Une solution innovante pour lutter contre la crise mondiale de la salinisation

Le problème de l'accumulation de sel dans le sol est aussi vieux que l'agriculture elle-même. Les « crises de salinité » ont entraîné l'effondrement des civilisations anciennes en Mésopotamie, et la salinisation a été l'un des catalyseurs de l'invention des premiers systèmes d'irrigation au monde[1] [2]. Il s'agissait alors de problèmes considérables à une échelle modeste, mais avec l'augmentation exponentielle de la salinisation des sols à travers le monde, les impacts sont de plus en plus importants et la nécessité de trouver une solution pour nourrir une population croissante est plus urgente que jamais.

Selon les chiffres actuels, on estime que plus de 830 millions d'hectares sur tous les continents sont salinisés[3], soit potentiellement jusqu'à 20 % de toutes les terres cultivées et 33 % des terres agricoles irriguées dans le monde[4]. Les sels sont présents à l'état naturel, mais leur concentration augmente après de nombreux cycles d'irrigation, tandis que les engrais apportent des sels et minéraux supplémentaires. Les cultures sur des sols salins souffrent « d'un stress osmotique élevé, de troubles nutritionnels et de toxicités, de mauvaises conditions physiques du sol et d'une productivité réduite »[5], ce qui peut, à terme, transformer des champs fertiles en déserts. La question a pris de l'importance au cours des dernières décennies, en particulier dans les régions arides ou semi-arides où le problème est le plus pressant. Sur la côte ouest des États-Unis, par exemple, une étude réalisée en 2000 à l'université de Californie a estimé qu'environ 4,5 millions d'acres de terres agricoles irriguées, soit plus de la moitié du total de l'État à l'époque, étaient touchées à des degrés divers par la salinisation des sols.

La salinité du sol entraîne des niveaux malsains d'ions minéraux nocifs tels que le sodium et le chlore, l'eau fortement chargée entraînant à son tour un niveau élevé de conductivité électrique (CE) dans le sol. Plusieurs techniques peuvent être utilisées pour gérer la salinité. Il existe des techniques hydrauliques (irrigation et drainage), des techniques physiques (nivellement du sol), des techniques agricoles (apport de matière organique) et des techniques biologiques (plantes tolérantes). Une solution durable à long terme aurait un impact considérable sur les millions d'agriculteurs touchés par la salinité des sols et sur l'humanité tout entière. En effet, une publication de l'Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) reconnaissait déjà cela il y a 30 ans, en posant la question suivante : « L'agriculture peut-elle utiliser des eaux de qualité marginale, telles que les eaux salines, d'une manière techniquement viable, économiquement rentable et respectueuse de l'environnement ? »[6]

Le système innovant d'AQUA4D apporte une réponse définitive à cette question au XXIe siècle.

Lixiviation des sels sous la rhizosphère

Michael Cahn, de l'université de Californie, définit le lessivage comme « le processus de percolation de l'eau à travers le sol afin de déplacer les sels sous la zone racinaire »[7]. AQUA4D propose une méthode révolutionnaire pour réaliser cette percolation, en traitant l'eau d'irrigation avant qu'elle ne soit appliquée sur les cultures. Cela modifie l'organisation des molécules d'eau et le comportement des minéraux, ce qui signifie que les plantes peuvent absorber ce dont elles ont besoin et que les sels sont dissous et transportés sous la zone racinaire.

Cela a des implications considérables pour les agriculteurs des régions où l'eau salée est de mauvaise qualité, mais aussi pour ceux qui se retrouvent avec des terres inutilisables après plusieurs cycles d'augmentation de la salinité du sol. C'était le cas de l'entreprise brésilienne Agricola Famosa, le plus grand producteur de fruits du pays. Après plusieurs années d'accumulation de sel dans le sol, elle était contrainte de cesser son activité sur ces terres. En 2014, elle s'est tournée vers le système AQUA4D®, qui a donné des résultats rapides. La façon dont le système décompose les molécules de sel afin qu'elles soient lessivées sous les racines a permis à l'entreprise de recommencer à utiliser ces terres qu'elle croyait perdues (voir l'interview de l'agronome d'Agricola Famosa ici).

Résultats validés et cohérents

La première étude portant spécifiquement sur la salinisation et le lessivage a été menée chez un client d'AQUA4D en Tunisie en 2008, qui cultivait des légumes (tomates et courgettes) dans une serre. L'eau provenait d'un puits géothermique, tandis que le sol, très sableux et de faible qualité organique, avait une conductivité de 4,43 mS/cm. Comme le montre le graphique, l'analyse du sol en 2012 par rapport à 2008 montre une baisse significative de la conductivité, tant en surface qu'à une profondeur de 2 mètres. Le traitement continu de l'eau d'irrigation avec le système AQUA4D® a empêché l'accumulation de sels dans le sol à court et à long terme.

Également basée en Tunisie, une étude publiée dans le Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences s'est penchée sur l'eau d'irrigation et la salinité des sols des producteurs de pommes de terre. L'eau avait une conductivité de 4,0, tandis que le sol était limoneux-argileux, pauvre en matière organique (1 %). L'expérience menée en 2011/2012 a conclu que « le traitement de l'eau salée avait un effet significatif sur la conductivité électrique »[8]. L'analyse chimique a révélé une diminution notable des quantités de calcium, de sodium et de chlore dans le sol qui avait été irrigué avec de l'eau AQUA4D® :

Par ailleurs, début janvier 2018, le Centre pour les technologies d'irrigation de l'Université d'État de Californie à Fresno a mené une validation indépendante avec AQUA4D®. L'étude a porté sur huit colonnes de sol dans des conditions de laboratoire, avec 40 gallons d'eau traités artificiellement avec du chlorure de sodium afin d'augmenter la conductivité à 2,5 dS/m aux fins de la recherche. La moitié des colonnes de sol ont ensuite reçu de l'eau traitée par Aqua4D, et l'autre moitié n'en a pas reçu.

L'analyse a été réalisée après 21 jours. Elle a montré que 198 mg de sel avaient été lessivés du sol témoin, contre 493 mg du sol traité avec de l'eau AQUA4D®. Les auteurs du rapport ont déclaré : « On peut donc en déduire que l'eau traitée avec AQUA4D® peut potentiellement lessiver 2,31 fois plus d'ions par ml d'eau que le lixiviat obtenu à partir du sol irrigué avec de l'eau non traitée. »

Enfin, les résultats récemment publiés par Tonello Soluciones en août 2018, chez un grand producteur de roses en Équateur, ont fait état d'une baisse significative de la conductivité du sol en seulement 30 jours :

Conclusion

La dure réalité à laquelle sont confrontés les agriculteurs du monde entier est qu'une grande partie de l'eau utilisée pour l'irrigation est de qualité insuffisante, ce qui entraîne une accumulation de sels qui, à terme, peut rendre les terres arables impropres à leur usage. Grâce à son effet de lixiviation innovant, sans produits chimiques et respectueux de l'environnement, AQUA4D® offre une véritable solution à long terme qui peut contribuer à faire de la salinité des sols une chose du passé et répondre à l'appel en faveur d'une irrigation à l'eau salée.

[1] Salt Of the Earth, New York Times, août 2003 : https://www.nytimes.com/2003/08/08/opinion/salt-of-the-earth.html

[2] Irrigation et salinisation des sols, Histoire mondiale, 2015 : http://www.worldhistory.biz/ancient-history/62007-irrigation-and-soil-salinization.html

[3] Salinisation des sols, Pichu Rengasamy, Université d'Adélaïde, 2016 : http://environmentalscience.oxfordre.com/view/10.1093/acrefore/9780199389414.001.0001/acrefore-9780199389414-e-65

[4] Salinité des sols : un problème environnemental grave, Pooja Shrivastava & Rajesh Kumar, Université King Saud, 2015 : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4336437/

[5] ibid.

[6] Utilisation des eaux salines pour la production agricole, FAO Irrigation et drainage, J.D. Rhoades et al, 1992 : http://www.fao.org/3/a-t0667e.pdf

[7] Gestion des sels par lixiviation, Michael Cahn, Université de Californie ANR, 2015 : https://anrcatalog.ucanr.edu/pdf/8550.pdf

[8] Effet du traitement de l'eau salée sur le sol et les cultures, M.Hachicha et al, Journal de la Société saoudienne des sciences agricoles, 2018 : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1658077X16000023