Tolérance au sel des cultures - Salt tolerance of crops
La tolérance au sel des cultures est le niveau de sel maximum qu'une culture tolère sans perdre sa productivité alors qu'elle est affectée négativement à des niveaux plus élevés. Le niveau de sel est souvent considéré comme la salinité du sol ou la salinité de l' eau d' irrigation .
La tolérance au sel est importante dans les terres irriguées des régions (semi)arides où le problème de salinité des sols peut être important en raison de la salinisation qui s'y produit. Il concerne des centaines de millions d'hectares. Une répartition régionale des 3 230 000 km² de terres salines dans le monde est indiquée dans la zone affectée par le sel sur la base de la carte mondiale des sols FAO/UNESCO .
De plus, dans les zones où l'irrigation par aspersion est pratiquée, l'eau d'aspersion salée peut causer des dommages considérables par brûlage des feuilles, que le sol soit salin ou non.
Histoire
L'une des premières études réalisées sur la salinité du sol et la réponse des plantes a été publiée dans le USDA Agriculture Handbook No. 60, 1954. Plus de 20 ans plus tard, Maas et Hoffman ont publié les résultats d'une étude approfondie sur la tolérance au sel. En 2001, une étude canadienne a fourni une quantité substantielle de données supplémentaires. Une étude complète des tolérances signalées dans le monde entier a été réalisée par la FAO en 2002.
La plupart des études ont été faites avec des expériences en pot ou en tambour ou dans des lysimètres dans des conditions contrôlées. La collecte de données de terrain dans les conditions des agriculteurs était rare, probablement en raison des efforts plus importants et des coûts plus élevés impliqués, du manque de contrôle des conditions de croissance des plantes autres que la salinité du sol et de la plus grande variation aléatoire des rendements des cultures et de la salinité du sol. Pourtant, avec des méthodes statistiques, il est possible de détecter le niveau de tolérance à partir des données de terrain. Salt Farm Texel, une société de recherche basée aux Pays-Bas, a identifié diverses cultures présentant une tolérance considérable au sel.
Classification
La salinité du sol et de l'eau peut être exprimée de diverses manières. Le paramètre le plus couramment utilisé dans la salinité du sol est la conductivité électrique de l'extrait (ECe) d'une pâte de sol saturée en unités de déciSiemens par mètre (dS/m) (précédemment mesurée en millimhos par centimètre (mmho/cm)). Bernstein a présenté la classification des sols suivante basée sur l'ECe en dS/m :
ECe 0–2 sol non salin
ECe 2–4 légèrement salin, rendement des cultures sensibles réduit
ECe 4–8 modérément salin, réduction du rendement de nombreuses cultures
ECe 8–16 salin, rendement normal pour les cultures tolérantes au sel uniquement
ECe > 16 culture raisonnable rendements uniquement pour les cultures très tolérantes
La modélisation
Une façon courante de présenter les données de culture et de salinité est selon le modèle de Maas-Hoffman (voir la figure ci-dessus) : initialement une ligne horizontale connectée à une ligne en pente descendante. Le point d'arrêt est également appelé seuil ou tolérance. Pour les données de terrain avec variation aléatoire, le niveau de tolérance peut être trouvé avec une régression segmentée . Comme le modèle de Maas-Hoffman est ajusté aux données par la méthode des moindres carrés , les données à l'extrémité influencent la position du point de rupture.
Une autre méthode a été décrite par Van Genuchten et Gupta. Il utilise une courbe en S inversée comme le montre la figure de gauche. Ce modèle reconnaît que l'extrémité arrière peut avoir une pente plus plate que la partie médiane. Il ne fournit pas un niveau de tolérance élevé.
L'utilisation du modèle Maas-Hoffman dans des situations avec une tendance plate dans la queue peut conduire à un point de rupture avec une faible valeur ECe, en raison de l'utilisation de la condition pour minimiser les écarts des valeurs du modèle par rapport aux valeurs observées sur l'ensemble domaine (c'est-à-dire y compris la queue).
En utilisant la fonction logistique sigmoïde pour les mêmes données appliquées dans le modèle de van Genuchten-Gupta, la courbure devient plus prononcée et un meilleur ajustement est obtenu.
Un troisième modèle est basé sur la méthode de régression partielle, dans laquelle on trouve le plus long tronçon horizontal (la plage sans effet ) de la relation rendement-ECe tandis qu'au-delà de ce tronçon, la baisse du rendement s'installe (figure ci-dessous). Avec cette méthode, la tendance à la fin ne joue aucun rôle. De ce fait, le niveau de tolérance (point de rupture, seuil) est plus important (4,9 dS/m) que selon le modèle de Maas-Hoffman (3,3 dS/m, voir la deuxième figure ci-dessus avec les mêmes données). Un meilleur ajustement est également obtenu.
Augmenter la tolérance
Actuellement, une quantité considérable de recherches est entreprise pour développer des cultures agricoles avec une tolérance plus élevée au sel afin d'améliorer la culture des cultures dans les régions frappées par la salinité.
Dommages aux feuilles
En Australie, la classification suivante de la salinité de l'eau d'irrigation par aspersion a été élaborée :
| Sensibilité | Chlorure (mg/l) | Sodium (mg/l) | Culture affectée |
|---|---|---|---|
| Sensible | <178 | <114 | Amande, abricot, agrumes, prune |
| Modérément sensible | 178–355 | 114-229 | Capsicum, raisin, pomme de terre, tomate |
| Modérément tolérant | 355-710 | 229-458 | Orge, concombre, maïs doux |
| Tolérant | >710 | >458 | Chou-fleur, coton, carthame, sésame, sorgho, tournesol |
Voir également
- Biosalinité – Utilisation de l'eau salée pour l'irrigation
- Tolérance des cultures à l'eau de mer
- Halophyte – Plante tolérante au sel
- Halotolérance – Adaptation à la salinité élevée
- Élévation du niveau de la mer – Élévation actuelle du niveau mondial de la mer due au réchauffement climatique
- Le sodium en biologie
- Salinité du sol – Teneur en sel dans le sol
- Contrôle de la salinité des sols