Changements micro et macro-structurels du sol sous irrigation AQUA4D®

Il s'agit d'une version adaptée d'un article publié dans la revue Soil & Tillage Research (2020).

Avec la multiplication des projets prestigieux dans divers pays, les effets de la technologie AQUA4D® sur l'eau d'irrigation font l'objet d'études de plus en plus nombreuses. Cependant, malgré les nombreuses preuves concrètes recueillies sur le terrain, aucune étude indépendante n'a encore été menée pour examiner son effet sur la structure du sol.

Afin de quantifier les changements au niveau des pores dus à AQUA4D® sur les sols cultivés, une étude a été mise en place par l'institut de recherche agronomique INRGREF en Tunisie, en collaboration avec l'INRAE en France.

Contexte

La structure du sol régule de nombreuses fonctions écologiques, telles que la rétention et l'infiltration de l'eau, les échanges gazeux, la matière organique et la dynamique des nutriments du sol, le développement des racines et la sensibilité à l'érosion. Elle a également des effets importants sur le développement des plantes, l'équilibre hydrique du sol et la maniabilité du sol. La porosité du sol est étroitement liée à sa structure et est responsable de l'aération du sol, de l'infiltration de l'eau et du transport des solutés, qui contribuent à l'apport en nutriments et à la croissance des racines des plantes.

La porosité du sol peut être fortement modifiée par divers facteurs, souvent liés aux activités humaines associées à l'utilisation des terres. Les changements dans la structure et la formation des pores des couches superficielles du sol résultent de forces physiques. Ces changements peuvent être dus à des causes naturelles ou humaines telles que le climat, le travail du sol, les pratiques d'irrigation et l'activité biologique du sol. Dans cette étude, les chercheurs ont examiné les effets de l'un de ces facteurs, l'irrigation, sur la structure du sol lorsque l'eau d'irrigation était traitée par AQUA4D®.

Comme un grand nombre d'agriculteurs ont observé des effets positifs sur la salinité et le sol, les chercheurs ont émis l'hypothèse que la structure du sol, via sa porosité – qui influence fortement l'écoulement de l'eau – était modifiée. Les changements de porosité peuvent influencer la conductivité hydraulique et augmenter l'intensité des processus d'échange.

Le sol était riche en carbonate de calcium (25 %) en raison de sa matrice calcaire et pauvre en matière organique (environ 1 %). La moitié a été irriguée avec de l'eau traitée par AQUA4D® et l'autre moitié ne l'a pas été. Les images des échantillons de sol ont été analysées à l'aide du logiciel Visilog à deux résolutions spatiales (micro et macromorphologique) afin de quantifier les pores classés selon leur taille et leur forme à chaque échelle.

Résultats

Une analyse détaillée a révélé que l'AQUA4D® avait un effet important sur la porosité, qui est passée en moyenne de 8,8-11,4 % à 11,9-14,8 % à l'échelle macroscopique et de 13,1-14,2 % à 20,6-22,7 % à l'échelle microscopique. À l'échelle macroscopique, les pores de tous les types morphologiques ont augmenté après le traitement AQUA4D®. À l'échelle microscopique, ce sont les pores de remplissage qui ont le plus augmenté après le traitement AQUA4D®. Les résultats suggèrent qu'AQUA4D® agit sur la structure du sol en fragmentant les matériaux à une échelle fine et en créant une porosité interstitielle abondante entre les agrégats.

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« Il s'agit de la première étude montrant l'effet de l'eau traitée par AQUA4D sur la porosité du sol ainsi que sur la taille et la forme des pores à deux échelles spatiales », explique Charles-Henri Faure, directeur technique de l'entreprise. « L'amélioration de la microporosité du sol explique une augmentation de la rétention et de la disponibilité de l'eau dans la zone racinaire, ce quipermet d'espacer les irrigations.L'amélioration de la macroporosité du sol explique un drainage accru de l'eau, ce quipermet l'irrigation avec de l'eau salée».

Conclusion

Les résultats quantifient ce que les agriculteurs de plus de 40 pays ont constaté depuis plus d'une décennie : des sols plus humides nécessitant une irrigation moins intensive, voire une irrigation avec de l'eau salée. Les changements apportés à la gestion de l'irrigation grâce à AQUA4D® améliorent durablement la santé des sols et peuvent jouer un rôle clé dans une nouvelle agriculture régénérative.

« AQUA4D® peut améliorer considérablement les propriétés du sol en augmentant sa porosité à deux échelles », explique Malak Moussa, coauteur de l'étude. « Grâce à cette porosité, l'eau, les solutés et les gaz peuvent se diffuser dans le sol, ce qui augmente les processus d'échange. Ces changements modifient le sol en tant qu'habitat et améliorent ainsi l'activité biologique de la flore et de la faune du sol. »

Plus d'informations :

INRGREF(Tunisie)

INRAE (France)

Archives des études scientifiques impliquant AQUA4D

Animation : Les effets du traitement de l'eau AQUA4D® :