Pédologie - cours

Le stress salin

Le stress salin

La salinité constitue l‟un des facteurs abiotiques les plus répandus dans les zones arides et semi arides ce qui limite fortement les rendements agricoles (KHALES et BAAZIZ., 2006). Le terme de stress salin s’applique essentiellement à un excès d’ions, mais pas exclusivement, aux ions Na+ et Cldans la rhizosphère et dans l’eau (PARIDA et DAS., 2005). Le stress salin déclenche à la fois un stress osmotique et un stress ionique (RAINS., 1972; FLOWERS et al., 1986; FLOWERS et al., 1988; FLOWERS., 2004). Il est accompagné souvent d’une baisse importante du potentiel hydrique (KINET et al., 1998).

Le stress salin peut directement où indirectement affecter le statut physiologique des plantes en changeant le métabolisme, la croissance et le développement des plantes (AJMAL KHAN et al., 2000 ; GARG et al., 2002).

1- Salinité des sols

La salinité affecte la production agricole et sa qualité dans les régions arides et semiarides, où les précipitations sont limitées et ne sont pas suffisantes pour transporter les sels au profil racinaire des plantes (SCHULZE et al ., 2005).

En Afrique du nord, la salinisation affecte surtout les régions irriguées et les parties basses sujettes à des taux d’évaporation importants. Dans ces régions, il existe un risque important de salinisation des nappes (CONACHER et al ., 1998). La salinité peut être définie comme étant un processus pédologique suivant lequel le sol s‟enrichit anormalement en sels solubles acquérant ainsi le caractère salin (EILERS et al., 1995 ; GREGORY.,2005). Un sol salé est caractérisé par un surplus de sels est en particulier l‟ion Na+ dans le profil (SCHUT.,1996).

La formation d’un sol salin résulte généralement de l’accumulation de sels dans les horizons de surface (LEVY.,2000 ; BRADY et WEIL.,2002; ESSINGTON.,2004). Ce processus dépend essentiellement du régime hydrique du sol et des sources de sel. Lorsque le climat est chaud et sec, entraînés par les eaux capillaires suivant le flux d’évaporation, les sels sont accumulés en surface. Les sels les plus communs présents dans la solution du sol correspondent aux cations Ca2+, Mg2+, Na+, K+, et aux anions Cl, SO4–, CO3–, NO3- .

D’autres sels moins courants et plus toxiques à faibles concentrations sont également à considérer. Ces éléments traces sont le bore, le sélénium, l’arsenic et le molybdène (ESSINGTON., 2004; GREGORY ., 2005).

Généralement la salinité d’un sol est mesurée par la conductivité électrique de l’extrait de la pâte saturée à 25°C (KENFAOUI ., 1997) en effet un sol est considéré salé quand sa conductivité électrique devient supérieure à 4millimhos.cm-1 (HALITIM.,1986).

2 – Origines et cause de la salinité des sols

L’origine de La salinité des sols se résume, d’une part, par la salinité primaire, d’origine naturelle, due à la proximité de la mer, où à l’existence de dépôts salins géologiques où parfois actuels, c’est la salinisation primaire.

d’autre part, la salinité secondaire due à des processus de salinisation liés à des activités anthropiques en particulier à l’irrigation mal conduite dans certaines zones agricoles (EPSTEIN., 1985; LE HOUEROU., 1986 ; FRANCHIS et IBANEZ., 2003).

2-1 Origine primaire :

C’est un phénomène naturel. Les causes peuvent être climatique (ex : steppes continentales) où géochimique (ex : Mares salées Lorrain) (SCHWARTZ.,2007). 80% des terres salinisées ont une origine naturelle. On parle donc de salinisation “primaire” due aux sels se formant lors de l‟altération des roches où à des apports naturels externes (MASHALI et al . ,2005). La plupart des sols salins-sodiques se sont développés suite aux processus géologiques, hydrologiques et pédologiques naturels (WANJOGU et al.,2001).

Durant les périodes de sécheresse, l’eau et les électrolytes qu‟elle contient remontent par capillarité. L‟eau s‟évaporant, les sels vont s‟accumuler en surface pour être à nouveau lessivés par la pluie. Avec l‟hétérogénéité spatiale et temporelle impliquée dans cette circulation de l‟eau entre le sol et l‟atmosphère, les concentrations en sels de surface montrent une grande variabilité qualitative et quantitative (GREGORY.,2005).

La présence naturelle de sels tel que NaCl, NaSO4, CaCl2 sur d’importantes surfaces du globe contribue de manière remarquable à la salinisation des sols arables et exerce un effet dépressif sur la croissance des plantes, à partir d’un certain seuil, qui varie d’une espèce à l’autre (HAMZA., 1977; EPSTEIN., 1985; LE HOUEROU., 1986; LOPEZ., 1996).

2-2 Origine secondaire

L‟utilisation des grandes quantités d‟eau d‟irrigation, causant ainsi une salinisation secondaire (PESSARAKLI.,1999). Cette salinisation est due à une mauvaise conduite de l’irrigation. En effet, les eaux peuvent être chargées en sels qui s’accumulent dans le sol.

Une fertilisation chimique excessive contribue aussi à une accumulation des sels dans la rhizosphère (MOUHOUCHE et BOULASSEL., 1999 ; MASHALI et al.,2005) et selon la durée, une accumulation de sels dans les sols indemnes et agricoles (VILLIERS et al.,1995; ANTIPOLIS.,2003).

La présence de fortes doses de sels dans le sol surtout avec un mauvais drainage constitue un immense danger pour l‟agriculture car elle conduit généralement à une dégradation des sols, une baisse de leur fertilité et elle occasionne une toxicité aux végétaux ce qui réduit le nombre d‟espèces dont la culture est possible sur ces terres (OMAMI., 2005).

3- Impacts de la salinité sur la plante.

Les effets de la salinité sur les plantes sont complexes et ses conséquences incluent la toxicité par les ions (PANG et al.,2007), le déficit hydrique (DESCLOS et al.,2008)., la déficience et le déséquilibre nutritifs (CHEN et al.,2007). La grande majorité des stress salins est provoquée par des sels de sodium, particulièrement le NaCl. De ce fait, les termes halophytes et glycophytes font essentiellement référence aux stress provoqués par un excès de Na+ (GREGORY., 2005).La première difficulté d‟une plante en milieu salin est d‟assurer son apport en eau. Pour cela, il faut que la plante puisse ajuster la pression osmotique de ses tissus par rapport à la pression osmotique du sol. Ce phénomène nommé l’épictése, permet donc à la plante d‟assurer une hypertonie constante (HELLER., 2004). A l’échelle agronomique, les risques de salinisation varient de 4 à 16 mmhos/cm. A partir de 8 mmhos/cm, la plupart des plantes cultivées ont leurs rendements fortement abaissés par la salinité. Seuls les végétaux halophiles prospèrent dans des milieux à salinité supérieure à 16 mmhos/cm (KENFAOUI., 1997).

4- Sur la croissance :

Plusieurs recherches ont montré la réduction de croissance de plantes en raison du stress salin, chez la tomate (ROMERO-ARANDA et al.,2001), le coton (MELONI et al.,2001) et la betterave à sucre (GHOULAM et al.,2002). Cependant, des différences dans la tolérance à la salinité sont notées entre les espèces et les variétés ainsi parmi les différents paramètres de la croissance de plantes mesurés.

AZIZ et KHAN (2001) ont constaté que la croissance optimale de Rhizophora mucronata a été obtenue après l’irrigation par 50% de l’eau de mer ; la croissance diminue avec la concentration de la salinité tandis que chez la légumineuse Alhagi pseudoalhagi, le poids frais de la plante s‟accroît sous une faible salinité (50 mM NaCl) mais il diminue à des doses élevées (100 et 200 mM NaCl) (KURBAN et al.,1999).

FISARAKIS et al, (2001), ont enregistré une grande réduction d’accumulation de la matière sèche dans les feuilles que dans les racines de la vigne, en particulier à des concentrations élevées en NaCl, indiquant une répartition des photoassimilats en faveur dans les racines. Ils ont proposé que les résultats puissent être dus à de plus grandes capacités d’ajustement osmotique sous stress par les racines.

5 – Sur la photosynthèse :

L’effet de la salinité sur la photosynthèse, dépend de la concentration des sels de l’espèce et de la plante; ce qui est évident qu‟une concentration basse de sels peut stimuler la photosynthèse. Un environnement stressant qui affecte la croissance, affecte évidemment la photosynthèse; de nombreux auteurs montrent que la capacité de la photosynthèse est étouffée par la salinité et cela chez différentes espèces da plantes (OMAMI., 2005). Selon TAIZ et ZEIGER., 2002 les stress environnementaux qui affectent la croissance, altèrent également la photosynthèse.

6- Sur la Germination

La plupart des auteurs s’accordent pour admettre que chez les halophytes, comme chez les glycophytes, la capacité de germination est plus élevée dans les milieu non salés; la présence de NaCl entraîne une augmentation de la durée des processus de germination et retarde par conséquent la levée (GROUZIS., 1976).

L’influence de la salinité sur la germination est toutefois fort complexe, en raison notamment des phénomènes de dormance fréquemment observés chez les halophytes (BINET., 1968).

Plusieurs études ont montré que le sel a un effet dépressif sur le taux de germination, sur la croissance biologique et sur la production de grains (M’BAREK et al., 2001).

Cependant cet effet varie en fonction de l’intensité du stress et la variété des plantes et cela, soit en diminuant la quantité d’eau et la vitesse de son absorption par la graine, soit par l’accroissement de la pression osmotique de l’eau d’imbibition qui est trop élevée pour permettre la germination (KATEMBE et al., 1998), où en augmentant la pénétration d’ions qui peuvent s’accumuler dans la graine à des doses qui deviennent toxiques (DEBEZ et al., 2001).

7- Sur l’anatomie des feuilles

L’excès de sel devient toxique à un certain degré et accélère la sénescence naturelle des feuilles, en réduisant la capacité photosynthétique causée par la fermeture des stomates qui limite l‟entrée du CO2 (ZHU.,2001; MUNNS.,2002). La salinité affecte l‟ultra structure des chloroplastes (ACKERSON.,1981 ; SALAMA.,1994) l’épaisseur épidermique et mésophyllienne et les espaces intercellulaires ont diminué sensiblement dans les feuilles de Brugueira parviflora traitées par NaCl (PARIDA et al.,2004). La salinité réduit les espaces intercellulaires chez les feuilles des épinards (DELFINE et al.,1998) tandis que chez les plantes de tomate, une réduction de la densité stomatique s’est produite (ROMEROARANDA et al.,2001).

8- Sur l’assimilation des éléments minéraux

Une concentration élevée en sels (NaCl) concurrence l‟absorption des autres ions nutritifs, comme le K+, le Ca2+, le N et le P ayant pour résultat un désordre alimentaire et éventuellement, un rendement et une qualité réduits (GRATTAN et GRIEVE.,1999).

Les effets nutritionnels de la salinité incluent les deux actions primaires du sel sur la plante: la toxicité directe due à l’accumulation excessive des ions dans les tissus et un déséquilibre nutritionnel provoqué par l’excès de certains ions (HOUALA et al., 2007).

Ce déséquilibre nutritionnel est une cause possible des réductions de croissance en présence de sel lorsque des ions essentiels comme K+, Ca2+ ou NO3- deviennent limitants (SOLTANI., 1988).

Des concentrations salines trop fortes dans le milieux provoquent une altération de la nutrition minérale des plantes (LEVIGNERON et al., 1995).

L’accumulation des ions Na+ dans la plante limite l’absorption des cations indispensables tel que K+ et Ca2+. Il y aurait une compétition entre Na+ et Ca2+ pour les mêmes sites de fixation apoplasmiques (HOUALA et al., 2007).

Ce déséquilibre nutritionnel est une cause possible des réductions de croissance en présence de sel lorsque des ions essentiels comme K+, Ca2+ ou NO3- deviennent limitants (SOLTANI., 1988). La présence de Clinhibe l’absorption de NO3- (SMITH., 1973).

Le chlorure diminue la concentration du phosphore dans les feuilles de blé (PIRI., 1991).

Previous post
Le stress hydrique
Next post
Mécanismes d’adaptations des plantes face à un environnement salin

One thought

Add yours

  1. Pingback: Mécanismes d’adaptations des plantes face à un environnement salin - agronomie

Laisser un commentaire

Ce site utilise Akismet pour réduire les indésirables. En savoir plus sur comment les données de vos commentaires sont utilisées.