Salinisation et de l’alcalinisation des sols

Stress ionique

Lié à la composition en éléments du sol (carences ou toxicité en certains ions) : un déficit en N, P, MO, Cu, Zn, Fe, B,… peut avoir des conséquences importantes sur le développement des plantes. Un excès de minéraux AL, Na, Cl,… peut avoir des effets toxiques (Monneveux et This ,1997). Par titre des concentrations excessives de Cl- d’ions dans la solution du sol peuvent causer peuvent provoquer une brûlure des extrémités des feuilles et un jaunissement prématuré de celles-ci. Cependant ,les symptômes de toxicités typiques aux ions sodium Na 2+ sont des brûlures de feuilles, le dessèchement et la mort des tissus sur les bords externes des feuilles, contrairement aux symptômes causés par des ions Cl- qui apparaissent normalement à l’extrême pointe des feuilles (Maillard,2001). Selon Chinnusamy et al.,(2004)l’accumulation des ions toxiques Na+ et Cl- au niveau du mésophylle des feuilles, affecte la croissance et le métabolisme de la plante où le sel endommage les structures lipidiques et protéiques des membranes plasmiques .Ainsi la présence de ces ions perturbent l’activité enzymatique cellulaire principalement dans les tissus photosynthétiques (Hasegawa et al., 2000) . Chinnusamy et al., (2004)voient que la toxicités ionique peut être le résultat du remplacement de K+ par Na+ au niveau des sites actifs de protéines induisant aussi un changement des structure protéiques et enzymatiques.

Stress nutritionnel

Selon Snoussi et Halitim (1998), certains sels peuvent affecter la balance nutritionnelle chez les plantes s’ils sont présents en concentration excessive ou en proportion anormale .La présence excessive d’ions sodique, chlorique et borique peut provoquer une augmentation du pH du sol, ce qui a un effet indirect sur l’impossibilité d’absorption des ions ferreux, phosphate, zinc et manganèse indispensable pour la croissance des plantes (Maillard, 2001) . Des concentrations salines trop fortes dans le milieu provoquent une altération de la nutrition minérale des plantes (Levigneron et al., 1995)( in Haouala et al, 2007) .

D’après Haouala et al .,(2007) l’accumulation des ions Na+ dans la plante limite l’absorption des cations indispensables tels que K+ et Ca2+. Il y aurait une compétition entre Na+ et Ca2+ pour les mêmes sites de fixation apoplasmique. Ainsi ; l’augmentation de la concentration en Na+ s’accompagne d’une réduction de la concentration en Mg, K, N, P et Ca dans la plante. Ce déséquilibre nutritionnel est une cause possible des réductions de croissance en présence de sels lorsque des ions essentiels comme K+, Ca2+ ou NO3- deviennent limitant (Haouala et al.,2007). Selon Tester et Davenport (2003), (in Jabnoune, 2008) les effets osmotiques du stress salin peuvent également limiter la croissance des racines, ce qui limite les possibilités d’absorption des éléments nutritifs du sol.

Effet de la salinité sur la germination et la levée

La germination est régulée par des caractéristiques génotypiques mais aussi par les conditions environnementales et, en particulier, par la disponibilité de l’eau dans le sol (Sharma, 1973, Gutterman, 1993 )(in Ndour et Danthu, 2000), Selon Maillard (2001) , et Abdelly (2006),la plupart des plantes sont plus sensibles à la salinité durant leurs phases de germination et de levée dont l’effet nocif est de nature osmotique ou bien toxique. Selon Karmous (2007), elle agit également sur la germination en ralentissant sa vitesse, ce qui expose plus les semences aux risques. il a été démontré que la salinité inhibe la germination par son effet osmotique où elle affecte tous les processus de germination suite à la baisse du potentiel hydrique autour des graines, ce qui rend l’eau inaccessible à cette dernière pour la réhydratation et la reprise de la vie active de l’embryon (Maas et Poss, 1989). La réduction du potentiel osmotique de la solution du sol empêche l’imbibition de la graine suite à une diminution des activités enzymatiques et une forte absorption de Na+ par rapport à K+, ce qui conduit à une toxicité embryonnaire et un retard dans les processus métaboliques (Hsiao et al., 1976 ;Oertli,1976 )( in Adel et Bader, 2002).

Tolérance des plantes au stress salin

La caractérisation physiologique de la tolérance des végétaux à la salinité résulte de processus qui permettent au végétal d’absorber l’eau et les sels minéraux à partir de substrats à faibles potentiels hydriques, mais aussi de vivre en acceptant la présence importante du sodium dans ses tissus; les halophytes, qui accumulent le plus de sodium (Elzam et Epstein 1969, Ruse et Epstein, 1981; et in Guerrier, 1984), se distinguent ainsi par une forte capacité d’é1aboration de Composés organiques (Mercado, 1973, Briens et Larhe, 1982; in Guerrier, 1984), ces deux facteurs permettant le maintien d’une haute pression osmotique interne qui favorise les échanges d’eau entre les compartiments externe et cellulaire (Guerrier, 1984) Toutes les plantes ne réagissent pas de même manière face au stress salin, suivant leur production de biomasse en présence de sel, quatre grandes tendances ont été discernées : Halophyte vraies: dont la production de biomasse est stimulée par la présence de sel. Ces plantes (Atriplex sp.,Salicornia sp., Sueda sp. …) présentent des adaptations poussées et sontnaturellement favorisées par la salinité du sol. Halophytes facultatives: présentent une légère augmentation de biomasse à des teneurs faibles en sels: Plantagomaritima, Aster tripolium….

Ajustement osmotique Selon El Midaoui et al.,(2007) l’un des principaux caractères physiologiques de tolérance aux contraintes du milieu est l’ajustement osmotique. Celui-ci est réalisé grâce à une accumulation de composés osmorégulateurs qui peuvent être des ions tels que les K+, Na+ et Cl- ou des composés organiques tels les sucres solubles (fructose, glucose, tréhalose, raffinose, fructanes) et certains amino-acides (proline, glycine bétaïne, ß-alaninebétaïne, prolinebétaïne) conduisant à une réduction du potentiel osmotique permettant ainsi le maintien du potentiel de turgescence. L’accumulation de ces composés a été mise en évidence chez plusieurs espèces végétales soumises à la contrainte saline. Elle varie dans de larges proportions suivant l’espèce, le stade de développement et le degré de la salinité. Les différences d’accumulation des solutés (Acides aminés libres, proline et sucres solubles totaux) entre les plantes témoins et les plantes soumises au stress salin sont très importantes. Ce phénomène permet le maintien de nombreuses fonctions physiologique (photosynthèse, transpiration, croissance…) et peut intervenir à tous les stades du développement du végétal. Il permet une protection des membranes et des systèmes enzymatiques surtout dans les organes jeunes, la proline semblant jouer un rôle dans le maintien des pressions cytosolvacuole et de régulation du pH (Hassani et al., 2008).

Le contrôle membranaire

L’adaptation au stress salin se met en place également au niveau des membranes cellulaires (membrane plasmique, tonoplaste). La modification qualitative et quantitative des aquaporines (protéines trans-membranaires) est par exemple un processus capable de modifier la conductivité hydrique de la plante et de favoriser de restreindre les mouvements d’eau (Yeo, 1998). En termes de transport ionique, la stratégie de résistance à la salinité est qualitative et quantitative. La sélectivité des ions à l’entrée constitue la composante qualitative qui se définit à partir des différents transporteurs membranaires récents (antiports Na+/H+). Dans la diffusion facilitée comme dans le transport actif, les protéines membranaires peuvent être très spécifiques de certains solutés. Néanmoins, plusieurs solutés peuvent entrer en compétition pour une même protéine de transport (Na+ et K+). D’un point de vue quantitative, la perméabilité membranaire au Na+ ainsi que l’activité, la quantité, la sensibilité des antiports Na+/H+ membranaire évoluent pour s’adapter à un stress sodique à long terme (Niu et al.,1995 ; Terman et Skerrett, 1999).

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Table des matières

Liste des tableaux
Liste des figures
Lite des abréviations
Partie I : Étude bibliographique
Chapitre I : Généralité sur la salinité…
1. La salinité
2. La salinisation
2.1. Le processus de la salinisation et de l’alcalinisation des sols
3. Types de salinité
3.1. Salinisation primaire
3.2. Salinisation secondaire
4. Composantes de la salinité
4.1. Le stress osmotique
4.2. Stress ionique
4.3. Stress nutritionnel
4.4. Stress oxydatif
5. Effet de la salinité sur la plante
5.1. Effet de la salinité sur la germination et la levée
5.2. Effet de la salinité sur la morphologie de la plante
5.3. Effet de la salinité sur la physiologie de la plante
6.Effet de la salinité sur le rendement agronomique
7.Tolérance des plantes au stress sali
8.Tolérance des céréales à la salinité
9.Mécanismes de la tolérance des plantes à la salinité
9.1. Exclusion des ions
9.2. Compartimentation
9.3. Ajustement osmotique
9.4. Régulation de la croissance
9.5. Le contrôle membranaire
10.Importance des sols sales dans le monde et en Algérie
11.Classification des sols salins
12.Caractéristique des sols salins
13.Impact de la salinité sur les sols
14.Restauration et aménagement des sols salins
14.1. Drainage
14.2. Lessivage
14.3. Réhabilitation par modification des pratiques culturales
14.4. Le biodrainage
14.5. La phytoremédiation
Chapitre II : Bibliographie de l’orge
1.Généralités
2.Origine géographique et génétique
3.Classification de l’orge
3.1. Description botanique
4.Exigences agro-écologiques
4.1. Sol
4.2. Eau
4.3. Température
4.4. Photopériode
5.Les variétés d’orge utilisées en Algérie
6.Accidents, maladies et ravageurs
Partie II : Étude expérimentale
Chapitre I : Présentation de la région d’étude
1.Présentation générale de la wilaya de Relizane
1.1. Situation géographique
1.2. Altitude et pente
1.3. Les ressources hydriques à travers la wilaya
1.4. Irrigation
1.5. Le sol
1.6. Le milieu agricole
1.7. Production agricole
1.8. Climatologie
Chapitre II : Matériels et Méthodes
1.Objectif
2.Lieu de l’expérimentation
3.Les opérations culturales
4.Matériel et méthodes
4.1. Matériel utilisés
4.1.1. Matériel végétal
4.1.2. Dispositif expérimentale
4.2. Analyse du sol
4.3. Les relevés météorologiques de la compagne 2013-2014
5.Paramètres mesurés
5.1. Les caractères morphologiques
5.2. Les caractères de production
PARTIE III : Résultats et Discussion
Chapitre I : Résultats
1.Analyse du sol
2.Les caractères morphologiques
2.1. Hauteur de chaume « cm »
2.2. Longueur de l’épi sans barbe « cm »
2.3. Longueur de barbe « cm »
3.Les caractères de production
3.1. Nombre de plant /m2
3.2. Nombre d’épis /m²
3.3. Nombre de grains par épis
3.4. Le poids de mille grains
3.5. Le rendement
Chapitre II : Discussion
1.Caractères morphologiques
1.1. Hauteur de chaume
1.2. Longueur de l’épi
1.3. Longueur de barbe (cm)
2.Caractères de production
2.1. Nombre d’épis par m2
2.2. Nombre de plantes /m2
2.3. Nombre de grain par épi
2.4. Le poids de mille grains
2.5. Le rendement
Conclusion
Références bibliographiques
Annexes