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Comment la salinité du sol influe-t-elle sur la croissance des plantes ?

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Comprendre le stress osmotique, les carences en nutriments et les pertes de rendement des cultures

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Un sol salin est-il acide ?

Quelles plantes poussent dans un sol salin ?

Et après ces deux questions, comment l'améliorer ?

« Comment les plantes vivent-elles dans un sol salin ? »

Les sols alcalins sont-ils salins ?

Un sol salin est-il acide ?

Quelles plantes poussent dans un sol salin ?

Et après ces deux questions, comment l'améliorer ?

Les sols alcalins sont-ils salés ?

Qu'est-ce qu'un sol salin-alcalin ?
Pour mieux comprendre, on peut l'expliquer simplement : un sol salin-alcalin est un sol présentant une teneur excessive en sels et en alcalins, ce qui entrave directement ou nuit à la croissance des plantes.Et comment cette situation se produit-elle ? Pour en expliquer les raisons, je souhaite citer les propos de Cheng Weixin, expert spécialisé dans le traitement des sols salins-alcalins à l’Institut des sciences géographiques et de recherche sur les ressources naturelles de l’Académie chinoise des sciences. Sa description était concise et claire ; elle peut se résumer en trois mots : « Élevé », « Important » et « Accumulation ». « Élevé » signifie qu’à mesure que le niveau de la nappe phréatique s’élève, le sel présent dans cette dernière remonte avec le niveau de l’eau et s’accumule dans le sol ; « Important » signifie que l’eau du sol s’évapore en grande quantité, ce qui favorise la remontée et l’accumulation de sel dans la nappe phréatique ; « accumulation » fait référence à l’accumulation de sel (alcalin), qui finit par atteindre une certaine concentration (comme dans le cas d’une application abusive d’engrais, entraînant une augmentation de la quantité de sel/alcalin dans le sol), formant ainsi des terres salines-alcalines.

Pourquoi faut-il remédier à la salinité-alcalinité ?
Permettez-moi tout d’abord de vous présenter un concept : les réserves de terres cultivables. La salinité du sol a des effets sur la croissance des plantes. Cela signifie qu’une partie des ressources en terres non cultivées peut être transformée en ressources en terres cultivables grâce à des technologies spécifiques.Comme nous le savons tous, l’être humain est le fondement d’une nation, et l’alimentation est le fondement de l’être humain. L’autosuffisance alimentaire est donc le facteur le plus vital pour la vie des populations ainsi que pour le développement économique et social. Les terres cultivables constituent ainsi la garantie fondamentale de la sécurité alimentaire. Cependant, avec l’augmentation de la population mondiale, ainsi que la surexploitation et la destruction des terres cultivables par les activités humaines, la pénurie de terres cultivables est devenue l’un des problèmes de ressources les plus graves auxquels le monde est confronté. Prenons ici l’exemple de la Chine. La Chine compte une population importante et dispose de terres arables considérables, mais ses ressources en terres arables par habitant sont faibles. D’après les statistiques officielles de 2021, la superficie totale des terres cultivées en Chine s’élevait à 1,3146 milliard d’hectares, ce qui la place au quatrième rang mondial. Cependant, la superficie de terres cultivées par habitant en Chine n’est que de 0,7 hectare, ce qui est bien inférieur à la moyenne mondiale.

Afin d’améliorer la situation et de réaliser une percée, il est nécessaire de parvenir à « réduire la consommation et à identifier de nouvelles ressources ». Cela signifie que, tout en protégeant les ressources en terres cultivées existantes et en renforçant leur amélioration, il est également important de développer et d’utiliser rationnellement de « nouvelles terres cultivées ». Ces « nouvelles terres cultivées » correspondent précisément aux réserves de terres cultivées. Les réserves de terres cultivées constituent une base importante pour la mise en œuvre de la remise en état des terres ; elles sont étroitement liées à la protection stricte de la « ligne rouge » des terres cultivées, à l’utilisation efficace des ressources foncières et à la garantie de la sécurité alimentaire, entre autres.En tant que l’une des principales ressources foncières de réserve pouvant être transformées en terres arables, les terres salines et alcalines ont toujours constitué l’une des principales ressources de la réserve de terres cultivables.Selon les statistiques incomplètes de l’UNESCO et de la FAO, la superficie mondiale des terres salines et alcalines avoisine le milliard d’hectares, dont environ 100 millions d’hectares se trouvent en Chine, ce qui place ce pays au troisième rang parmi les dix premiers pays concernés. L’amélioration efficace et l’utilisation rationnelle des ressources en terres arables permettront de remédier à la pénurie de ces ressources en Chine ainsi que dans le monde entier. Parallèlement, cela contribuera à augmenter les rendements, à garantir la sécurité alimentaire et à mettre en place une agriculture performante.

Avant tout, on comprend clairement l’importance de la réhabilitation des terres salines-alcalines.

Comment remédier au problème des terres salines-alcalines ?
Comprendre la définition et les causes des terres salines-alcalines constitue le point de départ de leur amélioration. Voyons maintenant comment améliorer ces terres : « l’eau » est le facteur le plus critique. Elle n’est pas seulement le vecteur de l’accumulation de sel ou de l’alcalinisation du sol, mais aussi le moteur de la désalinisation ou de la désalcalinisation du sol. Par conséquent, réduire les pertes par évaporation des sols salins-alcalins et augmenter leur humidité constituent l’un des moyens efficaces d’améliorer ces terres.Parallèlement, améliorer la rétention de fertilité des terres salines-alcalines constitue également un bon moyen d’en améliorer efficacement l’état. L’objectif ultime de la réhabilitation des terres salines-alcalines est de les transformer en bonnes terres arables, afin d’obtenir des rendements plus élevés et stables. À cette fin, il faut agir sur deux fronts : d’une part, la désalinisation et la désalcalinisation, et d’autre part, l’amélioration de la fertilité du sol. Sans désalinisation ni désalcalinisation, le sol ne peut être fertilisé et sa fertilité potentielle ne peut s’exprimer. Il en résulte que le rendement ne peut être garanti ; sans fertilisation du sol, ses propriétés physiques et chimiques ne peuvent être améliorées davantage, l’effet de la désalinisation et de la désalcalinisation ne peut être consolidé, et il est impossible d’atteindre des rendements plus élevés. On constate donc que ces deux facteurs sont étroitement liés et qu’ils constituent les moyens de créer des champs offrant des rendements élevés et stables.

La mise au point de méthodes efficaces pour améliorer les terres salines et alcalines constitue une tâche de longue haleine. Aujourd’hui, diverses méthodes efficaces ont été explorées, telles que le lavage du sel, le défrichage des terres et l’augmentation de l’apport d’engrais organiques. Parmi celles-ci, les agents de rétention d’eau du sol, qui constituent un type de polymère superabsorbant (SAP) doté d’une bonne capacité d’absorption et de rétention d’eau, sont largement utilisés dans le domaine de l’agriculture. Les SAP peuvent absorber une grande quantité d’eau, la libérer lentement et réabsorber de l’eau de manière répétée lorsque les facteurs environnementaux changent (degré de sécheresse du sol, etc.). De nombreux chercheurs mènent des travaux d’amélioration des sols en y ajoutant des agents de rétention d’eau afin d’augmenter la teneur en eau, d’améliorer la capacité de rétention de l’eau et des engrais, et d’optimiser la structure du sol. C’est pourquoi les agents de rétention d’eau du sol permettent de percevoir leur potentiel dans l’amélioration des terres salines et alcalines, et ouvrent la voie au développement et à l’exploitation de nouvelles ressources foncières.

Quelles plantes poussent le mieux dans un sol alcalin ? Les plants de tomates préfèrent-ils un sol acide ou alcalin ? Quelles plantes conviennent à un sol alcalin, sec et ombragé ? Découvrons ensemble les réponses.

SOCO® Polymer – Des solutions pour les terres salines et alcalines
Qingdao SOCO New Materials Co., Ltd. (ci-après dénommée « SOCO ») est une entreprise de haute technologie spécialisée dans la recherche, le développement, la production et la commercialisation de polymères superabsorbants (SAP). SOCO s’est toujours fortement concentrée sur le développement de la technologie des hydrogels de rétention d’eau dans le sol. À ce jour, elle a mis au point une gamme de produits à base de cristaux de rétention d’eau dans le sol, baptisée « SOCO® Polymer », qui a permis de résoudre de nombreux problèmes agricoles à travers le monde, tels que l’augmentation des rendements, les économies d’eau d’irrigation, l’amélioration de la qualité des sols, la réduction des coûts de main-d’œuvre, etc. Outre l’amélioration des performances en matière d’économie d’eau et d’augmentation des rendements, l’entreprise s’est également consacrée à la réhabilitation des sols salino-alcalins grâce au développement d’un nouveau modèle de SOCO® Polymer.

En septembre 2020, le laboratoire de R&D de SOCO a officiellement lancé le projet de développement du SOCO® Polymer résistant aux sols salins-alcalins. Au début du projet, l’équipe de R&D de SOCO a discuté et résumé les difficultés rencontrées à ce stade dans la recherche et le développement d’un polymère superabsorbant résistant aux sols salins-alcalins : la capacité d’absorption d’eau de l’hydrogel agricole préparé selon la technologie existante peut être fortement compromise dans les sols salins-alcalins (à forte teneur en sel), ce qui peut facilement entraîner le dilemme « des intrants élevés pour un faible rendement ».Parmi ces facteurs, les ions Ca²⁺, Mg²⁺ et autres présents dans les sols salins-alcalins ont une grande influence sur les performances d’absorption d’eau des polymères superabsorbants. En effet, la pression osmotique à l’intérieur et à l’extérieur du réseau de la résine gélifiée retenant l’eau du sol détermine strictement l’efficacité d’absorption de celle-ci. À mesure que la force ionique de la solution augmente, la pression osmotique à l’intérieur et à l’extérieur du réseau diminue, et l’effet de criblage des ions Mg²⁺ et Ca²⁺ sur les groupes anioniques (carboxylates et sulfonates) devient plus marqué, ce qui entraîne une baisse de l’efficacité d’absorption.

Parallèlement, dans différentes solutions de sels cationiques de même concentration, l’efficacité d’absorption de la résine polymère superabsorbante a diminué de manière significative à mesure que le nombre de charges portées par les cations augmentait. Cela s’explique par le fait que la capacité de complexation des groupes acides carboxyliques au sein du réseau composite superabsorbant peut amener les ions divalents à former des complexes intramoléculaires et intermoléculaires, affectant ainsi les propriétés d’absorption d’eau du polymère superabsorbant. Une fois ces difficultés identifiées, l’étape suivante consiste à « frapper avec précision ». Afin d’améliorer la résistance aux sels du nouveau modèle de polymère SOCO®, l’équipe de R&D de SOCO a adopté une méthode de préparation par polymérisation en solution aqueuse plus avancée pour mettre au point, au terme de nombreuses expériences, le polymère SOCO® résistant aux solutions salines et alcalines.La méthode de polymérisation en solution aqueuse consiste principalement à polymériser les monomères, les agents de réticulation et les initiateurs en phase aqueuse. Ses avantages résident dans la faible viscosité de l’ensemble du système de polymérisation, l’uniformité des transferts de masse et de chaleur entre les composants, la facilité de contrôle de la température pendant le processus de réaction, la haute efficacité d’utilisation des initiateurs, le poids moléculaire relativement uniforme du produit, la sécurité et l’absence de pollution, ainsi que la simplicité du traitement ultérieur.

À l’heure actuelle, le polymère SOCO® résistant aux sels et aux alcalis développé dans le cadre de ce projet a atteint un taux d’absorption d’eau de 700 fois dans l’eau déionisée, et un taux d’absorption d’eau supérieur à 100 fois dans une solution saline à 0,9 %.

De plus, d’après l’analyse de la préparation des matières premières, le coût du polymère SOCO® résistant au sel et aux alcalis développé par SOCO est comparable à celui des produits existants sur le marché. Compte tenu de ses performances, le polymère SOCO® résistant au sel et aux alcalis issu de ce projet peut être commercialisé à un prix au moins deux fois supérieur à celui des polymères superabsorbants naturels courants actuellement disponibles sur le marché.

À l’heure actuelle, le projet de développement du polymère SOCO® résistant au sel et aux alcalis est toujours en cours et tend vers un objectif plus ambitieux. Dans ce contexte, nous apportons de nouvelles améliorations au processus de production afin d’accroître encore la résistance du produit à la salinité et aux alcalis. Parallèlement, des essais ont également été menés pour tester les performances du produit en conditions réelles de culture.

On peut s’attendre à ce qu’une nouvelle technologie agricole sûre et respectueuse de l’environnement, dotée d’un mode d’emploi simple, permette d’augmenter les rendements et d’économiser l’eau. Le polymère superabsorbant agricole deviendra l’une des méthodes clés pour résoudre les problèmes fondamentaux de l’agriculture à long terme. Le développement de polymères superabsorbants tolérants à la salinité et à l’alcalinité, dotés de meilleures performances globales, revêt une grande importance pour résoudre la crise alimentaire causée par l’insuffisance des terres arables. Il permettra également d’élargir les applications futures des polymères superabsorbants et de combler le vide existant sur le marché des polymères superabsorbants résistants à la salinité et à l’alcalinité. En tant que marque leader mondial dans le secteur du polyacrylate de potassium pour sols, SOCO mobilise ses capacités de recherche scientifique, se consacre sans relâche à la R&D dans ce domaine et explore activement de nouvelles possibilités d’application dans le secteur agricole. À l’avenir, au-delà du polymère SOCO® résistant au salin-alcalin, SOCO proposera davantage de solutions aux problèmes et difficultés de l’agriculture moderne, afin de promouvoir le développement d’une agriculture verte et de contribuer à la protection de la sécurité alimentaire mondiale.