Soutenance mémoire
La salinisation des terres est un problème majeur à l’échelle du globe. Selon la F.A.O. et les estimations les plus récentes, elle affecte déjà au moins 400 millions d’hectares et en menace gravement une superficie équivalente (Legros, 2009). Les terres arides et semi- arides représentent un tiers de la surface du globe (Baatour et al, 2004). Dans ces zones, la salinité des sols et des eaux d’irrigation est l’un des facteurs limitant de la production végétale (Baatour et al, 2004 ; Sabir Ali et al, 2014). La salinité est une contrainte écologique pour des sols dans le monde entier, particulièrement le bassin méditerranéen (Khan et Panda, 2008). En Afrique du Nord, ce phénomène est considéré comme le facteur abiotique le plus important qui limite la croissance et la productivité des plantes (Khan et Panda, 2008 ; Loutfy et al, 2014). Cette salinité résulte de forte évaporation d’eau à partir du sol (Munns et al, 2006) et d’une irrégulière et insuffisante pluviométrie (Mezni et al, 2002). Ce facteur provient aussi de l’irrigation le plus souvent mal contrôlée. (Bennaceur et al, 2001).
Environ 20% des terres sont cultivées dans le monde dont environ la moitié des sols irrigués sont touchés par la salinité (Zhu, 2001) à cause de l’accumulation des sels, en particulier le chlorure de sodium contenu dans l’eau d’irrigation (Romero et Botia, 2006 ; Ibrahim et al, 2013). Chaque année dans le monde, près de 10 millions d’hectares de terres cultivables sont perdus du fait de l’accumulation au cours du temps de petites quantités de sel contenues dans l’eau d’irrigation. L’Algérie se situe parmi les pays touchés ; presque 3.2 millions d’hectares de la surface sont salés (Hamdy, 1999).
LA SALINITE
Après des siècles d’irrigation et d’exploitation extensive, beaucoup de zones agricoles importantes de notre planète ont souffert des changements de la composition chimique de leurs sols. L’accumulation des sels et l’une de ces modifications (Victor et al, 2000). De plus, le fort ensoleillement et la faible pluviométrie ont contraint les agriculteurs de ces régions à irriguer en quantité importante et souvent avec une eau saumâtre (Haouala et al, 2003). L’Algérie, dont une grande partie des régions agricoles se caractérise par un climat aride et semiaride, est touchée par le processus de salinité. En effet, près de 3.2 millions d’hectares sont menacés de salinisation dans ce pays. (Benmahloul et al, 2009). Les sols salés, fréquemment associés à la contrainte hydrique dans les zones arides et semi- arides du Maghreb, constituent l’un des principaux problèmes pour le développement des plantes. Ils entrainent une réduction des surfaces cultivables et combinées à d’autres facteurs, la salinité représente une menace pour l’équilibre alimentaire de ces régions (Jean et al, 1998). La salinité touche actuellement environ 25% des terres irriguées (Levigneron et al, 1995) et s’étend vers les zones arides et semi- arides des régions méditerranéennes.
Le terme de stress salin s’applique surtout à un excès d’ions mais pas exclusivement aux ions Na+ et Cl- (William, 2003). La plupart des auteurs s’accordent pour considérer qu’un sol, une eau d’irrigation ou une solution nutritive sont salés lorsqu’ils contiennent des concentrations anormalement élevées en chlorures, sulfates, carbones ou bicarbonate de sodium, de calcium ou magnésium (Brun, 1980). Environ 15% de terres présentent un excès de sel ; la pratique de l’irrigation dans les régions chaudes même avec de l’eau de qualité se traduit par une salinisation progressive des sols à cause de l’accumulation des petites quantités de sels au cours du temps. A l’échelle de la planète, ce ne sont pas moins de 10 millions d’hectares de terres agricoles qui sont abandonnés de ce fait chaque année (Szabulcs, 1989). Les sels présents dans les sols et dans les eaux d’irrigation, affectent tous les processus physiologiques, perturbent la germination des graines, affectent la croissance des plantules ainsi que leur développement et réduisent par conséquent la production des cultures (Ould Mohamdi, 2011).
Généralités sur la salinité
Plusieurs auteurs ont défini la salinité des sols comme la présence de concentration excessive de sels solubles ou lorsque les concentrations en Na+, Ca++, Mg++ sous forme de chlorures, carbonates ou sulfates sont présentes en concentrations anormalement élevées. Un sol salé indique la prédominance de NaCl (Asloum, 1990). La salinité des sols et des eaux constitue un obstacle majeur sur la croissance des végétaux, dans les régions arides et semi- arides. La salinité est un facteur limitatif majeur de productivité agricole, ces charges en sels soumettent les plantes à un stress permanent.
Causes de la salinisation des sols
Bien que l’altération des roches et des minéraux primaires soit la principale source de tous les sels, les sols salés sont rarement formés par accumulation des sels in situ. Plusieurs causes sont à l’origine de ce phénomène (Maillard, 2001).
Salinisation primaire :
Près de 80% des terres salinisées ont une origine naturelle ; on qualifie alors la salinisation de « primaire ». Dans ce cas, celle-ci est due à la formation des sels pendant l’altération des roches ou à des apports naturels externes. Dans les régions côtières, intrusion de l’eau salée ou submersion des terres basses, inondation périodique par l’eau de mauvaise qualité et remontée d’une nappe phréatique salée près de la zone racinaire (Mermoud, 2006).
Salinisation secondaire :
Près de 20% des terres salinisées ont une origine humaine ou anthropique et sont qualifiées de « secondaires ». L’irrigation est la principale cause anthropique de la salinisation des sols (Anonyme, 2006).
Dans environ la moitié des situations, le développement de l’irrigation s’est accompagné de l’apparition de processus de salinisation ou alcalinisation des sols d’importance variable. Si les situations apparaissent très diverses en raison des caractéristiques du milieu naturel, des pratiques agricoles ou de gestion de l’eau, ces dégradations ne sont pas inéluctables et apparaissent pour l’essentiel comme la résultante de mode de gestion inappropriée des ressources en sol et en eau. L’irrigation altère le bilan hydrique du sol en générant un apport d’eau supplémentaire ; cet apport est toujours associé à un apport de sels. En effet, même une eau douce de la meilleure qualité contient des sels dissous et, si la quantité de sels apportée par cette eau peut sembler négligeable, les quantités d’eau apportées au fil du temps entrainent un dépôt cumulé de sels dans les sols, qui peut s’avérer considérable (Marlet, 2005).
Salinisation des sols dans les régions arides et semi-arides
En zone aride, la salinité des sols est quasiment tout le temps liée à l’irrigation des terres cultivables. Aborder le thème de la salinité dans cette zone, c’est donc s’intéresser en particulier aux pratiques d’irrigation. La salinisation peut s’expliquer entre autre par le fait que bien souvent en zone aride, les lieux d’implantation des périmètres irrigués se trouvent sur des zones où l’eau utilisée n’est pas de très bonne qualité (plus ou moins chargée en sels). Si elle l’est, elle se trouve détournée pour la consommation courante et exponentielle des villes. De plus, la mise en valeur de ces terres en particulier par des investisseurs privés ou lorsqu’il s’agit de micro hydraulique et petits périmètres villageois, ne s’accompagne bien souvent pas de mesures et études nécessaires à la prévention des risques de salinisation (Maillard, 2001). Deux causes seront plus particulièrement responsables de la salinisation des sols dans les régions arides et semi- arides : la première est l’utilisation d’eau chargée en sels pour l’irrigation et les remontées des nappes par déversement excessif d’eau sur les terres à irriguer.
La seconde est l’utilisation d’eau trop chargée en sels dans les régions arides et semi- arides où l’eau de pluie ne peut pas être considérée comme étant la source principale pour la plante ; ses effets étant aléatoires en raison de l’irrégularité du climat. La réussite des productions végétales dans ces régions dépend de l’eau souterraine (Snoussi et Halitim, 1998) lorsque cette dernière est la seule source disponible pour l’irrigation, sa trop grande salinité peut causer une accumulation de sels dans la zone racinaire des cultures. Ce phénomène est généralement accentué lorsque le drainage interne du sol est restreint et que le lessivage (soit par les pluies soit par les doses d’eau appliquées) est inadéquat. Dans chaque bassin fluvial, avant l’introduction de pratique d’irrigation, il existe un équilibre entre la pluviométrie d’une part et le flux du cours d’eau, le niveau de la nappe, l’évaporation et la transpiration d’autre part. Cet équilibre est perturbé quand d’importantes quantités d’eau sont déversées dans la nappe pour l’irrigation. Ces problèmes de salinisation peuvent être encore accentués lorsque la nappe est déjà relativement haute, ce qui est généralement le cas en zones arides (Maillard, 2001).
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Table des matières
Introduction générale
Chapitre I – Synthèse bibliographique
1. La salinité
1.1. Généralités sur la salinité
1.2. Causes de la salinisation des sols
1.3. Facteurs intervenant dans le processus de salinisation
2. La salinité et la plante
2.1. Notion de stress salin
2.2. Action de la salinité sur le végétal
2.3. Effets de la salinité sur le comportement biochimique de la plante
2.4. Action sur l’absorption
2.5. Action sur la translocation
2.6. Effets de la salinité sur la photosynthèse
2.7. Réponses des plantes face au stress salin
3. Mécanismes de tolérance à la salinité
3.1. Exclusion
3.2. Inclusion
3.3. Recirculation
4. Stratégies d’adaptation à la salinité
4.1. Adaptations morphologiques
4.2. Adaptations anatomiques
4.3. Ajustement osmotique
4.4. Adaptation osmotique et accumulation de solutés organiques
5. Les Atriplex
5.1. Répartition des Atriplex dans le monde
5.2. Systématique des Atriplex
5.2.1 Atriplex canescens
5.2.2. Atriplex nummularia
5.2.2. Atriplex halimus
5.3. Propriétés écologiques et économiques de l’Atriplex
Chapitre II – Matériel et Méthodes
1. Matériels végétal
1.1. Atriplex canescens
1.2. Atriplex nummularia
1.3. Atriplex halimus L
2. Dispositif expérimental
3. Techniques d’extraction et d’analyses
4. Analyse Moléculaire
5. Méthodes d’analyses statistiques
Chapitre III – Résultats et Discussions
Partie I : Atriplex canescens
1. Effet de la Salinité selon le test de DUNNETT
1.1. La biomasse
1.2. Les Pigments Chlorophyllien
1.3. Les Osmoprotecteurs
1.3.1. La Proline
1.3.2. Les Protéines Totales
1.3.3. Les Sucres Solubles
2. Effet de la salinité selon les tests de DUNNETT et TUKEY
2.1 Variation de la matière fraiche totale de la partie aérienne et racinaire
2.2 Variation de la matière sèche totale de la partie aérienne et racinaire
2.3. Variation des teneurs en chlorophylle (a) et (b)
2.4. Variation des teneurs en proline
2.5 Variation des teneurs en protéines totales
2.6 Variation des teneurs en sucres solubles
2.7. La biomasse
2.8. Les osmoprotecteurs
Partie II : Atriplex nummularia
2. Effet de la salinité selon le test de DUNNET et TUKEY
2.1. La Biomasse
2.2. Les pigments chlorophylliens
2.3. Les osmoprotecteurs
2.4. Effet de la salinité selon le test de TUKEY
2.4.1. La Biomasse
2.4.2. Teneurs en pigments chlorophylliens
2.4.3. Les osmoprotecteurs
2.4.3.1 Accumulation de la proline
2.4.3.2 Teneurs en protéines totales
2.4.3.3. Teneurs en sucres solubles
Partie III : Atriplex halimus L.
3.1. La Biomasse
3.2. Pigments chlorophylliens
3.3. Les osmoprotecteurs
Partie IV : Analyse moléculaire
Quantification de l’ADN Génomique
Discussion
Conclusion Générale
Références Bibliographiques
Annexes
