

5.1.7 Level 5 — Soil and landscape contextual data ........................................................................................ 6

5.2 Generating a soil fingerprint code......................................................................................................................................... 7

5.2.1 General ........................................................................................................................................................................................ 7

5.2.2 Populating soil fingerprint code levels ........................................................................................................... 7

6 Reporting ..................................................................................................................................................................................................................12

Annex A (informative) List of recommended codes with descriptions........................................................................13

Annex B (informative) Concordance table of soil description system coding for soil

structure types ...................................................................................................................................................................................................20

Annex C (informative) Printable field observation templates for recording field

observations at the study site .............................................................................................................................................................21

Annex D (informative) Printable field reference sheets for use at the study site ............................................24

Annex E (informative) Example of the application of the framework ..........................................................................30

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................32

iii
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ISO 23992:2022(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/

iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 190, Soil quality.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
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ISO 23992:2022(E)
Introduction

Since it is not an absolute concept, even within a single purpose that soil can serve (e.g. natural habitat,

recreational land, agriculture, ecosystem services), soil quality is difficult to define and quantify.

Surface soil (also referred to as the surface A horizon or topsoil) with good quality is characterized by

improved soil structure, greater water retention, nutrient cycling and aeration, and enhanced biological

[1]

diversity . Surface soil provides the major portion of nutrients, water and air for supporting plant

and microbial growth, and is dynamic both spatially and temporally with respect to soil processes

and properties. In the face of increasing global degradation of soil resources there is a growing need

to describe dynamic soil properties related to soil function, along with dynamic and static conditions

that influence function, in order to, for example, track effects of land management (e.g. remediation,

agricultural practices) on soil quality (e.g. crop yield, drought resilience) or develop dynamic soil

properties databases to enhance existing soil survey databases for estimation of carbon stocks in

soils, sustainable agriculture, etc. ISO 25177 standardizes soil description for use in pedological,

environmental or other studies in the field at site and plot scales. When combined with the precise

system of recording needed to monitor and track changes in surface soils described in this document,

data collected is optimally used, for example to identify trends due to changes in land use or land

management.

This document is a framework to integratively record and monitor changes in physical, chemical and

biological soil properties in surface soils as well as to systematically document landscape conditions

and land use management practices. The framework records and facilitates the monitoring of soil

surface horizon characteristics that represent dynamic soil properties (e.g. soil structure, organic

carbon) inherent soil properties (e.g. soil texture), and landscape features (e.g. slope), land use (e.g. crop

type) and land management activities (e.g. tillage practices). Collecting “contextual” data in addition to

data on dynamic and static soil properties allows for comparative interpretations of soil quality change

and the ability to identify trends due to changes in management practices or remediation efforts among

different soils, or the same soils under different conditions or at different times.

The criteria chosen and used in the framework for soil descriptions were field-tested with the goal of

maximizing information necessary for making soil quality interpretations and for designing decision

models for assessing the state of soil quality. The soil quality description framework has been field-

[2] [3]

tested at sites in eastern Canada (Ontario) and western Canada (British Columbia) as well as in

northern (Osnabrück) and eastern (Müncheberg) Germany. The framework has also been used in field

[4]

studies to determine its ability to characterize surface soil in agricultural soils in Russia (Siberia). In

this study, differences in soil fingerprint codes were statistically compared using hierarchical cluster

analyses.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 23992:2022(E)
Soil quality — Framework for detailed recording and
monitoring of changes in dynamic soil properties
1 Scope

This document provides a framework for the detailed assessment and monitoring of dynamic soil

properties related to soil function with concomitant recording of in-situ static soil properties, landscape,

land use and soil management practices that influence function at the time the data were collected. It is

applicable to the assessment of soil quality in agricultural landscapes, contaminated sites and natural

soil ecosystems at plot, field and landscape spatial scales. It can also be applied in the development

of dynamic properties databases to enhance existing soil survey databases for estimation of carbon

stocks in soils, sustainable agriculture, landscape management etc.

Although the soil quality description framework has been developed to describe surface soils, the same

principles can be applied to adapt the framework to describe subsurface soil horizons.

2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 11074, Soil quality — Vocabulary
ISO 25177, Soil quality — Field soil description
3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 11074 and the following apply.

ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
soil fingerprint code

single line of soil and environmental information compiled using a system of formatting and syntax

that is unique to an individual soil sample

Note 1 to entry: A soil fingerprint code developed in accordance with this document is considered metadata.

4 Principle

The soil quality description framework uses a system of formatting and syntax to record various soil

and environmental information about a soil sample in a single line that is unique to a soil sample at the

time the data were collected. This single line, or code, is analogous to the generation of a genetic code

or "soil fingerprint” for a soil sample. The framework is designed with specific formatting and syntax

so that each level of description is easily identifiable in the recorded soil fingerprint code. The symbols

used to generate the soil fingerprint codes were developed using elements from several national and

global soil description systems (including the Food Agriculture Organization of the United Nations

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ISO 23992:2022(E)

(FAO), Canada, Germany, Australia, New Zealand and the United States) as well from field observations

to address knowledge gaps identified during field assessments.

NOTE The framework does not attempt to recreate any particular international or national soil description,

or try to use only one system or standard for its terminology. The framework stands outside traditional soil

description terminology, which is primarily used for enabling the classification of soils. The framework has

borrowed from many systems in order to maximize the ability to record what is observed in the field/landscape

and measured in the laboratory, and then uses the complete set of information in the format of a soil fingerprint

code. This soil fingerprint code is then used to determine changes in soil quality and obtain an understanding

of where the change is happening. Because the framework is designed to be flexible (i.e. levels and codes can

be changed depending on the application of the framework) it can be used with any international or national

soil classification system (e.g. see Annex A for an example concordance table of soil description coding for soil

structure types).
The framework generates five levels of information in a soil fingerprint code:
— Level 1 – soil process, parent materials and mode of deposition;
— Level 2 – soil structure attributes and bulk density;
— Level 3 – percentage organic carbon;
— Level 4 – pH/electrical conductivity;
— Level 5 – soil and landscape context.

Once all of the data have been obtained the soil fingerprint code is generated using symbology and

syntax rulesets. In brief, each level has a defined location in the soil fingerprint code, and the order

and specific syntax (brackets, semi-colons, etc.) within each level indicates the type of information that

augments the symbol “A” which indicates that the soil is an A, or surface soil, horizon. A description of

the five levels of information and their associated syntax is provided in Tables 1 and 2 with detailed

descriptions of individual codes and symbols for each level provided in Annex B.

The soil quality description framework includes organic carbon, soil pH, electrical conductivity, bulk

density and especially soil structure as these are considered key dynamic properties to record when

monitoring the effect of land use and land management on soil quality in agricultural, contaminated,

[14]

forest and other natural soil ecosystems . It is recommended to refer to related International

[15] [16]

Standards for each of the chemical and bulk density measurements (e.g. ISO 10390 , ISO 10694 ,

[17] [18] [19] [20]
ISO 14235 , ISO 11265 , ISO 11272 , ISO 11508 ).

A key design feature of the soil quality description framework is that the amount and type of data in the

code is flexible; any soil information in Levels 1 to 5 may be excluded if it is not deemed important for

study objectives or data interpretation. Conversely, new levels and associated syntax and symbols may

be developed for inclusion into the framework depending on study objectives (e.g. microbial structure

and function endpoints, ecotoxicity, soil fertility, soil pore characteristics, water infiltration rate, etc.).

Many International Standards that measure dynamic soil properties or indicators of soil function (e.g.

soil aggregate stability, effect of pollution on earthworms and collembolans, soil microbial respiration,

sampling of soil invertebrates) can be incorporated into the soil framework. Additional information

such as sampling date, soil horizon depth and sample location identifying coordinates (e.g. GPS or

latitude/longitude coordinates) can also be integrated into a soil fingerprint code.

If extensive databases of soil codes are created, interpretative frameworks for individual codes specific

to soil type, land use and climate (and broad study objectives) can be created.
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ISO 23992:2022(E)
5 Methodology
5.1 Obtaining data
5.1.1 General

The quality of field-observed data depends on the knowledge and experience of the observer. To ensure

consistent soil observations field soil descriptions should be conducted by trained and experienced

personnel, ideally those familiar with similar landscapes, soil types and project objectives (see

ISO 25177).

All quantitative data measured for all soil quality framework levels shall be recorded and reported

[5] [6] [7] [8],

in International Units. ISO 18400-101 , ISO 18400-102 , ISO 18400-103 , ISO 18400-104

[11] [12]

ISO 18400-203 and ISO 18400-205 can be applied for soil sampling preparation and sampling

implementation. Regarding QA/QC procedures, where aspects of soil description are mentioned or

given in ISO 18400-106, ISO 18400-106 can be applied. Alternatively or in addition, other guidance on

QA/QC can be applicable.
[13]
To facilitate digital exchange of soil related data, ISO 28258 can be applied .

The data to be collected and the method(s) used to collect data for each soil quality framework level

shall be decided in advance and documented in a sampling plan. If a decision is made to not collect

data for one or more levels the decision and the reason for it shall also be recorded in a sampling

plan. Deviations from the plan and the reasons for these deviations shall be recorded. If a specific

soil taxonomic classification is used instead of the symbology in the framework (see Annex B), the

classification system (including reference) used shall be recorded in the sampling plan.

Subclauses 5.1.2 to 5.1.7 describe the collection of data required to populate each soil quality framework

level.
5.1.2 Level 0 — Metadata

Metadata associated with the collection of each soil fingerprint code shall be collected and/or recorded

and include:
— date (and where applicable and/or possible, time) of soil sample collection;

— geospecific location of soil sample collection (e.g. latitude and longitude or global positioning system

coordinates with associated projections, etc.);

— identification references of soil sample locations (e.g. project number, project name, field site, field

plot, sampling position, sample number, etc., as appropriate); field site, field plot, field replicate

names, as appropriate);

— upper and lower extents of soil horizon depth (m) from soil surface of sample collected.

These metadata shall be recorded in the sampling plan and collated with soil fingerprint codes (see

Figure 3 and Annex A).

Existing or antecedent field conditions that can influence soil sample data (e.g., dry or wet soil conditions)

should be recorded. ISO 25177 description shall be applied for description of other metadata.

5.1.3 Level 1 — Soil formation processes and horizon number

Level 1 soil formation process data can be obtained from soil survey records. To determine horizon

number, the soil profile of the entire surface soil horizon shall be exposed. This can be done by

excavating a small soil pit using a spade or shovel to the entire depth of the A horizon [see Figure 1

a)]. When excavating the pit, the integrity of the soil profile shall be maintained so the depth of each

surface soil sub-horizon can be determined and recorded [see Figure 1 b), c)].
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ISO 23992:2022(E)
5.1.4 Level 2 — Soil structure and bulk density

To collect Level 2 data on soil structure attributes, the soil profile of the entire A (surface) soil horizon

shall be exposed as described in 5.1.3. When excavating the pit, the integrity of the soil profile shall be

maintained (e.g. expose a smooth vertical surface) to observe details in soil structure, textural change

and soil biotic influences. Digital photograph recording of the exposed soil pit for later reference is

recommended.

Once a soil pit has been excavated to the B horizon [see Figure 1 a)], the full depth of the A horizon

is measured and recorded [see Figure 1 b), c)]. Sub-horizons are identified by changes in colour and/

or by gentle prodding of a smooth vertical surface using a spade or knife to detect apparent changes

in compaction. If sub-horizons are present recording their upper and lower depths from the surface

is recommended [see Figure 1 c)]. The identification and description of separate A sub-horizons is

recommended but not required. Whether or not sub-horizons are described depends on the objective(s)

of the project.

If soil structure attributes are being included in the soil fingerprint code, soil structure type, size class,

percentage of type and size class, consistency and extent of organization of different structural types

shall be visually assessed [Figure 1 d), e)] by experienced field personnel. If one or more sub-horizons

are present soil structural information can be collected for each sub-horizon. There are many visual

soil assessment protocols available, but the use of guidance provided in ISO 25177 and/or United

[21]

Nations Food and Agriculture Organization (FAO) Guidelines for soil description is recommended.

Recording of soil structure type, size class, percentage of type and size class, consistency and extent

of organization of different structural types using the framework symbology and syntax (see Table 2,

Annexes A, B and C) is recommended.

Level 2 bulk density data can be measured or estimated or both. If measured, it should be determined

by laboratory analyses of intact field cores sampled adjacent to (i.e. within 1 m radius of) the soil

[19]

pit following ISO 11272 . Bulk density should be estimated following the FAO guidelines for field

[21]

estimation of bulk density for mineral soils if applicable . Bulk density samples may also be taken

from the vertical soil pit surface if doing so is consistent with the project objectives specified in the

sampling plan. Bulk density shall be coded either as actual measured values or be coded as a range

class, and the range class as defined in the framework (from <1,2 to >1,8 g/m ) should be used.

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ISO 23992:2022(E)
a) Exposed vertical soil face of full A horizon
b) Measurement of full A horizon depth
c) Measurement of upper and lower depths of A sub-horizons
d) Soil sample removed comprising the entire A horizon
e) Visual assessment of soil structure for full A horizon
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ISO 23992:2022(E)
f) Soil pit re-filled with extracted soil
Key
a A horizon
b B horizon
c full a horizon
d A1 horizon depth
e A2 horizon depth
Figure 1 — Steps to obtaining soil structural data
5.1.5 Level 3 — Organic carbon

Level 3 percent organic carbon is determined by laboratory analyses of soil cores sampled adjacent

to the soil pit and can be coded either as actual measured values or as range classes defined in the

framework (from extremely low to extremely high) or both. If organic carbon is measured it should be

[17] [16]
determined following ISO 14235 or ISO 10694 as applicable.
5.1.6 Level 4 — pH and electrical conductivity

Level 4 pH and electrical conductivity are determined by laboratory analyses of soil cores sampled

adjacent to the soil pit and can be coded either as actual measured values or as range classes (extremely

acid to strongly alkaline and non-saline to extreme for pH and electrical conductivity, respectively) or

[15]

both. If pH or EC are measured, they should be determined following respectively, ISO 10390 and

[18]
ISO 11265 , if applicable.
5.1.7 Level 5 — Soil and landscape contextual data

Level 5 soil and landscape contextual data include soil texture, surface conditions, land use and slope

character (kind of slope, slope position and % gradient). Soil texture (the relative content of sand, silt

and clay for particle sizes <2 mm) is determined from laboratory analyses of soil cores sampled adjacent

[20]

(i.e., within 1 m radius) of the soil pit. Texture should be determined following ISO 11508 .

Surface conditions and land use shall be observed in the field at time of sampling. Slope position and

kind of slope may be recorded at a different time from when the sample was collected, however it is

recommended that they are also observed at the time of sampling. Slope % gradient can be either

estimated in the field or obtained from soil survey data.

Soil samples collected for pH, electrical conductivity and particle size distribution analyses should

be sampled adjacent to (i.e. within a 1 m radius of) the soil sampling pit rather than from within the

pit itself in order to collect soil samples to soil depths and/or sub-horizons consistent with project

objectives specified in the sampling plan. Multiple cores may need to be collected and composited from

within the area adjacent to the soil pit in order to obtain sufficient soil volume for laboratory analyses.

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ISO 23992:2022(E)
5.2 Generating a soil fingerprint code
5.2.1 General

Once all of the data have been obtained, the soil fingerprint code is generated using symbology and

syntax rulesets. Each level of data has a defined location in the soil fingerprint code, and the order

and specific syntax (brackets, semi-colons, etc.) within each level indicates the type of information that

augments the symbol “A” which indicates that the soil is an A, or surface soil, horizon (see Table 1).

Figure 2 describes the steps to generate a soil fingerprint code.
Table 1 — Generic soil fingerprint code
Soil struc-
pH/Electri- Soil/Land con-
Environment Soil pro- Organic Additional
ture: Bulk
cal conduc- textual informa-
prefixes cess Carbon new level(s)
tivity tion
dcnsity
Level 1-p A Level 1-s [Level 2] (Level 3) {Level 4} Level 5: A/B/C/D New syntax

Level 1-p A Level 1-s # [Level2] Level 5A (Level 3) {Level4}; Level 5B/Level 5C/Level 5D

NOTE 1 Required components of the soil fingerprint code include “A” to indicate the A horizon, and the horizon

number (#) in Level 1-s, all other levels are optional.

NOTE 2 New syntax and symbology rulesets are required when new levels are developed.

5.2.2 Populating soil fingerprint code levels

Level 1 1-p is a prefix designator to provide information on mode of deposition, or environment,

sediments, stoniness, and up to 3 designators may be chosen. Level 1 1-s is a suffix designator to

provide information on soil genetic processes and land use impact designators and up to a maximum

of 4 genetic process and land use designators may be chosen. If more than one A horizon is identified

having the same process designation, a number (#) is used to distinguish the same A horizon with depth

(i.e. Ap1, Ap2).

Level 2 describes soil structure characteristics and bulk density. From the visual assessment of soil

structure, the percent (%) occurrence (2-d) of primary structure type in the A horizon is recorded.

The dominant soil structure class size is then recorded, and where a range of two structure sizes is

present codes that indicate a range of structure sizes may be chosen (e.g. vff for very fine to fine

...

NORME ISO
INTERNATIONALE 23992
Première édition
2022-07
Qualité du sol — Cadre pour
l’enregistrement détaillé et la
surveillance des modifications des
propriétés dynamiques du sol
Soil quality — Framework for detailed recording and monitoring of
changes in dynamic soil properties
Numéro de référence
ISO 23992:2022(F)
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ISO 23992:2022(F)
Sommaire Page

Avant-propos .............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction .................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ..................................................................................................................................................................................1

3 Termes et définitions ...................................................................................................................................................................................... 1

4 Principe.......................................................................................................................................................................................................................... 2

5 Méthodologie ........................................................................................................................................................................................................... 3

5.1 Obtention des données .................................................................................................................................................................... 3

5.1.1 Généralités ............................................................................................................................................................................... 3

5.1.2 Niveau 0 — Métadonnées ........................................................................................................................................... 3

5.1.3 Niveau 1 — Processus de formation géologique et numéro d’horizon .............................. 4

5.1.4 Niveau 2 — Structure du sol et masse volumique apparente .................................................... 4

5.1.5 Niveau 3 — Carbone organique ............................................................................................................................ 6

5.1.6 Niveau 4 — pH et conductivité électrique ................................................................................................... 6

5.1.7 Niveau 5 — Données contextuelles du sol et du paysage ............................................................... 6

5.2 Création d’un code d’empreinte digitale de sol .......................................................................................................... 7

5.2.1 Généralités ............................................................................................................................................................................... 7

5.2.2 Saisie des niveaux de code d’empreinte digitale de sol .................................................................... 7

6 Rapport .......................................................................................................................................................................................................................12

Annexe A (informative) Liste des codes recommandés avec leur description ....................................................13

Annexe B (informative) Tableau de concordance des codes de système de description

du sol pour les types de structures du sol .............................................................................................................................22

Annexe C (informative) Modèles d’observation de terrain imprimables pour enregistrement

des observations de terrain sur le site étudié ...................................................................................................................23

Annexe D (informative) Feuilles de référence pour le terrain imprimables destinées à être

utilisées sur le site étudié .......................................................................................................................................................................26

Annexe E (informative) Exemple d’application du cadre ............................................................................................................32

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................34

iii
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ISO 23992:2022(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.

L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents

critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.

iso.org/directives).

L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion

de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 190, Qualité du sol.

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
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ISO 23992:2022(F)
Introduction

La qualité du sol n’étant pas un concept absolu, même dans un même domaine d’usage du sol

(par exemple, habitat naturel, terrain de loisirs, agriculture, services écosystémiques), il est difficile de

la définir et de la quantifier. Un horizon de surface du sol (aussi appelé horizon A superficiel) de bonne

qualité est caractérisé par une bonne structure, une rétention en eau convenable, un cycle d’éléments

[1]

nutritifs efficace, une bonne aération et une grande biodiversité . L’horizon de surface du sol fournit

la majeure partie des éléments nutritifs, de l’eau et de l’air nécessaires au développement microbien

et à la croissance des plantes, et est dynamique tant sur le plan temporel que sur le plan spatial en ce

qui concerne les processus du sol et les propriétés du sol. Face à la dégradation générale croissante

des ressources du sol, il est de plus en plus nécessaire de décrire les propriétés dynamiques du sol

associées à une fonction du sol, ainsi que les conditions statiques et dynamiques qui influencent une

fonction, par exemple afin de suivre les effets d’une gestion des sols (dépollution, pratiques agricoles,

par exemple) sur la qualité du sol (par exemple, rendement agricole, résistance à la sécheresse)

ou de développer des bases de données sur les propriétés dynamiques du sol pour améliorer des

bases de données d’étude du sol existantes pour une estimation des stocks de carbone dans les sols,

une agriculture durable, etc. L’ISO 25177 normalise la description du sol pour une utilisation dans des

études pédologiques, environnementales ou autres sur site et à l’échelle des parcelles. Combinées au

système précis d’enregistrement nécessaire pour surveiller et suivre les modifications des sols de

surface décrit dans le présent document, les données recueillies sont utilisées de manière optimale,

par exemple pour identifier des tendances dues à des modifications de l’usage du sol ou de la gestion des

sols.

Le présent document constitue un cadre pour enregistrer de manière intégrative et suivre les

modifications des propriétés physiques, chimiques et biologiques des sols de surface et pour

documenter de manière systématique les conditions paysagères et les pratiques de gestion de l’usage

des sols. Le cadre enregistre et facilite la surveillance des caractéristiques de l’horizon superficiel du sol

qui représentent des propriétés dynamiques du sol (par exemple, structure du sol, carbone organique),

des propriétés inhérentes du sol (par exemple, texture du sol), des caractéristiques paysagères

(par exemple, pente), l’usage du sol (par exemple, type de culture) et les activités de gestion des sols

(par exemple, pratiques de labour). Le recueil de données «contextuelles» en plus des données sur les

propriétés statiques et dynamiques du sol permet des interprétations comparatives de modification

de la qualité du sol et permet d’identifier des tendances découlant des modifications des pratiques de

gestion ou des efforts de dépollution entre différents sols, ou sur les mêmes sols dans des conditions

différentes ou à différents pas de temps.

Les critères choisis et utilisés dans le cadre pour la description des sols ont été soumis à essai sur le

terrain dans le but d’obtenir le maximum d’informations nécessaires aux interprétations de la qualité

du sol et de concevoir des modèles de décision pour l’évaluation du niveau de qualité du sol. Le cadre

pour la description de la qualité du sol a été soumis à essai sur le terrain sur plusieurs sites: à l’Est du

[2] [3]

Canada (Ontario) et à l’Ouest du Canada (Colombie-Britannique) ainsi qu’au Nord de l’Allemagne

(Osnabrück) et à l’Est de l’Allemagne (Müncheberg). Le cadre a également été utilisé lors d’études

sur le terrain afin d’évaluer son aptitude à caractériser les horizons de surface de sols agricoles

[4]

en Russie (Sibérie) . Dans le cadre de cette étude, les différences entre les codes d’empreinte digitale

de sol ont été comparées statistiquement à l’aide d’analyses de grappe hiérarchique.

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NORME INTERNATIONALE ISO 23992:2022(F)
Qualité du sol — Cadre pour l’enregistrement détaillé et la
surveillance des modifications des propriétés dynamiques
du sol
1 Domaine d’application

Le présent document fournit un cadre pour l’évaluation détaillée et la surveillance de propriétés

dynamiques du sol associées à une fonction du sol au moyen d’un enregistrement concomitant des

propriétés in situ du sol, des caractéristiques paysagères, de l’usage du sol et des pratiques de gestion

des sols qui influencent une fonction au moment où les données sont recueillies. Il est applicable à

l’évaluation de la qualité du sol des paysages agricoles, des sites pollués et des écosystèmes terrestres

naturels à l’échelle spatiale des parcelles, du terrain et du paysage. Il peut également être appliqué pour

le développement de bases de données sur les propriétés dynamiques afin d’améliorer des bases de

données d’étude de sol existantes pour une estimation des stocks de carbone présents dans les sols,

une agriculture durable, un aménagement du territoire, etc.

Même si le cadre pour la description de la qualité du sol a été élaboré en vue de décrire des sols de

surface, les mêmes principes peuvent être appliqués pour adapter le cadre à une description des

horizons de sol de sub-surface.
2 Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur

contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.

Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les

éventuels amendements).
ISO 11074, Qualité du sol — Vocabulaire
ISO 25177, Qualité du sol — Description du sol sur le terrain
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions de l’ISO 11074 ainsi que les suivants

s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp

— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
code d’empreinte digitale de sol

ligne unique d’informations relatives au sol et à l’environnement compilées en utilisant un système de

présentation et de syntaxe qui est propre à un échantillon de sol individuel

Note 1 à l'article: Un code d’empreinte digitale de sol élaboré conformément au présent document est une

métadonnée.
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ISO 23992:2022(F)
4 Principe

Le cadre pour la description de la qualité du sol utilise un système de présentation et de syntaxe pour

enregistrer diverses informations relatives au sol et à l’environnement concernant un échantillon de sol

en une seule ligne qui est propre à un échantillon de sol au moment où les données sont recueillies. Cette

unique ligne, ou code, est analogue à la génération d’un code génétique ou «empreinte digitale de sol»

pour un échantillon de sol. Le cadre est conçu avec une présentation et une syntaxe spécifiques de sorte

que chaque niveau de description est facilement identifiable dans le code d’empreinte digitale de sol

enregistré. Les symboles utilisés pour générer les codes d’empreinte digitale de sol ont été élaborés à

partir d’éléments de plusieurs systèmes nationaux et internationaux de description du sol (notamment

ceux appliqués par l’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO), le

Canada, l’Allemagne, l’Australie, la Nouvelle-Zélande et les États-Unis) ainsi qu’à partir d’observations

sur le terrain afin de combler les manques de connaissance identifiés lors des évaluations sur le terrain.

NOTE Le cadre ne vise pas à recréer une description de sol internationale ou nationale particulière, ou à

n’utiliser qu’un seul système ou une seule norme pour sa terminologie. Le cadre ne repose pas sur la terminologie

de description de sol traditionnelle qui est principalement utilisée pour permettre la classification des sols.

Le cadre a été élaboré en s’inspirant de nombreux systèmes de sorte à maximiser l’aptitude à enregistrer ce

qui est observé sur le terrain/site et ce qui est mesuré en laboratoire, et utilise ensuite l’ensemble complet

d’informations sous la forme d’un code d’empreinte digitale de sol. Ce code d’empreinte digitale de sol est ensuite

utilisé pour déterminer des modifications de la qualité du sol et identifier l’endroit concerné par la modification.

Le cadre ayant été conçu pour offrir une certaine flexibilité (c’est-à-dire que les niveaux et les codes peuvent être

modifiés en fonction de l’application du cadre), il peut être utilisé avec tout système national ou international

de classification de sol (par exemple, voir Annexe A pour un exemple de tableau de concordance des codes de

description de sol pour les types de structures de sol).

Le cadre génère cinq niveaux d’informations dans un code d’empreinte digitale de sol:

— Niveau 1 – processus du sol, roches mères et mode de dépôt;
— Niveau 2 – traits de la structure du sol et masse volumique apparente;
— Niveau 3 – pourcentage de carbone organique;
— Niveau 4 – pH/conductivité électrique;
— Niveau 5 – contexte du sol et du paysage.

Après obtention de toutes les données, le code d’empreinte digitale de sol est généré en appliquant des

ensembles de règles de symbologie et de syntaxe. En résumé, chaque niveau a une position définie dans

le code d’empreinte digitale de sol et la syntaxe ordonnée spécifique (parenthèses, points-virgules, etc.)

dans chaque niveau indique le type d’information qui complète le symbole «A», lequel indique que le sol

est un horizon, ou sol de surface, A. Une description des cinq niveaux d’informations et de leur syntaxe

associée est donnée dans les Tableaux 1 et 2 avec des descriptions détaillées des codes et symboles

individuels de chaque niveau spécifiés à l’Annexe B.

Le cadre pour la description de la qualité du sol comporte le carbone organique, le pH du sol,

la conductivité électrique, la masse volumique apparente, et en particulier la structure du sol car il est

estimé que ces caractéristiques sont des propriétés dynamiques clés à enregistrer lors de la surveillance

de l’effet de l’usage du sol et de la gestion des sols sur la qualité du sol des écosystèmes terrestres

[14]

naturels agricoles, pollués, forestiers et autres . Il est recommandé de se reporter aux Normes

internationales associées pour chacun des mesurages chimiques et de masse volumique apparente (par

[15] [16] [17] [18] [19] [20]

exemple, ISO 10390 , ISO 10694 , ISO 14235 , ISO 11265 , ISO 11272 , ISO 11508 ).

Une caractéristique conceptuelle clé du cadre pour la description de la qualité du sol est sa flexibilité en

matière de quantité et de type de données dans le code; toute information relative au sol des niveaux 1 à 5

peut être exclue s’il est estimé qu’elle n’est pas importante par rapport aux objectifs d’une étude ou pour

l’interprétation des données. À l’inverse, de nouveaux niveaux et une syntaxe et des symboles associés

peuvent être développés afin d’être inclus dans le cadre en fonction des objectifs d’une étude (par

exemple, structure microbienne, critères d’effet de fonction, écotoxicité, fertilité du sol, caractéristiques

de porosité du sol, taux d’infiltration d’eau, etc.). Bon nombre des Normes internationales qui mesurent

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ISO 23992:2022(F)

les propriétés dynamiques du sol ou les indicateurs de fonction du sol (par exemple, stabilité des

agrégats du sol, effet de la pollution sur les lombriciens et les collemboles, respiration microbienne

du sol, échantillonnage d’invertébrés du sol) peuvent être intégrées dans le cadre relatif au sol. Des

informations supplémentaires telles que la date de l’échantillonnage, la profondeur de l’horizon du sol

et les coordonnées d’identification de l’emplacement de l’échantillon (par exemple, coordonnées GPS

ou coordonnées de latitude/longitude) peuvent également être intégrées dans un code d’empreinte

digitale de sol.

Si des bases de données conséquentes de codes de sol sont créées, des cadres d’interprétation des codes

individuels propres au type de sol, à l’usage du sol et au climat (et à des objectifs d’étude plus larges)

peuvent être créés.
5 Méthodologie
5.1 Obtention des données
5.1.1 Généralités

La qualité des données observées sur le terrain dépend des connaissances et de l’expérience de

l’observateur. Pour garantir des observations de sol cohérentes, il convient que les descriptions de sol

sur le terrain soient réalisées par du personnel formé et expérimenté, ayant dans l’idéal acquis des

connaissances sur des paysages, types de sols et objectifs de projets similaires (voir ISO 25177).

Toutes les données quantitatives mesurées pour tous les niveaux du cadre de qualité du sol doivent

[5] [6]

être enregistrées et consignées dans un rapport en unités SI. L’ISO 18400-101 , l’ISO 18400-102 ,

[7] [8] [11] [12]

l’ISO 18400-103 , l’ISO 18400-104 , l’ISO 18400-203 et l’ISO 18400-205 peuvent être

appliquées pour la préparation de l’échantillonnage de sol et la réalisation du prélèvement. En ce qui

concerne les procédures de contrôle de la qualité et d’assurance de la qualité, pour les aspects de

description de sol mentionnés ou spécifiés dans l’ISO 18400-106, l’ISO 18400-106 peut être appliquée.

D’autres recommandations relatives au contrôle de la qualité et à l’assurance de la qualité peuvent être

applicables à la place ou en complément.
[13]

Pour faciliter l’échange numérique de données relatives au sol, l’ISO 28258 peut être appliquée .

Les données à recueillir et la ou les méthodes utilisées pour recueillir les données pour chaque

niveau du cadre de qualité du sol doivent avoir été sélectionnées au préalable et être documentées

dans un plan d’échantillonnage. S’il est choisi de ne pas recueillir certaines données pour un ou

plusieurs niveaux, ce choix et les motifs de ce choix doivent également être enregistrés dans un plan

d’échantillonnage. Les écarts par rapport au plan et les raisons de ces écarts doivent être enregistrés.

Si une classification taxonomique de sol particulière est utilisée à la place de la symbologie du cadre

(voir Annexe B), le système de classification (notamment la référence) utilisé doit être enregistré dans

le plan d’échantillonnage.

Les paragraphes 5.1.2 à 5.1.7 décrivent le recueil des données requises pour remplir chaque niveau du

cadre de qualité du sol.
5.1.2 Niveau 0 — Métadonnées

Les métadonnées associées au recueil de chaque code d’empreinte digitale de sol doivent être recueillies

et/ou enregistrées et incluent:

— la date (et le cas échéant et/ou si possible, l’heure) du prélèvement de l’échantillon de sol;

— la géolocalisation du prélèvement de l’échantillon de sol (par exemple, coordonnées de latitude et de

longitude ou de système mondial de géolocalisation, etc.);

— les références d’identification des points de prélèvement des échantillons de sol (par exemple,

numéro de projet, nom de projet, site du terrain, parcelle du terrain, position d’échantillonnage,

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ISO 23992:2022(F)

numéro d’échantillon, etc., selon le cas); site, parcelle, noms de prélèvements répétés sur le terrain,

selon le cas);

— les limites supérieure et inférieure de profondeur de l’horizon de sol (en m) à compter de la surface

du sol de l’échantillon prélevé.

Ces métadonnées doivent être enregistrées dans le plan d’échantillonnage et compilées avec des codes

d’empreinte digitale de sol (voir Figure 3 et Annexe A).

Il convient d’enregistrer les conditions de terrain antérieures ou actuelles qui peuvent influencer

les données relatives à l’échantillon de sol (par exemple, conditions de sol sec ou de sol humide).

La description de l’ISO 25177 doit être appliquée pour la description des autres métadonnées.

5.1.3 Niveau 1 — Processus de formation géologique et numéro d’horizon

Les données de niveau 1 sur le processus de formation géologique peuvent être obtenues à partir

d’enregistrements d’étude de sol. Pour déterminer le numéro d’horizon, le profil de sol de l’ensemble de

l’horizon de surface du sol doit être exposé. Cela peut se faire en creusant une petite fosse pédologique

à l’aide d’une pelle mécanique ou d’une bêche sur toute la profondeur de l’horizon A [voir Figure 1 a)].

Lors du creusement de la fosse, l’intégrité du profil de sol doit être préservée afin que la profondeur de

chaque sous-horizon de sol puisse être déterminée et enregistrée [voir Figure 1 b), c)].

5.1.4 Niveau 2 — Structure du sol et masse volumique apparente

Pour recueillir des données de niveau 2 sur les traits de la structure du sol, le profil de sol de tout

l’horizon de sol (de surface) A doit être exposé comme décrit en 5.1.3. Lors du creusement de la fosse,

l’intégrité du profil de sol doit être préservée (par exemple, exposer une surface verticale régulière)

pour observer les détails de la structure de sol, de modification texturale et d’influences biotiques du

sol. Il est recommandé de prendre des photographies numériques de la fosse pédologique exposée et de

conserver ces enregistrements pour une consultation ultérieure.

Après avoir creusé la fosse pédologique jusqu’à l’horizon B [voir Figure 1 a)], la profondeur totale de

l’horizon A est mesurée et enregistrée [voir Figure 1 b), c)]. Des sous-horizons sont identifiés par des

changements de couleur et/ou en grattant délicatement une surface verticale lisse avec une bêche ou

un couteau pour détecter des changements évidents de compaction. Si des sous-horizons sont présents,

il est recommandé d’enregistrer leurs limites supérieure et inférieure de profondeur à compter

de la surface [voir Figure 1 c)]. L’identification et la description de sous-horizons A distincts sont

recommandées mais pas exigées. Le fait de décrire ou non des sous-horizons dépend de l’objectif ou des

objectifs du projet.

Si des traits de la structure du sol sont inclus dans le code d’empreinte digitale de sol, le type de structure

de sol, sa classe de taille, le pourcentage de type et de classe de taille, la cohésion et le degré d’organisation

de différents types de structures doivent être évalués visuellement [Figure 1 d), e)] par un personnel de

terrain expérimenté. Si un ou plusieurs sous-horizons sont présents, des informations sur la structure

du sol peuvent être recueillies pour chaque sous-horizon. De nombreux protocoles d’évaluation

visuelle du sol sont à disposition, mais il est recommandé d’appliquer les recommandations données

dans l’ISO 25177 et/ou les lignes directrices de l’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation

[21]

et l’agriculture (FAO) concernant la description du sol . Il est recommandé d’enregistrer le type de

structure du sol, sa classe de taille, le pourcentage de type et de classe de taille, la cohésion et le degré

d’organisation de différents types de structures en utilisant la symbologie et la syntaxe du cadre (voir

Tableau 2, Annexes A, B et C).

Les données de niveau 2 sur la masse volumique apparente peuvent être mesurées et/ou estimées.

Si elles sont mesurées, il convient de les déterminer par des analyses en laboratoire d’échantillons non

remaniés de terrain prélevés à côté (c’est-à-dire, dans un rayon de 1 m à compter) de la fosse pédologique

[19]

conformément à l’ISO 11272 . Il convient d’estimer la masse volumique apparente conformément aux

lignes directrices de la FAO concernant l’estimation sur le terrain de la masse volumique apparente de

[21]

sols minéraux, le cas échéante . Les échantillons de masse volumique apparente peuvent également

être prélevés à la surface d’une fosse pédologique verticale, et si tel est le cas, en cohérence avec les

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objectifs de projet spécifiés dans le plan d’échantillonnage. La masse volumique apparente doit être

codée soit sous la forme de valeurs de mesure effectives, soit sous la forme d’une classe de plage, et il

3 3

convient d’utiliser la classe de plage définie dans le cadre (de < 1,2 g/m à > 1,8 g/m ).

a) Face pédologique verticale exposée de la totalité de l’horizon A
b) Mesurage de la totalité de la profondeur de l’horizon A

c) Mesurage des limites supérieure et inférieure de profondeur de sous-horizons A

d) Échantillon de sol extrait comprenant la totalité de l’horizon A
e) Évaluation visuelle de la structure du sol de la totalité de l’horizon A
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ISO 23992:2022(F)
f) Fosse pédologique comblée avec le s
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