Stimuler la croissance des pistachiers dans les sols à forte teneur en sel et en bore grâce à un traitement précis de l'eau

L'industrie de la pistache est confrontée à des défis importants liés à la disponibilité limitée en eau et à la salinité élevée des sols, qui peuvent avoir des effets néfastes sur la croissance des arbres, la productivité des cultures et la durabilité. La technologie AQUA4D® est apparue comme une solution potentielle pour améliorer la croissance des arbres, les conditions du sol et optimiser l'efficacité de l'utilisation de l'eau. Cette étude, menée à Fresno, en Californie, a examiné l'impact de cette technologie sur les paramètres morphologiques et physiologiques des plantes, l'absorption des nutriments et les caractéristiques du sol dans des conditions de salinité élevée.  

Introduction

La salinité affecte l'agriculture dans les climats arides à travers le monde, mettant en péril la durabilité environnementale et la productivité agricole et dégradant les ressources du sol. Les conditions salines ont un impact négatif sur les fonctions morphologiques et biochimiques des plantes et perturbent leur croissance, leur développement et leur rendement (Zhang et Dai, 2019). Lorsque des concentrations toxiques de chlorure (Cl-) ou de bore (B) apparaissent dans les feuilles des plantes, celles-ci jaunissent et finissent par brûler le long des bords. Cela réduit la photosynthèse, la transpiration et les échanges gazeux, et diminue le potentiel hydrique des feuilles (Leinfelder-Miles, 2018 ; Zhao et al., 2020).

Dans la vallée centrale de Californie, les processus de salinisation des sols se produisent également dans les régions arides, où les sols et les tissus foliaires présentent souvent des teneurs élevées en sels et en bore. Contrairement à d'autres arbres fruitiers, le pistachier est modérément tolérant au sodium, au chlorure et au bore. Cependant, lorsque les sels et le bore sont présents en excès, ils peuvent causer des dommages importants aux feuilles, une défoliation et une perte de rendement (Ferguson et Kallsen, 2016).

Ayant déjà fait ses preuves dans la région, cette étude s'est penchée sur les effets de la technologie AQUA4D® sur divers paramètres liés aux plantes et aux sols dans des conditions de salinité élevée, fournissant ainsi des informations précieuses aux producteurs de pistaches à la recherche de solutions durables. La réalisation de cette étude dans une serre a permis de contrôler l'environnement et de surveiller avec précision les effets de la technologie.

Les agriculteurs peuvent utiliser ces résultats pour prendre des décisions éclairées concernant l'adoption de la technologie AQUA4D dans les conditions réelles, l'amélioration des conditions du sol, l'optimisation de l'efficacité de l'utilisation de l'eau et, en fin de compte, l'amélioration de la productivité des cultures.

Méthodes

Les objectifs de cette étude étaient d'évaluer l'efficacité du système AQUA4D dans des conditions de sol salin, caractérisées par des niveaux élevés de conductivité électrique (CE), de sodium (Na), de chlorure (Cl) et de bore. Les objectifs spécifiques étaient d'évaluer l'efficacité du lessivage du Na, du Cl et du bore, de réduire la C.E. et d'atténuer les effets néfastes des sels sur les facteurs de croissance des pistachiers « Golden Hills », la variété standard de l'industrie. En outre, l'étude visait à examiner l'influence d'AQUA4D sur le débit du xylème de l'arbre, la teneur en chlorophylle des feuilles et les concentrations en glucides, macro et micronutriments dans les principaux organes de la plante tels que les feuilles, l'écorce et les racines.

Cette recherche a été menée dans une serre automatisée et contrôlée à Fresno, en Californie (36,720039, – 119,926770). Pour cette étude, un sol salin présentant une conductivité électrique élevée (50,3 dS/m), une teneur élevée en Na (460 meq/L) et Cl (109 meq/L), en bore (16,6 ppm), un rapport SAR (112,7) et un pH (8,2) a été préparé. Le sol salin utilisé pour cette expérience provenait d'un champ situé à Bakersfield. Avant l'expérience, l'eau d'irrigation et le sol ont été soumis à une analyse agricole complète. Aucun engrais n'a été appliqué au sol ou à l'eau d'irrigation pendant la recherche en serre.

Résultats et discussion

Analyse de l'humidité du sol et du flux de sève :

Dans des conditions de sol salé, le sol témoin et le sol traité avec AQUA4D présentaient tous deux des concentrations élevées de Na, Cl et B, ainsi qu'une conductivité électrique (CE) et un taux d'adsorption du sodium (SAR) élevés. Notre observation lors de l'échantillonnage du sol de chaque pot individuel a révélé une teneur en humidité plus élevée dans les pots traités avec AQUA4D par rapport aux pots témoins non traités. Les mesures du flux de sève effectuées au cours des deux dernières semaines du projet de recherche ont indiqué que les arbres dans le sol salin traité avec AQUA4D ont collecté 4,1 gallons, tandis que les arbres témoins n'ont collecté que 0,2 gallon (voir ci-dessous). Cette différence substantielle dans le flux de sève confirme que les arbres traités avec AQUA4D dans un sol salin ont absorbé beaucoup plus d'eau que les arbres témoins.

Analyse des plantes :

Les arbres traités avec AQUA4D ont présenté une longueur de greffon, un poids sec des racines, un poids frais et sec des pousses et des feuilles nettement supérieurs, ce qui démontre l'efficacité du système pour favoriser la croissance dans des conditions de stress salin élevé. De plus, la mesure de la chlorophylle a confirmé une teneur en chlorophylle nettement plus élevée dans les feuilles des arbres traités avec AQUA4D, ce qui indique une capacité accrue d'absorption et d'utilisation de la lumière, entraînant une augmentation des taux de photosynthèse. Cela permet aux arbres traités avec AQUA4D dans des conditions de sol salé de prospérer en générant davantage de ressources pour les processus physiologiques vitaux.

Fuite d'ions : en ce qui concerne les effets directs sur la salinité, les arbres traités avec AQUA4D® ont présenté des pourcentages de fuite d'ions nettement plus élevés, indiquant une pression saline plus faible par rapport aux arbres témoins. De plus, le pourcentage de mortalité était considérablement plus élevé chez les arbres témoins (85 %) que chez les arbres traités avec AQUA4D® (55 %), ce qui souligne l'efficacité du système pour atténuer les effets négatifs de la salinité du sol.

Nutriments : L'analyse des macro et micronutriments dans les échantillons de feuilles a révélé des résultats convaincants. Il est à noter que ce sont les niveaux élevés de bore dans les feuilles qui ont joué un rôle prépondérant dans l'apparition de brûlures foliaires et la réduction consécutive de la teneur en chlorophylle. Ces résultats soulignent l'efficacité du système AQUA4D® pour atténuer l'accumulation d'éléments nocifs, en particulier le bore, ce qui améliore la santé des feuilles et les niveaux de chlorophylle. De plus, la diminution significative de la concentration en bore observée dans les feuilles, l'écorce et les racines des arbres traités avec AQUA4D confirme l'efficacité du système AQUA4D® dans la prévention de l'accumulation excessive de bore dans l'ensemble de la plante. Cela montre qu'AQUA4D® offre une solution prometteuse pour atténuer les effets toxiques potentiels du bore, favorisant ainsi un développement global plus sain des plantes dans des environnements difficiles aux sols salés.

Flux de sève : L'amélioration remarquable du flux de sève des arbres grâce au traitement AQUA4D® est confirmée par les observations d'une augmentation du taux d'humidité du sol lors des prélèvements. L'augmentation du flux de sève chez les arbres traités avec AQUA4D nous amène à conclure que AQUA4D® améliore non seulement l'humidité du sol, mais augmente également l'absorption d'humidité par les plantes.

Analyse du sol

Dans cette expérience, le sol traité avec AQUA4D présentait des concentrations en conductivité électrique, sodium, chlorure et bore nettement inférieures à celles du sol témoin. Ce résultat démontre l'efficacité du système AQUA4D® dans la réduction des effets néfastes des sels présents dans le sol. Le traitement AQUA4D® a permis d'atténuer avec succès l'impact néfaste d'une teneur élevée en sel, offrant ainsi un environnement plus favorable à la croissance des plantes.

Conclusion

Les résultats de cette étude ont démontré l'efficacité du traitement AQUA4D® dans la réduction des problèmes liés à la salinité. Le sol traité avec AQUA4D présentait une conductivité électrique (CE), un taux d'absorption du sodium (SAR) et des concentrations en sodium (Na), chlorure (Cl) et bore (B) nettement inférieurs à ceux du sol témoin. Cette réduction des niveaux de sel démontre l'efficacité d'Aqua4D dans le lessivage des sels nocifs. De plus, les arbres traités avec l'eau d'irrigation AQUA4D® dans des sols salés ont montré un nombre significativement plus élevé d'arbres survivants par rapport au groupe témoin, ce qui indique la capacité d'AQUA4D® à améliorer les taux de survie des arbres dans des conditions de salinité élevée.

De plus, le traitement AQUA4D® a démontré des effets positifs sur les paramètres de croissance des arbres dans des sols salés. La réduction des niveaux de salinité, facilitée par AQUA4D®, a probablement créé un environnement plus favorable à la croissance des plantes, ce qui a amélioré les paramètres de croissance des arbres. Cela souligne le potentiel d'AQUA4D® en tant que solution efficace pour améliorer la croissance et la productivité des arbres dans les sols affectés par une salinité élevée.

Merci à Masood Khezri et à son équipe de l'Institut de recherche agricole Malakan, à Fresno, en Californie.

Masood Khezri, de Malakan, avec Yvain Mirabal, d'AQUA4D USA

Comparaison visuelle entre le porte-greffe témoin et le porte-greffe AQUA4D