Le Point Sur Lirrigation Et La Salinite Des Sols en Zone Aride

Le point sur lIrrigation et la salinit des sols en zone sahlienne : Risques et recommandations. Handicap International. Novembre 2001

Le point sur lIrrigation et la salinit des sols en

zone aride : Risques et Recommandations

Justine Maillard pour Handicap International

Le point sur lIrrigation et la salinit des sols en zone sahlienne : Risques et recommandations Handicap International, novembre 2001

SOMMAIRE INTRODUCTION 3 ETAT DES LIEUX 5

Terres susceptibles dtre touches par la salinisation ou dj touches par ce phnomne. 5 Cartes de situations 7

Les sols salins : 7 Les sols alcalinsl : 8

Qu'est ce que la salinit? 9 Causes de formation de sols salins 11 Quels sont les signes prcurseurs de la salinit sur les plantes ? 12 Effet de la salinit sur les cultures 13

Effet osmotique : 13 Toxicit dions particuliers : 14

Absorption par les racines: 14 Absorption par les feuilles: 14

et les sols 15 Les analyses de sol mener, lments prendre en considration. 15

RECOMMANDATIONS GENERALES 18 Mthodes dirrigation 18

Mthodes dirrigation souterraine : 19 Vases de cramique poreux 19 Tuyaux poreux sectionns 20

Mthode dirrigation superficielle : 21 Systme complet de goutte - - goutte : 21 Systme de goutte goutte simplifi : 22 Irrigation par asperseur ou sprinkler irrigation 22

Quantit deau pour lirrigation, lessivage des sels 24 Drainage 26 Mthodes culturales 27

Amnagement au champ 27 Planage 28 Paillage ou Mulching 28

Fertilisants / Amendements 28 Plantes adaptes 29

BIBLIOGRAPHIE 33 SITES INTERNET 34

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INTRODUCTION

Ce rapport fait suite des proccupations de Handicap International sur les risques de salinisation des sols induits par des pratiques dirrigation en zone rurale. En effet, Handicap International, outre ses activits dans le domaine de la radaptation physiques et des mines, via son dpartement technique pluridisciplinaire, appuie la mise en uvre de projets de dveloppement rural dans une quinzaine de pays. La rdaction en est assure par Justine Maillard (ingnieur en Agro Dveloppement International, ISTOM) suite une mission de 1 an avec Handicap International au Somaliland (North West Somalia), dans la "Sahil region ", Berbera, en tant que coordinatrice d'un projet de Rhabilitation des systmes d'irrigation et de soutien aux fermiers de la rgion, incluant la construction de systme d'irrigation simple, la formation de fermiers et la mise en place de micro projets. Lors de cette mission et plus spcifiquement pour les activits de formation agricole et de rhabilitation des fermes, nous nous sommes interrogs sur les risques de salinisation des sols qui pourraient rsulter de nos projets dappui lagriculture irrigue. Ce rapport bibliographique se propose de faire le point sur cette question. Il ne peut cependant pas tre exhaustif. En loccurrence, il ne traitera que de ce qui se produit gnralement dans les zones arides, les risques de salinisation des terres saccroissant en effet en fonction de laridit climatique (on estime quau - dessus dune pluviomtrie de 900 mm/an les risques sont rares et limits des sites particuliers comme les zones littorales). Daprs la FAO, on appelle zone sche des terres avec moins de 120 jours de saison cultivable. Dans cette classification, on peut distinguer les zones arides avec moins de 75 jours cultivables, des zones semi arides ayant entre 75 119 jours de culture possible. Par commodit par zone aride nous engloberons une zone large englobant lensemble des terres sches o les cultures pluviales ne sont pas possibles sur la plus grande partie de lanne, ce qui est assez proche de la classification FAO de zone sche. La pluviomtrie annuelle moyenne de cette zone se situe approximativement entre 200 et 600 mm. Au Somaliland, la zone d'intervention du projet aux alentours de Berbera se situe principalement dans une pnplaine aride altitude dcroissante de 1500 0 m en allant vers le nord et la mer, bien que la plupart des villages d'intervention se situent une altitude de 500 1000 m. La pluviomtrie n'excde pas 250 mma voire moins plus l'on se rapproche de la cte. Au Mali, dans les environs de Gourma Rharous (le long du fleuve Niger, une cinquantaine de km l'est de Tombouctou), laltitude est faible, entre 100 et 200 m et se situe juste au bord du fleuve Niger, avec une pluviomtrie voisine de 150 mm. Voir cartes ci dessous pour la situation de ces deux paysb. a Donne AQUASTAT, FAO internet site (voir liste des sites internet utiliss en fin de rapport. b Cartes daprs Atlas of World Map, ENCARTA online.

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ETAT DES LIEUX Terres susceptibles dtre touches par la salinisation ou dj touches par ce phnomne. Quelques chiffres : - La superficie totale de la terre est de 510.000.000 km. - Les terres merges reprsentent 29,3% de ce total (soit 149.000.000 km). - La surface des terres habitables reprsente 26,3% de la superficie totale ou 134.142.250 km. - 1/6 des terres merges sont touch par la dgradation et la dforestation (24.800.000 de km). - 6,4% des terres merges seraient touches par des phnomnes de salinit ou dalcalinit soit une

superficie de 9.513.373 km. - La superficie des terres potentiellement arables tombe 31.900.000 km ou 21% des terres

merges. - La superficie des terres cultives est de 14.740.000 km ou moins de 10% des terres merges. - On estime 2.741.660 km la superficie des terres irrigues dans le monde, soit 1,84% des terres

merges ou 18% des terres cultives dont 430.000 km touchs par des phnomnes dengorgement, de salinisation et dalcalinisation.

- La production des terres irrigues est estime 36% du total des rcoltes mondiales. - En 1974, on disposait de 0,35 ha de terre arable par habitant. - En 2000, ce ratio est de 0,23 ha par habitant avec des prvisions de 0,15 ha en 2050.

(FAO, 1997; FAO, 1999; Massoud, 1977 ; Szabolcs, 1974) Pour rappel, 1 km = 100ha. En zone aride, la salinit des sols est quasiment tout le temps lie lirrigation des terres cultivables. Aborder le thme de la salinit dans cette zone cest donc sintresser en particulier aux pratiques dirrigation. Limportance et la superficie des terres irrigues dans le monde et plus particulirement dans les PEDc prennent de plus en plus d'importance principalement pour les 3 raisons suivantes : c PED : Pays en Voie de Dveloppement.

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3 Leffet d'une augmentation de la population dans les PED (et donc de la diminution des surfaces disponibles par habitants). Il ny a pas dans les PED de diminution de superficie cultive comme on pourrait le constater en Europe. Les zones non cultives avec de bon potentiel agricole sont de plus en plus rares et les potentiels en terres irrigues sont encore trs importants. Il est donc naturel de se tourner vers ces terres l. Au Mali, ce potentiel est estim environ 5.600 km (FAO, 1992), alors quen Somalie (il ny a pas de distinction entre Somalie et Somaliland dans toutes les statistiques mentionnes), ce mme potentiel est de 2.400 km (FAO, 1985). Respectivement, les superficies mises sous irrigation reprsentent environ 14 et 83%d du potentiel irrigable. Afrique subsaharienne : estimation des surfaces irrigues, en pourcentage du potentiel, 1991e.

Pays Populationf Potentiel irrigable (ha) Surface sous irrigation (ha) Total en % du potentiel Mali 11 351 000 566 000 78 620 13,9 Somalie 8 778 000 240 000 200 000 83,3 Afrique subsaharienne 274 623 000 39 366 490 6 181 422 15,7

3 Des stratgies dautosuffisance alimentaire de la part des gouvernements des PED. Ceci sillustre par exemple avec le gouvernement du Somaliland et sa volont trs forte de mise en valeur de terres qui traditionnellement au temps o Somalie et Somaliland ne faisait quun, tait principalement destines aux pturages du cheptel (caprins, camlids, ovins, bovins). 3 La dgradation et la dsertification dautres zones potentiel limit. Il nest pas dans lobjet du prsent rapport de dvelopper ce thme. Simplement, lon peut mentionner que partout dans les zones sahliennes et donc bien entendu au Mali et au Somaliland, la dgradation des terres, que ce soit par rosion hydrique ou olienne est une ralit. Buringh (1979) a pu calculer partir de diverses sources que 10 ha de terres arables sont perdus chaque minute dans le monde : 5 ha par rosion, 3 ha par salinisation, 1 ha pour dautres raisons de dgradation des sols et 1 dernier ha en raison de pratiques non agricolesg. La salinisation peut sexpliquer entre autre par le fait que bien souvent en zone aride, les lieux dimplantation des primtres irrigus se trouvent sur des zones o leau utilise nest pas de trs bonne qualit (plus ou moins charge en sels) ou, si elle lest, se trouve dtourne pour la consommation courante et exponentielle des villes. De plus, la mise en valeur de ces terres (en particulier par des investisseurs privs ou lorsquil sagit de microhydraulique et petits primtres villageois) ne saccompagne bien souvent pas des mesures et tudes ncessaires la prvention des risques de salinisation. d La distinction entre Somalie et Somaliland rduirait trs probablement ce pourcentage en raison de lancienne vocation dlevage de cette zone. e Daprs un extrait de : Irrigation in Africa a basin approach. FAO. f Cette colonne daprs les statistiques de la FAO (2000). g Ces chiffres seraient certainement revoir la lumire de donnes plus rcentes mais ils constituent nanmoins une assez bonne estimation de la ralit.

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Dregne et al. (1991)h estime quenviron 43 millions dha (430.000 km ou 15,6% du total des terres irrigues) des terres irrigues en zone sche sont affectes par divers procds de dgradation principalement par engorgementi, salinisation et alcalinisationj (sodication en anglais). Dautres auteurs estiment environ 9,5 millions de km lensemble des terres touches par la salinit ou lalcalinit dans le mondek. Cartes de situations Les sols salinsl :

h Source FAO in Extend and causes of salt-affected soils in Participating countries , site internet. i Saturation temporaire ou permanente dun sol par leau, du fait dun drainage naturel dficient. j Voir la dfinition de ce mot plus loin. k Synthse de donnes recueillis par Massoud, 1977 et Szabolcs, 1974. l In Extent and causes of salt affected soils in Participating countries FAO AGL Global Network on Integrated soil management for sustainable use of salt affected soils.

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Les sols alcalinsl :

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Qu'est ce que la salinit? On va en fait distinguer 2 types de salinit des sols. Pour tre plus exact, on parle de sols salsodiques qui englobent 2 sous - catgories: les sols salins (Solontchaks) et les sols alcalins (Solonetz)m. La formation des sols salsodiques est en relation troite avec la prsence de lion sodium Na+ sous lune ou lautre de ses formes : saline (NaCl, Na2SO4) ou changeable, parfois les deuxn.

- Les sols salins (Solontchaks) ont pour principales caractristiques leur richesse en sels de sodium neutres (NaCl chlorure de Sodium, Na2SO4 sulfate de sodium) mais contenant galement des quantits apprciables d'ions chlorites et de sulfates de sodium, calcium et magnsium. Ces sols sont gnralement dominant dans les rgions arides et semi - arides.

- Les sols alcalins (Solonetz) sont riches en sodium changeable et en revanche pauvres en sels solubles (sels alcalins, carbonates et bicarbonates de sodium, Na2CO3 principalement). Les sols alcalins se trouvent plutt dans les zones semi - aride et sub - humideo.

Ces 2 types de sols, souvent regroups sous le terme de sols sals, ont en fait des proprits chimiques et physiques distinctes, d'o des effets sur les plantes, des traitements pour leur (re)mise en valeur, une distribution gographique et une qualit des aquifres adjacents diffrents.

m Daprs la classification FAO UNESCO, ces sols sont regroups sous la srie VII : Sols conditionns par le climat (aride et semi aride). n Le sodium est en gnral minoritaire dans les sols. Il nest pas indispensable aux plantes (sauf les plantes halophytes et certaines espces de type C4). En excs, il est franchement nuisible aussi bien sous la forme saline que sous la forme changeable. o Rappel : On dsigne par lexpression complexe absorbant lensemble des collodes (au sens large du terme, composs humiques et argiles), dots de charges ngatives susceptibles de retenir les cations sous la forme dite changeables, cest dire pouvant tre remplacs par dautres cations, dans certaines conditions prcises. Les ions changeables de la solution du complexe absorbant sont en quilibre avec les solutions du sol : toute modification de la composition de la solution du sol provoque un changement de cet quilibre par change : certains ions du complexe passent en solution (dsorption) et sont remplacs par dautres ions qui taient auparavant en solution (adsorption).

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Le tableau suivant permettra de rsumer les caractristiques des sols salins et alcalins dj mentionnes et de les complter dans dautres domaines.

Caractristiques Sols salins Sols alcalins

Chimique Domin par des sels solubles neutres : chlorure et sulfates de sodium, calcium et magnsium.

Peu de sels solubles neutres mais gnralement des quantits apprciables de sels capables dhydrolyse alcaline tel que les carbonate de sodium (Na2CO3).

pH de lextrait de sol satur gnralement de moins de 8,2 (8,7 dans dautres ouvrages)

Le pH de lextrait de sol satur de plus de 8,2 (ou 8,7) et atteignant souvent 9 ou 10.

Une lectro conductivit (EC) de lextrait de sol satur de plus de 4 dS/m 25C est en gnral la limite accepte. Cependant le Soil Science Society of America tabli une limite 2 dS/m.

Le pourcentage de sodium changeable (Exchangeable sodium pourcentage ou ESPp) de 15 est la limite admise au del de laquelle le sol est qualifi dalcalin. LEC est gnralement de moins de 4 dS/m mais peut tre plus importante au cas o des quantits de Na2CO3 seraient prsentes.

Gnralement pas de relation bien dfinie entre le pH de lextrait de sol satur et lESP ou le coefficient dabsorption du Sodium (Sodium absorption ration ou SAR) de lextrait de sol satur.

Bonne relation entre le pH du sol et lESP ou le CASq, de telle sorte que le pH peut tre utilis comme index approximatif du degr dalcalinit.

Des quantits apprciables de composs calciques solubles peuvent se trouver (tel que le gypse).

Le gypse est pratiquement toujours absent.

Physique En prsence excessive de sels solubles neutres, la fraction argileuse est flocule et le sol est stable.

Un excs en sodium changeable coupl des valeurs de pH leves rend largile disperse et une instabilit structurale du sol.

La permabilit leau et lair de ces sols est gnralement comparable ceux des sols normaux .

La permabilit leau et lair est restreinte. Les proprits physiques de ces sols saggravent avec laugmentation du pH et du sodium changeable.

Effet sur la croissance des

plantes

La croissance des plantes est affecte par laction des sels solubles sur la pression osmotique de la solution du sol rsultant en une diminution de disponibilit en eau.

La croissance des plantes est affecte par laction de dispersion du sodium changeable dgradant les proprits physiques du sol.

Toxicit des ions tels que les ions Na, Cl, B, etc.

A travers le pH lev du sol causant des dsquilibres nutritionnels incluant notamment une dficience en calcium.

A travers la toxicit dions tels que les ions Na, CO3, Mo, etc.

Amlioration du sol

Lamlioration des sols salins se fait par le lessivage des sels solubles dans la zone racinaire du sol. Lapplication damendements nest gnralement pas ncessaire.

Lamlioration des sols alcalins se fait essentiellement par remplacement du sodium sur le complexe changeable du sol par du calcium travers des amendements, le lessivage et le drainage des sels aprs raction avec lamendement et le sodium changeable.

Distribution gographique

Les sols salins dominent dans les rgions arides semi arides.

Les sols alcalins se trouvent principalement dans les rgions semi arides et sub humides.

p LESP exprime la proportion de sodium changeable par rapport la capacit dchange des cations (CEC soit la quantit maximale de cations quun sol peut absorber pour 100g de matire sche). Dans un sol normal , le calcium Ca 2+ est lion basique qui domine dans la CEC, les sols alcalins (salsodiques) constituent une exception, lion Na+ pouvant tre majoritaire dans ces sols. q Le SAR, en franais CAS (coefficient dabsorption du Sodium) est obtenu par la formule suivante : SAR = Na+ / [ (Ca2+ + Mg2+)/2] avec les concentrations exprimes en mmol/l. Sa formule est directement lie celle de lESP.

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Nous ne traiterons dans le prsent rapport que ce qui se rapporte aux sols salins. En effet daprs la carte de rpartition des sols alcalins, ils ne reprsentent pas une menace importante au niveau des zones dintervention en dveloppement rural de Handicap International. Cependant, les sols alcalins ne peuvent tre ignors car ils reprsentent dans certains pays (Russie, Argentine, Tchad, Madagascar, Nigeria, Somalie, Australie, etc.r) la plus large portion des sols salsodiques. Causes de formation de sols salins Bien que laltration des roches et les minraux primaires soit la principale source de tous les sels, les sols sals sont rarement forms par accumulation de sels in situs. Plusieurs causes sont lorigine de ce phnomne. Encore une fois ce rapport ne peut tre exhaustif et ne traitera que de ce qui se produit gnralement dans les zones aridest. Deux causes seront plus particulirement dveloppes : lutilisation deau charge en sels pour lirrigation et les remonts de nappe par dversement excessif deau sur les terres irriguer.

- Utilisation deau trop charge en sel : Lorsque leau souterraine est la seule source disponible pour lirrigation, sa trop grande salinit peut causer une accumulation de sels dans la zone racinaire des cultures. Ce phnomne est gnralement accentu lorsque le drainage interne du sol est restreint et que le lessivage (soit par les pluies soit par les doses deau appliques) est inadquat.

- La salinit est particulirement marque dans les zones arides et semi -

arides irrigues. Dans chaque bassin fluvial, avant lintroduction de pratiques dirrigation, il existe un quilibre entre la pluviomtrie (+) dune part et le flux du cours deau, le niveau de la nappe, lvaporation et la transpiration (-) dautre part. Cet quilibre est perturb quand dimportante quantit deau sont dverse dans la nappe pour lirrigation : par les pertes et infiltration des canaux dirrigation, mais galement par les quantits deau excessives dverse sur les cultures pour satisfaire leur besoin en vapotranspiration et aussi par lobstruction des voies de drainage naturelles induit par la construction de nouvelles structures dans la rgion en question (routes, barrages, etc.). Ces quantits deau ajouts en excs dans la nappe vont lever la hauteur de la nappe ou vont crer une nappe perche. Ds lors que la hauteur de la nappe se trouve 1 2 mtres de la surface du sol, elle peut contribuer activement lvaporation du sol et ainsi la salinisation de la zone racinaire des cultures par accumulation de sels. Ces problmes de

r Daprs F. Massoud, bas sur la FAO/UNESCO Soil Map of the World. s On peut nanmoins citer le cas des terres ayant t submerges par la mer dans des temps anciens. On parle alors de salinisation primaire par opposition la salinit secondaire (salinisation anthropique). t En zone sche, une troisime forme de formation de sols salins est possible. Elle se produit lorsque le couvert vgtal est chang (passage de fort ou de prairie naturelle une surface cultive avec pratique de jachre par exemple) ce qui induit une diminution de la demande en eau et, au cas de formation souterraine impermable, son coulement vers dautres zones o leau pourra alors jaillir naturellement. Cette eau, charge en sels salinisera ainsi la zone de dcharge.

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salinisation peuvent tre encore accentus lorsque la nappe est dj relativement haute ce qui est gnralement le cas en zone aride.

Le bilan hydrique sur une zone donne peut tre schmatis de la faon suivante :

Eaux dirrigation : perturbation de lquilibre si pas de drainage

Flux du cours deau (-)

Transpiration (-)

Evaporation (-)

Pluviomtrie (+)

Quels sont les signes prcurseurs de la salinit sur les plantes ? Comme rgle gnrale, on peut considrer que la plupart des plantes sont plus sensibles la salinit durant leurs phases de germination et de leve. Au champ, les sols sales peuvent se reconnatre par la croissance en tche des cultures (du au fait que cest durant la germination ou la mise en place que la culture est la plus sensible) et souvent par la prsence de crotes blanches sales. Quand ce problme nest pas encore trs amplifi, les plantes prennent des nuances bleues vertes. Ltendue et la frquence de ces tches de croissance sont souvent de bonnes indications de la concentration en sels des sols. Si le niveau de salinit nest pas suffisant pour provoquer ces tches, lallure gnrale des plantes sera tout de mme irrgulire du point de vue de la vigueur vgtative. Cependant, une salinit modre, particulirement si elle est uniforme dans le champ peut souvent ne pas tre dtecte en ne causant apparemment pas de dgts plus visibles quune croissance limite. Les feuilles seront plus petites avec cette teinte bleu-verte caractristique. Une succulence des feuilles plus importante pourra galement tre observe en particulier si la concentration en ions chlorites dans le sol est leve. Les plantes poussant sur des sols sals ont gnralement la mme allure gnrale que celles poussant sous des conditions dhumidit stressante. Cependant, le fltrissement de la plante est moins prvalent dans le premier cas d au fait que le potentiel osmotique de la solution du sol change de faon graduelle et que les plantes soient capables dajuster leur taux interne de sels de faon suffisante pour maintenir la rigidit de leur cellule et viter le fltrissement. Un autre signe visible de la salinit est le manque de rponse des plantes lapplication des fertilisants. En effet, vu que la plupart des nitrates inorganiques et les potassiums sont

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des sels solubles, leur application augmente souvent le problme des sels en excs. Certains fertilisants organique tel que le fumier frais contiennent galement des sels solubles aggravant encore le phnomne. Ce point sera dvelopp ultrieurement dans lun des chapitres suivants. Dun point de vue conomique, en plus des problmes de rendement, le fermier voudra augmenter ses apports en semences, fertilisants, etc. pour palier son manque de rendement lui causant encore plus de pertes financires de manire indirecte. Ce problme limitera de plus la mise en valeur des terres car le fermier ne pourra plus que cultiver des plantes tolrantes au sel qui ne sont pas forcment les plus rmunratrices. Effet de la salinit sur les cultures Lirrigation avec de leau sale (ou la culture sur terre sale) peut affecter la croissance des plantes de 2 faons : par effet osmotique et cause de certains ions. Rappel sur la pression osmotique : L'osmolarit est le terme dsignant la concentration d'un milieu. Ceci fait appel la notion d'osmose, qui est le transfert d'une certaine quantit d'eau d'une solution qui est dilue (que l'on appelle alors hypotonique) vers une solution qui est concentre (appele hypertonique) au travers d'une membrane semi-permable (qui est permable l'eau mais non aux grosses molcules de cette solution). Autrement dit, l'osmose est la diffusion d'un solvant travers une membrane semi-permable qui spare 2 solutions de concentrations diffrentes. C'est cette osmose qui cre progressivement l'galit de concentration des deux cts de la membrane semi-permable. Dans un organisme, toutes les cellules vivantes jouent le rle de membrane semi-permable par rapport au liquide dans lequel elles baignent,. travers la membrane de ces cellules passe de l'eau accompagne ou non de certains lments dissous dedans. C'est ainsi que le passage d'eau et des lments qui l'accompagnent (ions : sodium, potassium, magnsium, etc.) entre l'intrieur et l'extrieur de chaque cellule est rgul par un phnomne d'osmose. Pour simplifier, on pourrait dire que la pression osmotique reprsente la facilit avec laquelle une solution acquiert l'eau par le phnomne de l'osmose. Cette pression osmotique est proportionnelle la concentration de la solution en question. Effet osmotique : Irriguer avec de leau charge en sels rduit la facult des racines des plantes puiser de leau du sol. Entre 2 irrigations, alors que lhumidit du sol diminue, les sels de la solution du sol peuvent se concentrer hauteur de 2 5 fois leur valeur initiale. Ceci cause une augmentation de la pression osmotique de la solution du sol et rend encore plus difficile pour les racines dextraire leau du sol. C'est ce qu'on appelle une scheresse

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physiologique. Les croissances mdiocres dues lirrigation avec des eaux sales sont gnralement provoques par ce phnomne de stress osmotique caus par la concentration totale des sels plutt qu cause dions particuliers. Toxicit dions particuliers : Des concentrations excessives dions chlorures et sodium dans leau dirrigation peuvent causer une toxicit dans la plante. Ces ions peuvent tre absorbs soit par les racines soit par contact direct avec les feuilles. Si leau dirrigation a une salinit proche de concentrations critiquesu, il sera ncessaire den doser prcisment les concentrations en ions chlorites et sodium.

Absorption par les racines: Les ions chlorites peuvent tre absorbs par les racines et saccumuler dans les feuilles. Ds lors ces ions peuvent provoquer une brlure des extrmits ou des bords des feuilles, le bronzage et le jaunissement prmatur des feuilles. Des analyses chimiques du sol ou des feuilles peuvent tre menes pour confirmer une probable toxicit aux ions chlorites. En gnral, la plupart des plantes boises (arbres fruitiers noyaux, citrus, avocatier) sont sensibles ces ions alors que la majorit des lgumes, plantes fourragres et fibreuses y sont moins sensibles . De plus, au sein dune mme espce, les diffrentes varits varient trs largement dans leur tolrance aux ions chlorites et sodium. Le sodium dans leau dirrigation peut galement causer des dgts directs par leur absorption racinaire. Les symptmes de toxicits typiques aux ions sodium sont des brlures de feuilles, le desschement et la mort des tissus sur les bords externes des feuilles contrairement aux symptmes causs par des ions chlorites qui apparaissent normalement lextrme pointe des feuilles. De hautes concentrations en ions sodium dans leau dirrigation peuvent aussi causer des dficiences en ions calcium et potassium (par des phnomnes de blocages) dans les sols dj dficitaires de ces lments. On peut noter galement que la prsence excessive d'ions sodique, chlorique et borique peut provoquer une augmentation du pH du sol ce qui a un effet indirect sur limpossibilit dabsorption des ions ferreux, phosphate, zinc et manganse indispensable pour la croissance des plantes.

Absorption par les feuilles: Quelques cultures ntant pas sensibles l'absorption directe et excessive par les racines d'ions sodium et chlorites peuvent dvelopper des symptmes de brlure des feuilles lorsquelles sont arroses avec des eaux sales. Les dommages dus au sel de cette manire ne font que brler ou tuer les feuilles en contact direct avec la solution sale. Les dommages sont plus importants lorsque lirrigation se produit

u Voir tableau ci dessous.

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par temps chaud et sec et que lvaporation concentre les sels la surface des feuilles.

Malgr cela, les facults de rsistance des plantes aux sels sont nombreuses et encore mal comprises mais sont apparemment lies lune ou lautre (ou les 2) de ces adaptations : la capacit de la plante restreindre lentr de sels par les racines, la capacit de la plante tolrer ou sadapter aux sels une fois entrs dans la plante. et les sols Les caractristiques chimiques des sols salins sont les suivantes :

- Les lments dominants sont les sels solubles neutres, principalement des chlorites et des sulfates de sodium, calcium et magnsium.

- Le pH du sol est gnralement de moins de 8,2. - Une lectro conductivit de plus de 4 dS/m est gnralement une limite

acceptable au-del de laquelle les sols sont classifis comme salins. - Il ny a gnralement pas de relation bien dfini entre le pH du sol et le

pourcentage de sodium changeable ou le SAR (Sodium absorption ratio). - Bien que le sodium soit gnralement le cation dominant, la solution du sol

contient galement des quantits non ngligeables de cations divalents tel que le calcium (Ca2+) et le magnsium (Mg2+).

- Le sol peut contenir des quantits significatives mais modres de composs calciques solubles tel que le gypse (CaSO4, 2H2O) par ex.

Ce qui fait quau niveau physique :

- En prsence de sels soluble neutre en excs, la fraction argileuse est en tat flocul et donc la structure du sol est stable. Cependant, les sols sals sont plus fragiles et souvent sujet dgradation car la salinit rduit la couverture vgtale laissant le sol sensible lrosion olienne ou hydrique

- La permabilit leau et lair et autre caractristique physique est gnralement comparable des celles des sols "normaux "v.

Les analyses de sol mener, lments prendre en considration. Les analyses chimiques vont permettre de dterminer si les sols dune part et leau dirrigation dautre part prsentent un risque pour la mise en valeur des terres (ou de faire le bilan dune situation dj prsente).

v Il nen est pas de mme pour les sols alcalins qui prsentent une permabilit lair et leau fortement diminue de par l tat dispers de la fraction argileuse du sol. La pntration des racines, de lair et de leau se fait alors trs mal.

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Le terme de salinit se rfre la concentration totale des ions non organiques principaux ( tel que Na, Ca, Mg, K, HCO3, SO4, et Cl) dissoute dans leau dirrigation, de drainage et souterraine. La concentration individuelle de ces anions et cations pour un volume deau donne peut se faire sur une base soit chimique (en mmol/l) soit massique (en mg/l). La concentration totale en sel (la salinit donc) peut alors sexprimer soit en terme de somme des anions ou des cations en mmol/l ou de somme des anions et des cations en mg/lw. Un index pratique de mesure de la salinit est llectroconductivit (EC) exprime en deciSiemens par mtre (dS/m). Une relation (approximative car il faudrait en fait tenir compte de la composition ionique spcifique) tablie que 1 dS/mx = 10 mmol/l = 700 mg/ly. Llectroconductivit est toujours tablie une temprature de 25 C ce qui rend les comparaisons possibles sous diffrents climats. Lusage de lEC bien quelle ne soit quune mesure imparfaite de la ralit, met cependant laccent sur le fait que les plantes ragissent tout dabord une concentration totale en sels et moins la proportion relative de tel ou tel ion. Rappel sur la conductivit : La conductivit est l'aptitude d'une solution faire passer un courant lectrique entre 2 lectrodes. Le courant est transport par des ions, c'est dire que la conductivit augmente avec le nombre et la mobilit des ions prsents en solution (et aussi avec la temprature). Une solution contenant trs peu d'ions ne favorise pas le transport du courant, elle est dite peu conductrice ou rsistive. L'inverse de la conductivit est la rsistivit. Dans le SI, on note la conductivit (donc la salinit) en Siemens (S). La conductivit des eaux s'exprime gnralement en microsiemens par cm (S/cm), 25C, alors que la conductivit des sols s'exprimera plutt en millisiemens par cm (mS/cm). Il est important de noter que la composition de leau dans le sol nest pas constante dans le temps, de mme que la composition de la solution du sol. Pour cette raison, pour standardiser les mesures et tablir des rfrences de comparaison valables, on prfrera dfinir la salinit en terme dlectroconductivit dun extrait de sol satur (Ece en dS/m). w On parle de Total Dissolved Salts ou TDS. x La quantit de sel reprsente par une conductivit de 1 dS/m reprsente environ 2 cuillres caf de sel dissout dans 5 US gallons d'eau (soit 18,9 l). y Pour affiner cette relation on a tabli galement que pour une EC comprise entre 0,1 et 5,0 dS/m, la TDS (mg/l) = EC (dS/m) x 640, alors que pour une EC infrieure 5,0 dS/m, TDS = EC x 800.

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Classe de salinit des sols et effet sur la croissance des plantesz :

Classe Conductivit de lextrait de sol satur (dS/m) Effet sur la croissance des plantes

Non salins 0-2 Effets de la salinit ngligeables

Lgrement salins 2-4 La production de certaines plantes sensibles peut tre affecte (ex : tomate, haricot)

Modrment salins 4-8 La production de la plupart des plantes est restreinte

Fortement salins 8-16 Seules les plantes tolrantes au sel produisent de faon satisfaisante (ex : asperge)

Trs fortement salins >16 Seul un trs petit nombre de plantes tolrantes au sel produisent de faon satisfaisante

Classification de leauaa :

Classe EC en dS/m Concentration en sels totale en mg/l Type deau

Non saline 45 000 Eau de mer

z Dans Saline soils and their management de I.P. Abrol et al. aa Dans The use of saline waters for crop production de J.D. Rhoades et al. Attention : parce que lutilisation dune eau sale pour lirrigation est trs dpendante de ses conditions dutilisation (choix des cultures, climat, sol, mthode et gestion de lirrigation), il est trs dlicat dutiliser des classes de qualit de leau pour son utilisation future en eau dirrigation. Il est cependant toujours utile davoir des rfrences et des schmas de classification.

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RECOMMANDATIONS GENERALES Lirrigation avec des eaux salines et la mise en valeur des terres est malgr tout possible en adoptant des techniques adquates pour de telles situations : une bonne gestion de leau dirrigation, le lessivage et le drainage des sels dans la zone racinaire des plantes, des techniques culturales adaptes, le choix despces ou de varits tolrantes au sel devraient permettre une production satisfaisante pour lagriculteur. Il faut toutefois prciser quil nexiste pas une seule mthode de contrle de la salinit. Plusieurs approches et pratiques peuvent tre combines pour obtenir un systme de gestion satisfaisant, en combinant de manire approprie les facteurs conomiques, climatiques, social, daphique et hydrogologiques de la zone concerne. Les mthodes prconises ci dessous ont t choisies afin dtre (dans la mesure du possible) abordables d'un point de vue conomique et en rapport avec de petites superficies de marachagebb de par le contexte des zones d'activits de Handicap International au Mali et au Somaliland. De plus, dans la mesure du possible, nous n'aborderons pas le cas de terrain argileux pour nous concentrer sur des cas terrain sableux sablo limoneux (sols permables dans tous les cas, structure grossire). Mthodes dirrigation Les mthodes dirrigation doivent avoir pour objectif dconomiser leau au maximum. En matire dirrigation, les systmes ne sont gnralement pas conus pour cette conomie deau dans des zones ou pourtant cette ressource est limite. Le plus souvent, leau est donne sans compter et la terre en reoit une quantit excessive et en particulier lorsque le cot de leau nest pas en relation avec son cot rel. En irrigation, le mieux est de donner juste ce quil faut, cest dire une quantit deau calcule pour rpondre de manire satisfaisante aux besoins des cultures et prvenir laccumulation des sels dans le sol. Des irrigations plus frquentes, en gardant un taux dhumidit du sol plus important, vitent davoir une pression osmotique leve et la concentration des sels dans la solution du sol reste donc minimale. Appliquer trop peu deau serait du gaspillage car elle ne serait pas en quantit suffisante pour subvenir aux besoins des cultures et ne produira pas leffet escompt. A linverse, des quantits excessives pourraient galement avoir comme effet de saturer le sol pendant trop longtemps, inhiber son aration, lessiver les nutriments, accrotre lvaporation et la salinisation et enfin porter le niveau de la nappe phratique un niveau supprimant lactivit racinaire et microbienne normale et qui ne peut tre par la suite lessiv et drain qu grand frais. bb Les recommandations qui vont suivre peuvent nanmoins tre appliques quelle que soit la surface mise en valeur.

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Les mthodes classiques dirrigation par surverse consistent inonder le sol jusqu une certaine profondeur de faon le saturer compltement puis attendre quelques jours ou semaines jusqu ce quil soit compltement assch avant de rinonder la terre. Dans ce systme, bas sur lapplication peu frquente dun important volume deau sur lensemble de la surface agricole, la terre traverse plusieurs cycles caractristiques, consistant en une alternance de priode o lhumidit du sol est excessive et de priodes o la teneur en eau est gnralement insuffisante. Les conditions ne sont idales que lors dune brve priode de transition (ce qui est le cas pour les cultures de dcrue). Dans les systmes, plus rcent, consistant dverser de quantits deau plus limites, des intervalles frquents et l o sont concentr les racines, le but est de rduire les fluctuations deau dans la rhizosphre en maintenant en permanence le sol humide, sans le saturer et en vitant que la culture soit priv doxygne (par excs deau) ou soumise un stress hydrique (par manque deau). De plus, lapplication deau de faon localise permet quune partie de la surface reste sche permettant de rduire lvaporation mais aussi la prolifration des adventices. Un des autres avantages de ce type dirrigation est que des petites disparits de planage dans la surface du sol ne seront plus aussi importantes par rapport une irrigation par surverse et ne causeront pas dapplication deau et donc de lessivage des sols htrogne. Pour bien faire, leau devrait tre amene jusquau champ dans des canaux tanches pour viter les pertes par infiltration ou de prfrence dans des conduits ferms qui vitent la pollution et permettent de pressuriser leau distribue. Il nest pas dans le but du prsent rapport de dvelopper les mthodes dirrigation, nous citerons nanmoins quelques-unes unes des mthodes les plus simples. Celles ci sont dcrites en dtail dans louvrage La petite irrigation dans les zones arides, Principes et options dit par la FAO (1997) et disponible sur internet (site de la FAO). Mthodes dirrigation souterraine : Remarque : Dans les zones arides o la couche superficielle du sol nest pas suffisamment lessive par les pluies, lirrigation souterraine peut provoquer une accumulation de sels la surface, surtout si leau dirrigation une teneur leve en sel. Lorsque cela se produit, il convient dinonder le sol chaque saison avant la priode des semis pour lessiver la couche superficielle.

Vases de cramique poreux Cest une des plus anciennes mthodes dirrigation base sur le dversement frquent ou continu deau sur une partie du volume du sol qui consiste en lenfouissement de vases dargile poreux dans le sol. Cette mthode est particulirement bien adapte pour les arbres fruitiers mais elle peut aussi tre employe pour arroser les cultures en lignes (marachage). Ce systme dirrigation est trs simple mais il doit tre surveill en permanence si lon veut quil continu fonctionner de faon satisfaisante.

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Forme du mouillage du sol autour dun vase dargile poreux enfouis entre 2 ranges de culturecc.

Tuyaux poreux sectionns Cette variante de la mthode ci dessus a pour but de rpandre de leau dans le sol le long dune bande horizontale continue. De ce fait, cette mthode est plus adapte pour les cultures en lignes peu espaces, disposes en planches comme les cultures marachres. Pour permettre le remplissage, le tuyau est recourb une extrmit et lorifice dpasse du sol. On utilisera des tuyaux dargile de longueur variable, mis bout bout sans tre souds ce qui fait que leau sinfiltre au niveau des jointures et galement travers les parois poreuses.

Forme du mouillage dun sol irrigu par tuyau poreux enfoui lhorizontale entre 2 ranges parallles de culture.

Forme du mouillage dun sol irrigu par des tuyaux souterrains dargile poreux : les sections de tuyaux sont assembles pour former des sources linaires horizontales parallles destines irriguer les cultures en

ligne.

cc Toutes les illustrations suivantes sont extraites du document La petite irrigation dans les zones arides de la FAO, 1997.

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Mthode dirrigation superficielle : Ces mthodes sont bases sur lapplication deau de faon continue ou rgulire sur une fraction de la surface du sol. Le principe est de laisser leau sortir la surface en veillant ce que le dbit ne soit pas suprieur la capacit dinfiltration du sol pour que toute leau pntre dans la rhizosphre sans stagner ou scouler la surface.

Systme complet de goutte - - gouttedd : On appelle irrigation au goutte - - goutte lapplication lente et localise deau au niveau dun point ou dune grille de points sur la surface du sol. Ce type dirrigation est utilis grande chelle en Isral o il a t mis ou point et amliore rgulirement. Il peut tre appliqu sur tout type de cultures mais il se prte moins bien aux cultures de plein champ plantes serr ncessitant un mouillage uniforme de tout le volume de sol.

Forme du mouillage du sol sous un goutteur plac entre 2 rangs peu espacs. Lorsque les applications au goutte goutte sont frquentes, la portion du sol mouille reste en permanence humide et reste donc bien ar. Ce type dirrigation prsente un avantage certain par rapport lirrigation par surverse et mme par rapport lirrigation par aspersion pour les sols sableux ayant une capacit de rtention deau faible et dans les climats arides o les pertes par vaporation sont leves.

Schmas de la diffusion de lhumidit dans des sols argileux, limoneux et sableux irrigus au goutte goutte.

Ce systme permet galement dutiliser de leau lgrement saumtre (de lordre de 1 000 2 000 mg/l) car elle ne rentre pas directement en contact avec le feuillage qui risque donc moins dtre grill par le sel. De plus comme dans la zone mouille le sol reste en permanence humide, les sels ne se concentrent pas et la salinit de la solution du sol dd Ce systme est en principe viter pour les arbres qui doivent dvelopper un systme racinaire assez important ; avec le goutte goutte, les racines vont se concentrer dans lespace concern et ne se dvelopperont pas au-del, limitant leur capacit de rsistance lors de priodes sches.

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dans la rhizosphre nest que lgrement suprieure celle de leau. Lapplication de fertilisant directement dans leau dirrigation est galement rendue possible (fertigation). Cependant si leau dirrigation est saumtre, une fraction des sels transports par leau tend se concentrer la priphrie des cercles mouills et former des anneaux de sels visibles autour de chaque point de gouttage. Si les pluies saisonnires ne sont pas suffisantes pour lessiver ces sels, il sera alors ncessaire de lessiver les sols chaque anne. Lun des autres avantages de lirrigation par goutte goutte, est que les racines des plantes tendent se rassembler de prfrence prs des goutteurs et viter ainsi les sels saccumulant la limite de la zone mouille. Le dsavantage dun tel systme reste son cot, principalement lors de linvestissement de dpart. De plus, mme si les besoins en main duvre diminuent, ce systme requiert une surveillance trs rgulire par des techniciens qualifis.

Systme de goutte goutte simplifi : Lquipement extrmement sophistiqu des systmes de goutte goutte mis au point dans les pays industrialiss leur a fait perdre leur simplicit la base de leur conception. La principale justification de ces systmes est lconomie de main duvre alors quils consomment normment de capitaux et dnergie. Dans les PVD limportance relative de ces facteurs est inverse et il est donc indispensable de simplifier ces systmes. Les goutteurs ne doivent pas tre ncessairement des dispositifs de prcision. Ils peuvent tre improviss en perant des trous la main dans les canalisations latrales. Pour que ces perforations soient aussi uniformes que possible, il est conseill dutiliser des poinons arrondis comme ceux employs pour faire des trous dans les ceintures de cuir. En procdant par ttonnement, un utilisateur peut fabriquer des goutteurs adquats pour une fraction infime du prix auquel ils sont vendus dans le commerce.

Irrigation par asperseur (sprinkler irrigation) : Cette mthode consiste dverser leau en jets plus ou moins fins sous forme de pluie. Ce systme permet daugmenter la surface arrose et le volume de sol mouill dans lequel les racines des plantes absorbent leau et les lments nutritifs. De plus, cest un bon moyen de contrle de la quantit deau apporte. La tendance est pourtant dappliquer trop peu deau par cette mthode et le lessivage des sels doit souvent tre fait avec un effort particulier. En terrain sableux, on veillera cependant ne pas apporter de quantits trop importantes deau par cette mthode car le lessivage des lments de base (azote, phosphore, potassium) pourrait alors tre trop important. De plus, en cas dutilisation deau saline, les plantes sensibles aux sels devraient pouvoir tre asperges durant la nuit afin dviter leffet de concentration des sels la surface des feuilles, tout en veillant multiplier les applications afin que labsorption foliaire soit diminue.

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Le lessivage des sels solubles est galement plus efficace lorsque les taux dinfiltration deau sont moins importants que la capacit dinfiltration des sols, condition qui ne peut tre obtenu par lirrigation par surverse.

Influence du systme dirrigation sur la configuration de la salinit des sols et rendement du poivron, deux

niveaux de salinitee. Ce schma indique galement quune irrigation par aspersion sera moins efficace pour lutter contre la salinit.

ee Dans The use of saline waters for crop production . op. cite.

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Quantit deau pour lirrigation, lessivage des sels Les quantits deau dverses doivent rpondre aux besoins des plantes mais galement compenser les pertes par vapotranspiration et prvenir la salinisation de la rhizosphre. Les pertes par vaporation dpendent des conditions atmosphriques qui varient au fil du temps. Ces donnes sont en gnral tablies pour tel ou tel type de climat et doivent pouvoir tre rcuprs auprs des services mtorologiques nationaux. Dans le cas contraire, une approximation est possible par rapprochement avec dautres pays climat identique. Enfin au cas o aucune donnes ne seraient disponibles, il est possible de fabriquer des bacs vaporatoiresff. Le problme sera alors de traduire lvaporation du bac en une estimation de lETP de la plante cultive dont on dduira les besoins en irrigation effectifs. On appliquera un coefficient de correction aux mesures faites sur les bacs. Un coefficient type, daprs exprience est de 0,66.

ETPcouvert total = 0,66Ebac Il faut galement prendre en compte le stade de croissance de la plante, attest par la fraction de sol quelle recouvre. Etant donn que lETP est fonction de la surface couverte par la plante mais ne lui est pas simplement proportionnelle, il est propos dutiliser la relation empirique suivante :

ETP couvert partiel = 0,33 (1+C)Ebac O C est la fraction de sol couverte par la plante, qui varie de 0 (quand la culture vient dtre seme) 1 (quand la parcelle cultive est compltement couverte). La dernire tape consiste estimer les besoins dirrigation (I), comprenant les besoins en eau effectifs de la plante (W), plus une fraction correspondante au lessivage (L), moins les pluies tombes depuis la dernire irrigation (R). Si le besoin en eau effectif de la plante est denviron 80% de lETP et si la fraction correspondant au lessivage souhait est de 10% de lETP, on obtient :

I = (0,33 x (W + L) Ebac (1 + C) - R I = (0,33 x 0,9) Ebac (1+C) R

I = 0,3 Ebac (1+C) - R Ces relations doivent uniquement tre considres comme des estimations prliminaires. De nombreux ouvrages existent qui permettent de dterminer en fonction des divers paramtres mentionns les quantits deau exactes donner aux culturesgg. Une certaine quantit deau applique au champ doit tre rserve pour sinfiltrer dans le sol et permettre le lessivage des sels. ff Une mthode simple est explique dans le document La petite irrigation dans les zones arides cit prcdemment. gg Les units utilises nont pas t prcises et doivent donc ltre en cas dapplication de cette mthode.

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Le besoin en lessivage est calcul en fonction de la salinit de leau dirrigation, lET, les pluies et le niveau de salinit possible de la solution du sol, lui mme fonction du type de culture mettre en place et le type de sol :

L = (ET P) [Ci / (fCsm - Ci)] O : L : besoin en lessivage. ET : vapotranspiration P : pluviomtrie Ci : Salinit de leau dirrigation Csm : Salinit de la solution du sol la capacit au champ. f : efficience du lessivage. Cet indice indique le ratio entre la salinit de leau de drainage dun sol et la salinit de la solution de ce mme sol. Ce coefficient varie suivant la texture du sol et est denviron 0,4 pour les sols lourds, de 0,6 pour les sols intermdiaires et de 0,8 pour les sols sableux. Le lessivage est efficace lorsque l'eau de drainage sale est dverse travers des drains souterrains transportant cette eau l'extrieur de la zone en exploitation. Il peut galement tre efficace en l'absence de drains souterrains condition que le drainage naturel soit effectif et n'augmente pas le niveau de la nappe adjacente. Il est prfrable de faire ce lessivage lorsque l'humidit du sol est faible et la nappe phratique adjacente suffisamment basse. Lessiver durant les mois d't est moins efficace de par la forte vaporation et les quantits d'eau perdues par ce phnomne. Cependant le choix de la priode de lessivage doit se faire d'aprs des considrations de disponibilit en eau et autres (type de sol, etc.). En Inde par exemple, le lessivage est plus efficient durant les mois d't car cela correspond une priode o le sol est sec et la nappe la plus basse. C'est galement la seule priode o de larges quantits d'eau peuvent tre dtournes pour le lessivage. Particulirement en cas dirrigation au goutte goutte, il est bon de pouvoir lessiver juste avant la priode de mise en place des cultures ou immdiatement aprs la rcolte. On doit dterminer avant de pratiquer le lessivage quelle quantit deau doit tre applique pour cela. En effet, cette quantit sera dtermine en fonction de la salinit initiale du sol, du taux de salinit dsir aprs le lessivage, de la hauteur de sol que lon souhaite mettre en production et des caractristiques du sol. On estime quune unit de hauteur deau pourra enlever 80% de sel dans une mme hauteur de sol. Nous invitons le lecteur consulter par exemple louvrage The use of saline water for crop production dit par la FAO sur leur site internet, pour de plus amples dtails de calcul. Remarque : Le besoin en lessivage est galement en relation avec le type de sol mis en valeur. Un sol sableux, de part sa permabilit et sa structure grossire, aura un besoin en lessivage moindre quun sol plus lourd . Les sols sableux vont donc mieux tolrer une irrigation avec de leau lgrement saline. Cependant, ce besoin en lessivage augmentera rapidement mesure que la salinit augmentera galement.

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Drainage Le drainage est une pratique essentielle dans la gestion des sols salins. Lirrigation perturbe lquilibre des flux deau prexistants dans une zone dtermine. Ce dsquilibre rsulte gnralement en une addition deau qui peut alors augmenter rapidement le niveau de la nappe phratique. Une fois que la nappe est proche de la surface, la limite tolrable se situant autour des 2 m (entre 1,5 et 3 m), une quantit apprciable de cette eau peut alors remonter la surface d lvaporation de surface, rsultant en une accumulation de sels dans la zone racinaire des plantes. De nombreuses mthodes existent pour drainer le sol, incluant des drains de surface ou souterrains. Il faut tre particulirement vigilant au fait que leau draine doit ltre suffisamment loin pour quelle ne puisse pas se retrouver dans la nappe phratique sous jacente aux cultures. Il nest pas non plus dans le but du prsent ouvrage de dvelopper ces mthodes. La ralisation dun rseau de drainage est gnralement prvue par les amnagistes si les risques de salinisation sont levs et ont t clairement identifis. Cest un investissement onreux, aussi les concepteurs de projets font ils gnralement limpasse sur les rseaux de drainage ds lors que les conditions initiales du site avant irrigation laissent esprer que les problmes lis la salinit resteront mineurs. Une fois le primtre mis en place, les conditions dutilisation et de maintenance prsentent bien souvent une sur-irrigation et des fuites sur le rseau. Au bout de quelques annes aprs la cration du site, la dgradation est telle que les travaux de drainage deviennent indispensables. Ces travaux, aprs la mise en place du site, sont infiniment plus coteux. On peut galement rcuprer les eaux de drainage afin quelles soient rutilises sur des cultures moins sensibles au sel. Bien entendu cela est fonction de la salinit de cette eau de drainage et des conditions locales dexploitations.

Exemple de plan damnagement de rutilisation deau de drainagehh.

hh Dans The use of saline waters in crop production , op. cite.

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Bien entendu les mthodes dirrigation qui empchent linfiltration trop importante deau dans le sol et sajustent au mieux aux besoins des plantes tout en permettant le lessivage des sels solubles, sont favoriser. Mthodes culturales Amnagement au champ Bien que prsentant de nombreux avantages et en particulier en zone aride, les mthodes dirrigation au goutte goutte sont encore peu dveloppes (souvent d au manque de capitaux et linexprience). La plupart du temps, cest lirrigation par canaux ou par submersion qui est la pratique la plus courante. En irrigation par canaux simples, on observe bien souvent des baisses de rendement. Celles ci sont gnralement dues laccumulation de sels au haut des lits aprs lirrigation. Des expriences ont dmontr que laccumulation de sels tait moins importante en fonction de la forme des lits. Il sera donc prfrable dadopter ces formes (lit doubles ranges ou lit en pente doubles ranges)

Configuration de laccumulation de sels en fonction de lemplacement des semences, de la forme des lits et

du taux de salinitii.

ii Daprs Bernstein, Fireman et Reeves, 1955.

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Planage Dans le cas dune irrigation par surverse, on veillera tout particulirement bien aplanir la surface cultive afin de permettre une rpartition gale de leau. En effet, on observe souvent que les tches de vgtation sont souvent localises dans les zones hautes qui ne reoivent pas suffisamment deau ou dans les zones basses o leau se concentre et qui deviennent alors impropre la germination. Paillage ou Mulching Durant les priodes de forte ETP entre 2 irrigations ou durant les priodes de jachre, les sels lessivs ont tendance remonter la surface. Toutes les pratiques culturales qui permettent de diminuer lvaporation de la surface du sol (paillage, binage) ou daugmenter la pntration de leau en profondeur, seront bnfiques pour diminuer la salinit autour des racines des plantes. Le paillage est bnfique dans ce sens quil empche leau de remonter la surface. De plus, il a t dmontrjj que larrosage par aspersion de sol paill rsultait en une suppression plus importante des sels et donc une meilleure efficience dans le lessivage quavec une irrigation par submersion ou sans paillage. Fertilisants / Amendements - La prsence de sels solubles en excs interfre avec la nutrition normale des plantes. Avec des concentrations en sels modres, les plantes tentent gnralement dexclure les ions nfastes autant que possible et de privilgier labsorption des nutriments. Avec des concentrations en sels augmentant, labsorption en sels de sodium et de chlorites augmente beaucoup. Cette absorption est ncessaire cause de la pression osmotique en augmentation mais est responsable de retard de croissance. Rciproquement, labsorption excessive de ces ions rsulte souvent en la rduction de labsorption des lments nutritifs de la plante causant un dsquilibre de nutrition et des dficiences. Ainsi, bien que le sol puisse prsenter un bilan en lments nutritifs satisfaisant, lapplication dengrais pourra tre ncessaire. Des expriences ont dmontr que cest principalement les dficits en ions K et Ca qui semblent le plus prjudiciable aux retards de croissance constats. jj Fanning et Carter (1963).

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Donc, la fertilisation des sols lgrement ou moyennement salins devrait servir la fois :

- Suppler en lments nutritifs prsents en quantits insuffisantes. - Suppler en lments nutritifs prsents en quantits suffisantes (tels que les

ions K et Ca) mais qui ne sont pas absorbs en quantit adquate d aux effets antagonistes des sels solubles (Na principalement).

Il a galement t observ quune forte salinit a une incidence sur lactivit microbienne du sol ce qui a donc pour effet indirect dinterfrer sur la transformation des lments nutritifs essentiels la plante et leur disponibilit. Une rduction de lactivit symbiotique de fixation de lazote a aussi t observe d limpact toxique des sels sur les bactries rhizobium ( prendre en compte en cas de fertilisation azot dans les bilans au champ). Une exprience sur le pois a dmontr quune activit normale des bactries rhizobium pouvait tre observe jusqu 4,5 dS/m. - Les amendements chimiques sont utiliss pour remplacer le sodium changeable par du calcium. Ils sont donc particulirement utile en cas de sols alcalins ce qui nest pas le propos de ce rapport. Par contre en prsence de sols salins (domins par la prsence de sels solubles neutres) ayant galement un SAR lev - ce quon appelle les sols salins complexe sodiquekk - lapplication damendement en elle mme nest pas forcment essentielle per se soit pour la dsalinisation ou la dsalcalinisation mais pourrait servir acclrer le processus lors de lapplication deau de lessivage en maintenant un taux dinfiltration lev par lapport de calcium soluble leau de lessivage. Ainsi la dcision dutiliser un amendement pour la rhabilitation de ce type de sols dpendra des caractristiques dinfiltration du sol en prsence : les sols lgers rpondront en gnral mal une application de gypse. Plantes adaptes Le tableau suivant indique le seuil de tolrance au sel pour quelques plantesll. Bien sur ces donnes ne servent que dindications et doivent tre modules en fonction de la varit choisie, du climat, des conditions spcifiques de chaque sol et des pratiques culturales. Des recherches sont actuellement en cours pour dcouvrir ou crer de nouvelles varits tolrantes au sel. Certaines, conduites en Isral lUniversit Hbraque par le professeur Arie Altman ont permis disoler une protine dune espce de peuplier Euphratica qui pourraient prserver les activits des cellules de cet arbre dans des conditions de scheresse et de salinit que l'on trouve dans le dsert. Lquipe mene par le professeur Altman, a dcouvert que de stimuler hautement la production de ces protines lors des semis des arbres peut aider ces arbres surmonter des conditions svres. kk Ou alcalins. ll Daprs Maas, 1986.

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Plantes (nom commun et nom scientifique) ECe (lectro conductivit de lextrait de sol satur)

Classemm

Pois Phaseolus vulgaris 1.0 S Coton Gossypium hirsutum 7.7 T Pois dolique Vigna unguiculata 4.9 MT Arachide Arachis hypogaea 3.2 MS Mas Zea mays 1.7 MS Millet Setaria italica MS Ssame Sesamum indicum S Sorgho Sorghum bicolor 6.8 MT Soja Glycine max 5.0 MT Tournesol Helianthus annuus MS* Bl Triticum aestivum 6.0 MT Bl (var. Semi-naine)nn T. aestivum 8.6 T Bl dur T. turgidum 5.9 T Bent grass Agrostis stolonifera palustris MS Pois dolique Vigna unguiculata 2.5 MS Mas (forage)6 Zea mays 1.8 MS Panic grass, bleue Panicum antidotale MT* Saltgrass, desert Distichlis stricta T* Sesbania Sesbania exaltata 2.3 MS Herbe du Soudan Sorghum sudanense 2.8 MT Bl forage Triticum aestivum 4.5 MT Topinambour Helianthus tuberosus MT* Asperge Asparagus officinalis 4.1 T Brocoli Brassica oleracea botrytis 2.8 MS Choux B. oleracea capitata 1.0 MS Carotte Daucus carota S Cleri Apium graveolens 2.5 MS Concombre Cucumis sativus 1.1 MS Aubergine Solanum melongena esculentum MS Choux friss Brassica oleracea acephala MS* Laitue Lactuca sativa 1.7 MS Melon Cucumis melo MS Gombo Abelmoschus esculentus 1.2 S Oignon Allium cepa S Pois Pisum sativum 1.5 S* Poivre Capsicum annuum 1.7 MS Pomme de terre Solarium tuberosum MS Potiron Cucurbita pepo pepo 1.2 MS*

mm T = Tolrant, MT = Modrment Tolrant, MS = Modrment Sensible et S = Sensible. Les classes avec un * sont des estimations. nn Daprs le cultivar Probreb .

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Radis Raphanus sativus 2.0 MS Epinard Spinacia oleracea 3.2 MS Courge Cucurbita pepo melopepo 4.7 MS Courgette C. pepo melopepo 1 MT Fraise Fragaria sp. 1.5 S Patate douce Ipomoea batatas 2.5 MS Tomate Lycopersicon lycopersicum 0.9 MS Pastque Citrullus lanatus MS*

Cas types On peut tenter de dcrire 2 cas types tout en gardant lesprit quil nexiste probablement pas de mthode unique de lutte contre la salinisation. Une analyse approfondie des facteurs climatiques, pdologique, sociaux et des possibilits de transport et de march doit tre mene avant tout. Exemple 1 : En zone aride, pluviomtrie moyenne de 300 mm par an, rpartie sur 2 courtes saisons des pluies, le sol est sablo limoneux et le terrain situ en bord dun oued temporaire avec de frquents dbordements annuels sur la zone cultive. La zone se situe sur un terrain salinit primaire avec des eaux dirrigation modrment saline, puises partir de puits peu profond par moto - pompe. Culture en vue dautosubsistance, marachre pour lessentiel. La prconisation de tel ou tel type de culture est dlicate car il faut prendre en compte de nombreux facteurs conomiques, culturels et sociaux. Dans ce cas cependant les plantes sensibles aux sels ne pourront se dvelopper de faon satisfaisante et on recommandera donc en culture marachre, fourragre ou grain un ensemble de plantes tolrantes ou modrment tolrantes tel que le coton, le pois dolique, le sorgho, le soja, le bl, lasperge, la courgette, etc. Bien sr, dans la pratique, une bonne gestion de lirrigation et le choix de varits plus rsistantes ou slectionnes permettra dlargir le choix ci dessus. Lirrigation devrait se faire idalement en goutte goutte avec dversement deau sur les parcelles avant la saison culturale afin de permettre le lessivage des sels en excs, ou encore par aspersion. Les mthodes de goutte goutte ne sont pas forcment coteuses (voir ce sujet louvrage La petite irrigation en zone aride , de D. HILLEL) mais ncessitent un important travail damnagement de la parcelle et un entretien rgulier. Linondation priodique des parcelles par les crues de loued pourra galement tre bnfique condition de pouvoir lanticiper et quelle ne soit pas trop violente. En fait on saperoit bien souvent que le choix de telle ou telle technique dirrigation est souvent plus li la quantit de main duvre disponible en priode de pic de travail ou au capital disponible qu la connaissance de ces autres techniques. Le type de sol, sablo limoneux, permet davoir une meilleure rtention deau et donc lespacement des arrosions pourra tre suprieure par rapport un sol sableux.

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Les choix des rotations et des associations de cultures doivent tre dtermins en fonction des possibilits dapprovisionnement des intrants (semences), des pratiques rgionales (surproduction priodique) et des possibilits de commercialisation (tat des routes et trafic). Exemple 2 : En zone aride, pluviomtrie moyenne de 350 mm par an, rpartie sur 1 saison des pluies, le sol est sablo - limoneux. Eaux dirrigation faiblement salines, puises partir de forages profond. Grande zone de culture de riz irrigu. Lirrigation au goutte goutte nest plus possible dans ce cas et elle se ferra par surverse. Le principal risque de ce type damnagement est li une mauvaise planification des amnagements du terrain, en oubliant les rseaux de drainage indispensable si lon veut liminer les risques de salinisation (mme si ceux ci sont apparemment faibles au dpart). Un planage rigoureux du sol doit galement tre inclus pour chaque parcelle lors de la mise en place mais galement revu rgulirement, tous les 2 3 ans si possible pour viter les poches de mauvaises rpartition de leau. Il serait prfrable que les apports deau se fassent de manire souple et raisonnes afin dapporter toujours la juste quantit sur les cultures. Sur un tel systme de monoculture, lapport de fertilisant devra tre appliqu en fonction des besoins en tenant compte des exportations annuelles. On cherchera en particulier amliorer la texture du sol par des amendements humiques pour favoriser la rtention deau du sol. Ce type de culture et damnagement ncessite une supervision par des techniciens capables de prendre en compte les besoins des exploitants et lorganisation des tours deau dans une gestion concerte et raisonne. Les travaux lourds (planage, nettoyage des rseaux darriv deau et de drainage) devraient galement tre pris en charge et superviss par une structure adquate.

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BIBLIOGRAPHIE - Environnement et dveloppement rural, Guide de la gestion des ressources naturelles, BDPA - SCETAGRI. Sous la direction de P. GENY, P. WAECHTER, A. YATCHINOVSKY. Ed. Frisson Roche, 1992. - La petite irrigation dans les zones arides. Principes et options. D. HILLEL. FAO, 1997. - Pdologie. Sol, Vgtation, Environnement. Ph. DUCHAUFOUR, Ed. Masson, 1995. - Salt Affected Soils and their management. I.P. ABROL, J.S.P. YADAV, F.I. MASSOUD, FAO Soils Bulletin 39, 1988. - The use of saline waters for crop production. J.D. RHOADES, A. KANDIAH, A.M. MASHALI. FAO Irrigation and drainage paper 48, 1992. - Food production potential of the world. BURINGH, P. In: Radhe Sinha Ed. The World Food Problem; Consensus and conflict. Pergamon Press. Pp. 477 485, 1978. - Combining surface mulches and periodic water applications for reclaiming saline soils. CARTER, D.L. and FANNING, C.D. Soils Sci. Soc. Amer. Proc. 28; 564 567, 1964. -. Control of salinity in the Imperial Valley, California. BERNSTEIN, L., FIREMAN M. and REEVES R. C. U.S.Dept. Agric. ARS 41 4. 16 p., 1955. Cit dans The use of saline waters for crop production J.D. RHOADES, A. KANDIAH, A.M. MASHALI. FAO Irrigation and drainage paper 48, 1992. - FAO Sols bulletin n 25. Sandy sols. Report of the FAO/UNDP seminar on reclamation and management of sandy soils in the Near East and North Africa, held in Nicosia in December 1973. - Salt tolerance of plants. MAAS E.V. 1986. Applied agriculture research 1: 12 - 26 dans : The use of saline waters for crop production. J.D. RHOADES, A. KANDIAH, A.M. MASHALI. FAO Irrigation and drainage paper 48, 1992.

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SITES INTERNET - www.fao.org Site parcourir, riche en statistiques et en publications. Plus spcifiquement : - www.fao.org/waicent/search/default.asp - www.fao.org/documents - www.fao.org/docrep/T0667E/T0667e00.htm#Contents -www.fao.org/waicent/faoinfo/agricult/agl/agll/spush/topic4.htm - www.fao.org/waicent/faoinfo/agricult/agl/agll/spush/topic2.htm - www.fao.org/waicent/faoinfo/agricult/agl/agll/spush/topic3.htm - www.fao.org/landandwater/agll/prosoil/saline.htm - www.fao.org/docrep/x5869e/x5869e00.htm - www.fao.org/docrep/W3094F/w3094F00.htm - www.fao.org/ag/agp/agpc/doc/publicat/pub2/p21.htm - www.fao.org/landandwater/aglw/aquastat/somali1.htm - www.fao.org/landandwater/aglw/aquastat/mali1.htm Sites australiens : - www.agric.wa.gov.au/agency/Pubns/farmnote/1999/f04699.htm - http://www.epa.nsw.gov.au/soe/97/ch2/3.htm - www.netc.net.au/enviro/fguide/salirr.html - www.netc.net.au/enviro/fguide/saldl.html - www.sheppstc.org.au/srco/salinity_explained/dryland_salinity.htm Sites israliens : - www.bgu.ac.il/ (Ben Gurion University) - www.israel-mfa.gov.il/mfa

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Autres sites intressants : - www.ext.nodak.edu/extpubs/ageng/irrigate/eb66w.htm - http://agnews.tamu.edu/drought/DRGHTPAK/SALINITY.HTM - www.cepis.ops-oms.org/muwww/fulltext/repind53/wta/wtatab22.html - www.extension.umn.edu/distribution/cropsystems/DC5886.html - www.ac-montpellier.fr/ressources/99/99en0102.html - www.cig.ensmp.fr/~hhgg/gest/norirrig.htm - www.oieau.org/eaudoc/synthes/engref/kenfaoui.htm - www.francophonie.org/syfia/115_23.html Cartes : - www.encarta.msn.com/maps/MapsView.asp

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INTRODUCTIONETAT DES LIEUXTerres susceptibles dtre touches par la salinCartes de situationsLes sols salins:Les sols alcalinsl:

Qu'est ce que la salinit?Causes de formation de sols salinsQuels sont les signes prcurseurs de la salinitEffet de la salinit sur les culturesEffet osmotique:Toxicit dions particuliers:Absorption par les racines:Absorption par les feuilles:

et les solsLes analyses de sol mener, lments prendr

RECOMMANDATIONS GENERALESMthodes dirrigationMthodes dirrigation souterraine:Vases de cramique poreuxTuyaux poreux sectionns

Mthode dirrigation superficielle:Systme complet de goutte - - goutte:Systme de goutte goutte simplifi:Irrigation par asperseur \(sprinkler irrigation

Quantit deau pour lirrigation, lessivage des DrainageMthodes culturalesAmnagement au champPlanagePaillage ou Mulching

Fertilisants / AmendementsPlantes adaptesCas typesExemple 1:Exemple 2:

BIBLIOGRAPHIESITES INTERNET

Documents

Le Point Sur Lirrigation Et La Salinite Des Sols en Zone Aride