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Salinisation
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La salinisation est l'accumulation des sels dans les sols. Elle a pour principales conséquences une augmentation de la pression osmotique, une toxicité pour les végétaux due à l'accumulation de certains ions, dont Na+, et une dégradation du sol.
Sommaire |
Le problème de salinisation dans le monde
En moyenne, la Terre perd 10 hectares de terres cultivable par minute, dont 3 hectares à cause de la salinisation.
Les régions du monde les plus affectées par la salinisation sont la Tunisie, l'Égypte, l'Iraq, l'Iran, le Pakistan et la Californie[1].
Causes possibles
80 % des terres salinisées ont une origine naturelle, on qualifie alors la salinisation de « primaire ». Dans ce cas, elle est entraînée par la formation des sels pendant l'altération des roches ou par des apports naturels externes. 20 % des terres salinisées ont donc une origine humaine et sont qualifiées de « secondaires ».
L'irrigation peut être une des causes humaines de la salinisation[2]. En effet, 20% des terres irriguées ont des problèmes de salinités[3]. Lorsque l'irrigation est trop abondante pour être absorbée par les racines des plantes (absence d'un système efficace de drainage), le sol est humidifié en profondeur, permettant au sel de remonter à la surface. Cela peut-être évité en utilisant d'autres méthodes d'irrigation, comme l'irrigation au goutte-à-goutte[4].
Le défrichement (ou défrichage) provoque aussi la salinisation. Contrairement à la végétation primitive, les cultures laissent le sol nu certaines périodes de l'année. Les pluies survenant à ces moments ne seront pas absorbées et provoqueront le même phénomène de diffusion du sel vers la surface[5].
La remontée des nappes phréatiques est un autre cause de salinisation.
Problèmes liés
Le plus gros problème dans les années à venir va venir du réchauffement climatique et de l'augmentation de la population mondiale. D'une part car l'irrigation va devenir de plus en plus indispensable, notamment dans les régions arides, pour combler les déficit en eau et pour utiliser un maximum les terres arables et subvenir aux besoins d'une population croissante, et d'autre part car les phénomènes d'évaporation inhérents à l'augmentation de la température va accentuer le phénomène de concentration des sels dans les sols.
Le stress salin chez les plantes
Certaines plantes ont acquis des mécanismes d'adaptation et résistance - dans une certaine mesure[6] - au sel[7], mais la salinité est l'un des facteurs les plus limitants de la productivité des cultures (hormis dans quelques cas (culture de la salicorne par exemple).
Le coût des pertes liées à celle-ci est estimé être d'environ 12 milliards de dollars US pour une année, prix qui devrait sans doute augmenter dans les années à venir[8] puisque la salinisation gagne régulièrement du terrain.
Les effets chez les plantes du stress salin
Les effets généraux sont:
- Les effets osmotiques
- Changement de la turgescence
- Biosynthèse d'osmolytes
- Les effets relatifs aux ions
- Toxicité (qui peut aussi varier selon le type de sel)
- nutrition en minéraux perturbées (inhibition de l'arrivée de minéraux, perte de la sélectivité K/Na...)
- Le stress oxydatif
- Les effets sur les organismes symbiotes ou utiles et commensaux de la plante (ex : bactéries fixatrices de l'azote, champignons Mycorhizateurs, Pollinisateurs, décomposeurs du sol...)
Beaucoup de plantes et de micro-organismes[9] disposent de mécanismes de défense contre le sel, mais ils ne sont généralement que de court-terme ou non adaptés aux sols saturés en sel. Actuellement, la création par sélection ou génie génétique (OGM) de variétés résistantes aux sols salins et/ou aux eaux d'irrigations saumâtres est un sujet de recherche et de spéculation financière (brevetage du vivant...).
Les généticiens cherchent à insérer dans des plantes cultivées (ou arbres de sylviculture) des éléments de génomes d'autres plantes ou d'autres organismes (poisson, microorganismes résistants au sel).
Mais l'un des problèmes agronomiques est qu'en zone salinisée (ou à risque de salinisation), des cultures intensives d'arbres ou plantes résistantes au sel peuvent - en augmentant l'évapotranspiration - encore concentrer le sel dans les couches supérieures du sol et aggraver les effets de la salinisation pour les autres organismes.
Différentes sensibilités
Deux grands types de plantes sont à prendre en considération:
- les glycophytes (la majorité des espèces cultivées en font partie), qui sont généralement sensibles, voire très sensible aux excès de sel. Certaines de ces espèces disposent cependant de moyens d'y résister temporairement [10].
- les halophytes (environ 2% les espèces terrestres), qui sont les espèces les plus tolérantes aux sels.
Elles poussent naturellement sur les terres exposées au sel (semi-déserts salins, marais à mangroves, bord de mer...). Chez ces espèces on distingue :- l'halotolérance véritable : adaptation au stress osmotique en utilisant les solutés compatibles (proline, Polyols, composés d'ammonium quaternaire (Quats)...) et des protéines spéciales
- l'évitement du sel par la plante, qui se fait - sans vraie tolérance - en adoptant un cycle de vie très court rapidement réalisé en périodes pluvieuses, et/ou via des mécanismes d'excrétion du sel, etc... Ces plantes ne sont pas utilisées en tant que culture mais peuvent être utiles pour éviter ou limiter l'érosion ou la dégradation des sols.
Notes et références
- Pierre Davoust, « Éco socio systèmes ». Consulté le 13 mars 2009
- Centre d'information sur l’eau et ses usages, « La salinisation causée par l'irrigation ». Consulté le 13 mars 2009
- Pitman M. and Läuchli A.2004. Salinity: Environment - Plants – Molecules, chapter one: global impact of salinity and agricultural ecosystems
- Jared Diamond, Effondrement, Gallimard, 648 p. [lire en ligne], p. 459-460
- Jared Diamond, Effondrement, Gallimard, 648 p. [lire en ligne], p. 460
- Muhammad Ashraf, Some important physiological selection criteria for salt tolerance in plants ; Morphology, Distribution, Functional Ecology of Plants, Volume 199, Issue 5, 2004, Pages 361-376 (Résumé)
- Michael C. Shannon, Adaptation of Plants to Salinity ; Advances in Agronomy, Volume 60, 1997, Pages 75-120, doi:10.1016/S0065-2113(08)60601-X (Résumé/extrait)
- Ghassemi F. Jakeman A.J. and Nix H.A.1995.Salinisation of Land and Water Resources. University of New South Wales Press Ltd.
- Ramón Serrano, Salt Tolerance in Plants and Microorganisms: Toxicity Targets and Defense ResponsesInternational Review of Cytology Volume 165, 1996, Pages 1-52 doi:10.1016/S0074-7696(08)62219-6 (Résumé)
- Ana Santa-Cruz, Manuel Acostab, Ana Rusa, Maria C. Bolarina, Short-term salt tolerance mechanisms in differentially salt tolerant tomato species ; Plant Physiology and Biochemistry ; Volume 37, Issue 1, January 1999, Pages 65-71 doi:10.1016/S0981-9428(99)80068-0 (Résumé)
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