Soutenance mémoire
Dans les régions arides et semi arides, la salinisation des terres reste l’un des principaux types de stress environnementaux qui affecte la croissance des plantes (Choudhary et Kharche, 2018). La salinité est le terme utilisé pour décrire l’état où les sels solubles s’accumulent dans la solution (sol ou eau) à un niveau qui a un impact négatif sur la croissance et le développement des plantes cultivées (Srivastava et al., 2019). La salinisation provoque une dégradation des propriétés biologiques, chimiques et physiques des sols (Fall, 2016). Elle entraine la disparition du couvert végétal naturel remplacé parfois par d’immenses étendues de zones salées appelées tannes (Ndour, 2006), la diminution de leur fertilité et la réduction des rendements des cultures (Mermoud, 2006) qui peut impacter considérablement l’économie et provoquer une insécurité alimentaire.
La salinisation des terres résulte de causes naturelles dont l’intrusion des eaux marines lors des marées hautes, la remontée capillaire des eaux de nappes phréatiques salées, l’érosion des roches (Faye et al., 2019) mais aussi d’activités anthropiques dont le mauvais drainage des sols dans les périmètres irrigués et fertilisés par les engrais chimiques. En plus des causes anthropiques viennent s’ajouter le phénomène des changements climatiques tels que la hausse des températures qui favorise les fortes évaporations, la faiblesse des précipitations ; qui sont très favorables à l’ascension et à la précipitation des sels dans la zone racinaire et l’horizon superficiel (Hachicha, 2007). Selon la FAO (2006), la salinisation affecte au moins 400 millions d’ha et en menace gravement une surface équivalente (Legros, 2009). Près de 2% de la surface totale affectée se trouve en Afrique soit près de 40 Mha (FAO, 2006). Au Sénégal, la salinisation des terres ne cesse de prendre de l’ampleur (CSE/LADA, 2003). En 2009, la superficie des terres affectées était estimée à près de1 700 000 ha (LADA, 2009). Plus du cinquième de ces terres salées se trouvent dans la région naturelle du Sine-Saloum (régions de Fatick et Kaolack) et plus particulièrement dans la région administrative de Fatick (Fall, 2016).
Face à cette dégradation des terres qui s’accompagne d’une baisse de la productivité agricole, et d’une augmentation de la croissance démographique, l’accès aux terres agricoles est devenu problématique. De ce fait, il est nécessaire de restaurer et valoriser les espaces affectées par la salinité.
Ainsi, l’état et les collectivités locales ont entrepris plusieurs formes de lutte à savoir les méthodes mécaniques (confection de diguettes et digues anti-sel) qui coûtent très chères, les méthodes agro-chimiques par amendement de matières organiques et chimiques (épandage de coque d’arachide, de fumier, d’ordures ménagères, l’acide sulfurique, le gypse) pouvant avoir des impacts sur l’environnement et les méthodes biologiques respectueuses de l’environnement (Sayed, 2011) par le reboisement avec des espèces forestières adaptées à la salinité, avec l’appui de certains bailleurs de fonds et des institutions de recherches comme l’ISRA et l’IRD.
En effet, la méthode biologique de valorisation des terres dégradées via l’utilisation de plantes tolérantes au sel a été recommandée comme une approche intégrée de gestion appropriée des terres salées (Qadir et Oster, 2002 ; Singh, 2009). Certaines espèces sont non seulement capables de résister à certaines contraintes du milieu telles que la sécheresse et la salinité mais aussi de fixer l’azote et d’augmenter la disponibilité du phosphore (Diagne, 2011). Au Sénégal, beaucoup d’espèces appartenant aux genres Eucalyptus, Melaleuca, Acacia, Tamarix et Atriplex sont testées par la recherche. Elles sont plantées dans les tannes enherbées et dans les tannes arbustives en début d’hivernage (Ndour, 2006). Les études de ce même auteur ont montré que les espèces du genre Melaleuca sont dotées d’une plus grande capacité de résistance dans les milieux salés.
Plusieurs études ont montré que l’association symbiotique des plantes pionnières avec des bactéries fixatrices d’azote et des champignons mycorhiziens à arbuscules renforce leur capacité de mieux s’établir sur les sols salés (Diagne, 2011 ; Kumar et Verma, 2018). Cette approche fournirait un moyen rentable et respectueux de l’environnement d’atténuation du stress salin lié à la promotion de la croissance des plantes, ce qui pourrait à son tour conduire à une agriculture durable dans des conditions climatiques changeantes (Chakraborty et al., 2019).
La salinisation des terres
Généralités et définition
La salinisation est l’accumulation de sels tels que le sodium, le potassium, le magnésium, le calcium, les chlorures, les sulfates, les carbonates et les bicarbonates dans le sol (FAO, 2015). Elle devient problématique dans la mesure où elle entraine un accroissement de la pression osmotique qui rend l’eau plus difficilement mobilisable par les plantes, une toxicité de certains ions pour les végétaux (Cl- et Na+) et une dégradation du sol (modification de l’état structurale, diminution de la conductivité hydraulique etc.) (FAO, 2006). Un sol peut être reconnu comme affecté par le sel lorsque certains changements apparaissent à la surface du sol, comme l’apparition d’une croûte de sel blanche sur un terrain nu et le développement de taches salines dans le sol (Srivastava et al., 2019). Elle est mesurée par la conductivité électrique (CE) de l’eau du sol, qui est une évaluation de la concentration en sel total dissous (Hillel, 2005). Selon Chakraborty et al., (2019) un sol est salin lorsque sa conductivité électrique est supérieure à 4 déci-siemens par mètre (dS/m) à 25°C correspondant à 40 mM de NaCl soit 2,4 g/l (Chakraborty et al., 2019).
Les types de salinisation
Selon la concentration en sels et le pourcentage de sodium échangeable, certains auteurs ont catégorisé les sols en trois types (salin, sodique ou salin-sodique) (Chen et al., 2017 ; Choudhary et Kharche, 2018).
– les sols salins qui ont un pourcentage de sodium échangeable autour de 15, un rapport d’adsorption de sodium inférieur à 13 (à 25 °C), une conductivité électrique supérieure à 4 dS/m et un pH inférieur à 8,5.
– les sols sodiques qui ont une conductivité électrique généralement inférieure à 4 dS/m, le sodium échangeable est supérieur à 15, le pH de ces sols se situe entre 8,5 et 10,5. Le cation le plus répandu d’un sol sodique est le sodium et le bicarbonate est le plus complémentaire.
– les sols salin-sodiques qui présentent un pourcentage de sodium échangeable supérieur à 15, un rapport d’adsorption de sodium supérieur à 13 (à 25 °C), une conductivité électrique supérieure à 4 dS/m et un pH inférieur à 8,5.
Par conséquent, un sol avec des sels solubles excessifs est reconnu comme sol salin ; à haute teneur en sodium échangeable comme sodique et avec excès de sels et de sodium échangeable en tant que sol salin-sodique (Srivastava et al., 2019). Le tableau suivant indique la classification des sols en fonction de la conductivité électrique, le pourcentage de sodium échangeable, le pH et le rapport d’absorption du sodium (Choudhary et Kharche, 2018).
Causes
La dynamique des terres salées est sous l’influence de plusieurs facteurs. Selon leur source de provenance, les causes de la salinisation des terres sont classées en deux groupes ; celles qui ont une origine naturelle qualifiées de « primaires » et celles d’origine anthropique dites « secondaires » (Bensidhoum et Nabti, 2019). Selon la FAO, près de 80% des terres salinisées ont une origine primaire et 20% sont secondaire (FAO, 2006).
La salinisation primaire
La salinisation primaire ou naturelle résulte de l’accumulation des sels dans le sol à travers un long processus naturel de dégradation des roches salines et des apports éoliens des sels des mers et des océans (Mermoud, 2006). Elle implique l’accumulation de sels par des processus naturels en raison des teneurs en sels élevées dans les matériaux d’origine, les eaux souterraines, ou l’accumulation à long terme des sels contenus dans les précipitations (FAO, 2015). Elle peut être induite par les inondations périodiques par de l’eau de mauvaise qualité ou la remontée d’une nappe phréatique salée près de la zone racinaire (Mermoud, 2006). La migration et le dépôt des sels dissous dans l’eau dépendent des caractéristiques du milieu naturel et des précipitations (Attabi et taiba, 2019). Les sels de l’océan constitués principalement par le chlorure de sodium sont amenés par le vent et déposés par la pluie au niveau continental (Noomene, 2011). Dans les régions arides et semis arides, le lessivage et le transport en profondeur des sels dissous n’existent plus et l’évapotranspiration importante favorise la concentration des sels dans le sol (Jvarlin, 2012).
La salinisation secondaire
La salinisation secondaire est le résultat des activités humaines qui modifient l’équilibre hydrologique du sol entre l’eau appliquée (irrigation ou de pluie) et de l’eau utilisée par les cultures (transpiration) (Boukortt, 2016). Elle est causée par diverses activités anthropiques et les plus fréquentes sont :
– Le remplacement de la végétation pérenne avec des cultures annuelles : les arbres absorbent plus d’eau que les plantes cultivées de ce fait, si la nappe est salée et peu profonde le déboisement peut provoquer la migration des ions sels dans les horizons supérieurs et inférieurs du sol (Goyal et al., 2019). Le réchauffement climatique pourrait aggraver le problème et rendre beaucoup plus floue la frontière entre la salinisation d’origine naturelle et d’origine humaine (Jvarlin, 2012).
– Le défrichement des terres : contrairement à la végétation primitive, les cultures laissent le sol nu durant certaines périodes de l’année et les pluies survenant à ces moments ne seront pas absorbées et provoqueront le même phénomène de diffusion du sel vers la surface.
– L’application d’engrais chimiques avec un manque de précipitations ou de drainage appropriés pour lessiver les sels supplémentaires peut également entrainer la salinisation du sol (Srivastava et al., 2019).
– l’irrigation avec des eaux de mauvaises qualité : si l’eau d’irrigation appliquée contient des quantités relativement significatives d’ions sodium (Na+ ) par rapport aux quantités présentes d’ions magnésium (Mg2+) et d’ions calcium (Ca2+), et en particulier si l’ion bicarbonate (HCO3- ) est aussi présent ; les ions sodium peuvent alors saturer la majeure partie des sites d’échanges colloïdaux entrainant la formation de sols sodiques (Choudhary et Kharche, 2018).
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Table des matières
Introduction
Chapitre I : Synthèse bibliographique
I. La salinisation des terres
1) Généralités et définition
2) Les types de salinisation
3) Causes
a) La salinisation primaire
b) La salinisation secondaire
4) Les conséquences de la salinisation
a) Sur les végétaux
b) Sur les caractéristiques physicochimiques du sol
c) Sur les microorganismes du sol
d) Conséquences socio-économiques
5) Mécanisme d’adaptation des plantes au stress salin
a) Ajustement osmotique
b) Inclusion ou compartimentation
c) L’exclusion
6) Méthodes de lutte contre la salinisation
a) Les méthodes physiques
b) Les méthodes agrochimiques
c) Les méthodes biologiques
II. Les microorganismes symbiotiques et la tolérance au sel des plantes
1) Généralités sur les symbioses microbiennes végétales
a) La symbiose fixatrice d’azote
b) La symbiose mycorhizienne
2) Effet des champignons mycorhiziens à arbuscules sur la tolérance au stress salin chez les plantes
3) Effet des bactéries fixatrices d’azote sur la tolérance au stress salin chez les plantes
III. Généralités sur le Melaleuca
1) Classification botanique
2) Description du genre
3) Écologie
4) Usages
5) La tolérance au stress salin des Melaleuca
Chapitre II : Matériel et méthodes
I. Justification sur le choix et présentation du site de la plantation de Melaleuca
1) Justification sur le choix du site
2) Présentation du site de la plantation de Melaleuca
a) Localisation
b) Caractéristiques biophysiques
c) Activités socio-économiques
d) Géomorphologie
II. Matériel
III. Méthodes
1) Mise en place du dispositif expérimental
2) Mesure de la croissance des plantes de Melaleuca leucadendron (L.)
3) Etude de la diversité floristique de la végétation herbacée
4) Impact de la plantation de Melaleuca sur les propriétés physicochimiques du sol
5) Analyse statistique
Chapitre III : Résultats et discussion
I. Résultats
1) Effet du précédent inoculum avec le Rhizophagus Fasciculatus et /ou Frankia Ccl6 sur le taux de survie et la croissance des plantes de Melaleuca leucadendron (L.) en milieu salé
2) Effet de la plantation de Melaleuca leucadendron (L.) sur la végétation herbacée
3) Impact de la plantation de Melaleuca leucadendron (L.) sur les caractéristiques physicochimiques du sol
II. Discussion
Conclusion et perspectives
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
Annexe
