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

L'industrie de la pistache est confrontée à des défis importants liés à la disponibilité limitée de l'eau et à la salinité élevée du sol, 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 (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 sol salin.

Introduction

La salinité affecte l'agriculture dans les climats arides du monde entier, mettant en péril la durabilité environnementale et la productivité des cultures agricoles 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) se produisent dans les feuilles des plantes, elles apparaissent sous la forme d'un jaunissement et évoluent vers une brûlure le long des bords des feuilles. Cela réduit la photosynthèse, la transpiration et les échanges gazeux, ainsi que le potentiel hydrique des feuilles. (Leinfelder-Miles, 2018 ; Zhao et al., 2020).

Dans la vallée centrale de la Californie, les processus de salinisation du sol se produisent également dans les régions arides, où les sols présentent fréquemment des niveaux élevés de sels et de bore dans le sol et les tissus foliaires. Contrairement à d'autres arbres fruitiers, le pistachier est modérément tolérant au sodium, au chlorure et au bore. Cependant, les sels et le bore, lorsqu'ils sont excessifs, peuvent provoquer des lésions foliaires importantes, une défoliation et une perte de rendement (Ferguson et Kallsen, 2016).

Ayant déjà fait ses preuves dans la région, cette recherche a examiné les effets de la technologie AQUA4D® sur divers paramètres de la plante et du sol dans des conditions de sol salé, fournissant des informations précieuses aux producteurs de pistaches à la recherche de solutions durables. La réalisation de cette recherche dans un environnement de serre a permis de contrôler les effets de la technologie et d'en assurer un suivi précis.

Les producteurs peuvent utiliser ces résultats pour prendre des décisions éclairées concernant l'adoption de la technologie AQUA4D dans les conditions de terrain, 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 de la lixiviation du Na, du Cl et du bore, de diminuer la CE et d'atténuer les effets néfastes des sels sur les facteurs de croissance des pistachiers 'Golden Hills'. En outre, l'étude a cherché à examiner l'influence d'AQUA4D sur le taux d'écoulement du xylème de l'arbre, la teneur en chlorophylle des feuilles et les concentrations d'hydrates de carbone, de macro-éléments et d'oligo-éléments dans les principaux organes de la plante tels que les feuilles, l'écorce et les racines.

Cette recherche a été réalisée dans une serre automatisée à Fresno, CA (36.720039, - 119.926770). Pour cette étude, un sol salé avec une EC élevée (50,3 dS/m), Na (460 meq/L) et Cl (109 meq/L), Boron (16,6 ppm), SAR (112,7) et pH (8,2) a été préparé. Le sol salé utilisé pour cette expérience provient d'un champ de Bakersfeld. Avant l'expérience, l'eau d'irrigation et le sol ont fait l'objet d'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 les conditions de sol salé, le sol témoin et le sol traité par AQUA4D présentaient tous deux des concentrations élevées de Na, Cl et B, ainsi qu'une conductivité électrique (EC) et un taux d'adsorption de sodium (SAR) élevés. Nos observations lors de l'échantillonnage du sol de chaque pot individuel ont révélé une teneur en humidité plus élevée dans les pots traités avec AQUA4D que dans les pots témoins non traités. Les mesures de flux de sève effectuées au cours des deux dernières semaines du projet de recherche ont indiqué que les arbres dans le sol salé traité par AQUA4D ont recueilli 4,1 gallons, tandis que les arbres témoins n'ont recueilli que 0,2 gallon (voir ci-dessous). Cette différence substantielle dans le flux de sève indique que les arbres traités à l'AQUA4D dans un sol salé ont absorbé beaucoup plus d'eau que les arbres témoins.

Analyse des plantes :

Les arbres traités avec AQUA4D présentaient une longueur de scion, un poids sec de racine, un poids frais et sec de pousse et de feuille significativement plus élevés, ce qui indique l'efficacité du système à promouvoir la croissance dans des conditions de stress salin élevé. En outre, la mesure de la chlorophylle a confirmé des teneurs en chlorophylle significativement plus élevées dans les feuilles des arbres traités par AQUA4D, ce qui indique une capacité accrue d'absorption et d'utilisation de la lumière, conduisant à des taux de photosynthèse plus élevés. Cela permet aux arbres traités par AQUA4D dans des conditions de sol salin de prospérer en générant plus 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 significativement plus élevés, indiquant une pression saline plus faible par rapport aux arbres témoins. En outre, 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 à 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 probants. Notamment, ce sont les niveaux élevés de bore dans les feuilles qui ont joué un rôle prépondérant dans la brûlure des feuilles et la réduction subséquente de la teneur en chlorophylle. Ces résultats mettent en évidence l'efficacité d'AQUA4D® dans la réduction de l'accumulation d'éléments nuisibles, en particulier le bore, ce qui améliore la santé des feuilles et la teneur en 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 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 les environnements salins difficiles.

Flux de sève : L'amélioration remarquable du flux de sève des arbres grâce au traitement AQUA4D® est confirmée par l'observation de niveaux d'humidité du sol plus élevés lors de l'échantillonnage du sol. L'augmentation du flux de sève dans les arbres traités avec AQUA4D nous amène à conclure qu'AQUA4D® améliore non seulement l'humidité du sol, mais aussi l'absorption de l'humidité par les plantes.

Analyse des sols

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

Conclusion

Les résultats de cette étude ont montré l'efficacité du traitement AQUA4D® dans la réduction des problèmes liés à la salinité. Le sol traité avec AQUA4D® a présenté une conductivité électrique (EC), un rapport d'absorption du sodium (SAR), des concentrations de sodium (Na), de chlorure (Cl) et de bore (B) significativement plus faibles que le sol témoin. Cette réduction des niveaux de sel démontre l'efficacité d'Aqua4D dans le lessivage des sels nocifs. En outre, les arbres traités avec l'eau d'irrigation AQUA4D® dans les conditions de sol salé ont montré un nombre significativement plus élevé d'arbres survivants par rapport au contrôle, ce qui indique la capacité d'AQUA4D® à améliorer les taux de survie des arbres dans des conditions de salinité élevée.

En outre, le traitement AQUA4D® a eu des effets positifs sur les paramètres de croissance des arbres dans un sol salin. La réduction des niveaux de salinité, facilitée par AQUA4D®, a probablement créé un environnement plus favorable à la croissance des plantes, ce qui a permis d'améliorer les paramètres de croissance des arbres. Ceci met en évidence le potentiel d'AQUA4D® en tant que solution efficace pour améliorer la croissance et la productivité des arbres dans les sols affectés par une forte salinité.

Merci à Masood Khezri et à l'équipe du Malakan Agricultural Research Institute, Fresno CA.

Masood Khezri de Malakan avec Yvain Mirabal de AQUA4D USA

Comparaison visuelle entre le contrôle et le porte-greffe AQUA4D