Généralités sur la salinité

Les céréales constituent de loin la ressource alimentaire la plus importante au monde à la fois pour la consommation humaine et pour l’alimentation du bétail, le secteur des céréales est d’une importance cruciale pour les disponibilités alimentaires mondiales. En ce début du XXIe siècle, ils fournissent encore près de la moitié des calories alimentaires de l’humanité. Et seront sans doute amenés à jouer un rôle fondamental face aux défis démographiques et environnementaux du siècle. Les rendements moyens de céréales sont ainsi passés de 1,3 à 3,5 t/ha au niveau mondial entre 1969 et 2009. Ils sont des plantes, principalement de la famille des Graminées, qui incluent le blé, le maïs et le riz mais aussi l’orge, l’avoine, le seigle et le mil. Ces plantes ont en commun des hauts rendements, des principes énergétiques importants ainsi que des durées de conservation des graines très longues. Le blé tendre est une céréale importante en termes de consommation humaine dans de nombreux pays du monde. Il sert principalement à la fabrication de semoule, matière première des pâtes alimentaires (Feillet, 2000). Il fait partie des trois grandes céréales cultivées avec le maïs et le riz. C’est la deuxième par l’importance de la récolte mondiale, et la plus consommée par l’homme après le riz. Leur production mondiale a atteint 695,7 millions de tonnes en 2011-2012 (Destrait et Defense., 2011). Il est cultivé principalement dans les pays du bassin Méditerranéen à climat aride et semi-aride. Elle se caractérise par l’augmentation de la température couplée à la baisse des précipitations, en plus la désertification et la sécheresse, diminuent les potentialités de production des sols agricoles (Abeledo et al., 2008). En Algérie, le blé avec ces deux types, dur et tendre, ainsi que l’orge constituent, une culture alimentaire irremplaçable. Selon différentes études, la superficie réservée à la céréaliculture en Algérie est, aujourd’hui, de 3,3 millions d’hectares. 40% de ses surfaces sont destinés à la production de blé dur, soit 1,35 millions d’hectares et les 20% restants sont réservés à la production du blé tendre lequel reste généralement faible. Malgré les efforts consentis, les rendements restent très bas puisqu’ils ne tournent qu’autour de 8 à 10 qx/ha. Leur faible niveau de production est souvent expliqué par l’influence des mauvaises conditions pédoclimatiques associées, entre autre, à une faible maîtrise des techniques culturales (Selmi, 2000).

Généralités sur la salinité

Plusieurs auteurs ont défini la salinité des sols et des eaux comme étant la présence de concentration excessive de sels solubles, ou lorsque les concentrations en (Na+), (Ca++), (Mg++) sous formes de chlorures, carbonates, ou sulfates sont présentes en concentrations anormalement élevées (Asloum, 1990). Ce type de stress est essentiellement dû au NaCl en conditions naturelles (Sun et Zheng, 1994). Il caractérise les zones arides et semi arides, surtout là où l’irrigation est pratiquée (Ashraf, 1994). La salinité déclencherait un stress environnemental très significatif chez les plantes cultivées, qui constitue un obstacle majeur sur la productivité agricole.

Définition de sols salés (sols halomorphes)

Les sols salins sont naturellement présents sous tous les climats et sur tous les continents. Ils sont là où l’évaporation excède les précipitations pluviaux de façon permanente ou temporaire, ils sont étroitement liés à une source de salinité d’ordre géologique (évaporites), hydrogéologique (eaux souterraines) ou hydrologique (eaux marines) (Girard et al., 2005). Les sols salés sont ceux dont l’évolution est dominée par la présence de fortes quantités de sels solubles, ou par la richesse de leur complexe absorbant en ions, provenant de ces sels et susceptibles de dégrader leurs caractéristiques et propriétés physiques, en particulier leur structure. On parle en général de sol salé lorsque la concentration des solutions dépasse 0,5g/l (Robert, 1996). Selon Calvet (2003), un sol est dit salé quand la conductivité électrique est supérieure à 4ds/m. Génétiquement, les sols sont constitués par deux unités très différentes, les salisols, dans lesquels les sels sont formés de sodium, de calcium ou de magnésium sont sous la forme de sels solubles simples ou complexes. Les sodisols à complexe sodique dans lesquels les cations, essentiellement le sodium sont sous la forme échangeable, les sels solubles étant très peu abondants (Bouteyre et Loyer, 1992).

Notion de la salinisation
C’est un processus d’enrichissement d’un sol en sels solubles qui aboutit à la formation d’un sol (IPTRID, 2006). Une salinisation trop importante accompagnée parfois d’une alcalinisation du complexe absorbant des sols (IRD, 2008). Ce sont là les types de dégradation les plus fréquentes et souvent liées à la désertification. Plus l’aridité est forte, plus l’irrigation est incontournable à la culture, et plus son usage est risqué.

La salinisation peut avoir une origine naturelle: faible précipitations, évaporation intense, existence d’une roche mère salée (Forster et al., 1990), elle représente 80% des terres salines et appelé salinisation primaire.

Classification des sols salés

Selon Duchaufour (1983), deux sous classes de sols halomorphes sont distinguées:

Sols à complexe sodique ou sols alcalins(les solonetz)

Caractérisés par une saturation marquée en (Na+) et une accumulation des sels en profondeur. Ces sols se caractérisent par la présence d’une quantité importante de sodium qui dépasse les 15% de le C.E.C (capacité d’échange cationique). La conductivité électrique(C.E) ne dépasse pas 4ds/m à 25°C et le pH est supérieur à 8,5. La relative abondance de l’ion sodium, dans la garniture ionique absorbant, peut avoir deux origines distinctes:
– elle peut provenir du sodium libéré par l’altération de certains minéraux alcalins.
– elle peut résulter d’une saturation progressive du complexe en sodium, aux dépens d’une solution saline (Duchaufour, 1983). Ces sols ont un profil peu stable, en raison de la grande facilité de dispersion des argiles, ils sont asphyxiants plutôt que physiologiquement secs.

Sols salins à complexe calcique (solontcheks)

Caractérisés par une accumulation marquée des sels solubles en surface. Ces sols se rencontrent dans les zones à climat sec. Ils se caractérisent par un pH généralement inférieur à 8,5 et supérieur à 7 et le sodium n’y forme pas plus de 50% des cations en solutions (Dajoz, 1982). La conductivité électrique de l’extrait aqueux à saturation est supérieure à 4,5ds/m à 25°C. Dans les horizons inférieurs (suivants la texture) (Duchaufour, 1983), avec un taux de sodium échangeable (E.S.P) inférieur à 15% de la C.E.C du sol. Ces sols présentent une structure non dégradée caractérisés par une richesse en sels solubles, tels qu’ils inhibent la croissance de la plupart des plantes cultivées (Aubert, 1978).

Définitions du stress

Selon Levitt (1980), le terme stress désigne un facteur de l’environnement induisant une contrainte potentiellement néfaste sur un organisme vivant. D’après Dutuit et al., (1994), le stress est le dysfonctionnement (rupture d’un équilibre fonctionnel) produit dans un organisme ou dans un système vivant, par exemple par une carence. Le stress est donc, un ensemble de conditions qui provoquent des changements de processus physiologiques résultant éventuellement de dégâts, dommages, blessures, inhibition de croissance ou de développement. On appelle stress toute pression dominante exercée par un paramètre, perturbant le fonctionnement habituel de la plante. En revanche, la réponse du végétal dépend, entre autres, de ces paramètres environnementaux, tels que: le type de contrainte, son intensité, sa durée et caractéristiques génétiques: espèce et génotype (Hopkins, 2003).

La plante et le stress 

Le quotidien des végétaux n’est pas de tout repos. En effet, la croissance est, à tout instant, affectée par une multitude de stress environnementaux. Les plantes ont mis en place des mécanismes qui leur sont propres pour percevoir et répondre à toute une série de stress environnementaux tels que la déshydratation, les basses températures, la chaleur, les stress mécaniques comme le toucher ou le vent, les blessures ou encore les infections provoquées par des espèces qui leur sont pathogènes. Tous ces stress environnementaux sont donc perçus par la plante comme des stimuli qui, par un phénomène de transduction du signal au sein de la cellule végétale, vont à leur tour induire tout un ensemble de réponses biochimiques, moléculaires (expression ou répression de certains gènes) ou physiologiques (Tafforeau, 2002). Ainsi, depuis la vie embryonnaire, le développement des végétaux est fonction non seulement de l’information génétique que ceux-ci portent et qui est spécifique à chaque individu, mais aussi des caractéristiques de l’environnement. Les végétaux sont constamment soumis aux différentes variations environnementales et subissent divers stress biotiques et/ou abiotiques. Aussi, les plantes ont-elles développé des stratégies d’évitement et de tolérance vis-à-vis de ces variations, ce qui leur permet de s’adapter et de s’acclimater aux différentes modifications pour survivre (Elmsehli, 2009) .

Table des matières

INTRODUCTION
PARTIE I. ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
CHAPITRE I : SALINITE ET PROBLEME DE SALINISATION
І.1. Généralités sur la salinité
І.1.1. Définition des sols salés (sols halomorphes)
І.1.2. Notion de la salinisation
I.1.3 Classification des sols salés
I.1.3.1 Sols à complexe sodique ou sols alcalins(les solonetz)
I .1.3.2 Sols salins à complexe calcique (solontcheks)
I.1.4 Importance des sols salés et répartition géographique
І.2 Définitions du stress
І.2-1 La plante et le stress
І.2.2 Principe général d’adaptation et de résistance des plantes à l’excès de sel
І.2.3 Les stratégies d’adaptation
І.2.3.1 Homéostasie cellulaire
І.2.3.2 Séquestration du sodium dans des vacuoles
І.2.3.3 Prélèvement de (K+)
І.2.3.4 Biosynthèse d’osmoprotectants
І.2.3.5 Synthèse de protéines induites par le sel
І.2.3.6 Synthèse d’antioxydants
І.2.3.7 Régulation de croissance
І.3 Conséquences de la salinité sur la plante
І.3.1 Effet de la salinité sur la germination
І.3.1.1. Effets osmotiques
І.3.1.2. Effets toxiques
І.3.2 L’effet de la salinité sur la croissance
І.3.3 L’effet de la salinité sur l’eau dans la plante
І.3.4 Effet de la salinité sur le comportement biochimique de la plante
І.3.5 L’effet de la salinité sur les enzymes antioxydantes
І.3.6. Effet de la salinité sur les processus physiologiques de la plante
CHAPITRE ІІ : PRESENTATION DE L’ESPECE ETUDIEE
Introduction
ІІ .1.Présentation de l’espèce étudiée
ІІ.1.1. Le blé
ІІ.1.2. Historique
ІІ.1.3. Importance économique et distribution
ІІ.1.3.1. Situation en Algérie
ІІ.1.3.2. Le blé dans le monde
ІІ.1.4. Origine génétique
ІІ.1.5. Classification botanique
ІІ.2.Biologie et cycle de développement du blé
ІІ.2.1. Caractères morphologiques
ІІ.2.1.1. Structure et composition du grain de blé
ІІ.2.1.2. Les enveloppes et la couche à aleurone
ІІ.2.1.3. Le germe
ІІ.2.1.4. L’albumen ou amande
ІІ.2.2. L’appareil végétatif
ІІ.2.2.1. L’appareil racinaire
ІІ.2.2.2. L’appareil aérien
ІІ.2.2.3. L’appareil reproducteur
ІІ.2.3. Croissance et développement
ІІ.2.3.1. Germination – levée
ІІ.2.3.2. Tallage
ІІ.2.3.3. Montaison – gonflement
ІІ.2.3.4. Epiaison- floraison
ІІ.2.3.5. Remplissage du grain
ІІ.3.3. Exigences du blé
ІІ.3.3.1. Température
ІІ.3.3.2. L’eau
ІІ.3.3.3. Fertilisation
PARTIE II: ETUDE EXPERIMENTALE
CHAPITRE ІІІ: MATERIEL ET METHODES
ІІІ.1. Matériel végétal
ІІІ.2. Dispositif expérimental
ІІІ.3. Paramètres étudiés
ІІІ.3.1. analyses du sol
ІІІ. 3. 1.1. Texture
ІІІ. 3. 1. 2. Matière organique
ІІІ. 1.3. 3. Conductivité électrique (EC)
ІІІ. 1. 3. 4. Calcaire total
ІІІ.2. Faculté germinative
ІІІ. 3. Analyses biochimiques
ІІІ. 3.1. Dosages des pigments photorécepteurs
ІІІ. 3. 2. Dosage des sucres solubles
ІІІ. 3. 3.Dosage de la proline
ІІІ. 3. 4. Dosage des protéines
ІІІ. 4. Paramètres enzymatiques
ІІІ. 4. 1. Détermination de l’activité de la catalase (CAT)
ІІІ. 4. 2. Détermination de l’activité peroxydase (POX)
ІІІ. 4. 3. Dosage de gaïacol peroxydase (GPOX)
ІІІ. 4. 4. Dosage de glutathion (GSH)
ІІІ. 4. 5. Détermination de l’activité enzymatique de l’APX et GPOX
ІІІ. 4. 6. Détermination de l’activité ascorbate peroxydase (APX)
ІІІ.4. 7. Détermination de l’activité du Glutathion S-Transférase (GST)
CHAPITRE ІV RESULTATS ET DISCUSSION PARTIE GERMINATION
ІV.1. Faculté germinative
ІV.2. Paramètres biochimiques
ІV.2.1. Dosages des pigments photorécepteurs
ІV.2.2. Contenu en sucres solubles
ІV.2.3. Contenu en proline
ІV.2.4. Contenu en protéines
ІV.5. Paramètres enzymatiques
ІV.5.1. Activité de la catalase
ІV.5.2.Activité peroxydase
ІV.5.3. Activité du gaïacol peroxydase
ІV.5.4. Contenu en glutathion (GSH)
ІV.6. DISCUSSION
CHAPITRE V: RESULTATS ET DISCUSSION PARTIE CROISSANCE
V.1. Analyses physico-chimiques du sol
V.1. Paramètres biochimique
V. 1.1 Contenu des pigments photorécepteurs
V. 1.1.1.Contenu de chlorophylle (a)
V. 1.1. 2. Contenu en chlorophylle (b) et caroténoïdes
V. 1.2. Contenu en protéines totaux
V. 1.3. Contenu en proline
V. 1.4. Contenu en sucres solubles
V. 2. Paramètres enzymatiques
V. 2. 1. Effet du sel sur l’activité de la catalase
V. 2. 2. Effet du sel sur l’activité de la peroxydase
V. 2. 3. Effet du sel sur l’activité du gaïacol peroxydase
V. 2. 4. Effet du sel sur l’activité de l’ascorbate peroxydase
V. 2. 5. Effet du NaCl sur Le contenu en glutathion
V. 2. 6. Effet du NaCl sur l’activité du glutathion S-Transférase
V. 3. DISCUSSION
CONCLUSION GENERALES
BIBLIOGRAPHIE
Annexes

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