vignette|250px|Modélisation numérique avec le logiciel SegReg : production de grains de moutarde en fonction de la salinité du sol. Le contrôle de la salinité permet de préserver le potentiel d'un sol, essentiellement en vue de son exploitation agricole. De façon préventive, il permet de limiter la dégradation par excès de sels et de restaurer des sols comportant des éléments chimiques en excès quelle qu'en soit l'origine . On parle aussi d'amélioration, de remédiation ou de récupération des sols.

L'eau de pluie généralement acide ainsi que l'eau d'irrigation peut mettre en solution des éléments constitutifs des roches du sol ou sous-sol. Dans les régions arides, ces éléments ne sont pas lessivés et s'accumulent provoquant la salinisation. Celle-ci peut être aggravée par des apports d'engrais inadaptés.

La première cause anthropique de salinisation est l'irrigation, car l'eau d'irrigation, qu'il s'agisse d'eau de ruissellement ou d'infiltration, surtout en région aride, transporte une charge minérale qui est piégée dans le sol après évaporation.

La méthode primaire de contrôle de la salinité consiste à lessiver un sol par 10-20% de l'eau d'irrigation, et à drainer cette eau par un réseau de drainage approprié. La concentration en sel des eaux ainsi récoltées doit être, en régime normal, 5 à 10 fois celle de l'eau d'irrigation, c'est-à-dire que la quantité de sels relarguée est égale à la quantité reçue ; autrement dit, qu'il n'y ait pas accumulation.

Le problème de la salinité des sols vignette|Sols salinisés, Vallée de San Joaquin, Californie Dans les sols salinisés, la concentration en sels de sodium, calcium, magnésium, potassium est importante ; le plus courant est le chlorure de sodium (NaCl, notre sel de table) : cependant la concentration en ions Cl pose généralement moins de problème car ils sont facilement lessivés même avec de faibles quantités d'eau. Les ions dont le sodium sont normalement fixés par le complexe argilo-humique dans un sol sain. Dans un sol dégradé ou en région aride, le complexe argilohumique est rapidement saturé, les ions positifs passent en solution et précipitent si l'évaporation est intense. On a ainsi fréquemment des dépôts superficiels de carbonate de sodium (l'ion carbonate provient du gaz carbonique dissous dans l'eau) responsables de la couleur blanche des sols sodiques et de leur pH alcalin. Suivant l'ampleur du problème, on peut distinguer des sols salinisé, sodiques et éventuellement sodiques alcalins.

Selon une étude de l'université des Nations unies, environ sont affectées, soit 20 % des terres irriguées à travers le monde, et ce chiffre était déjà de au début des années 1990. Pour la seule plaine indo-gangétique, qui abrite plus de 10% de la population mondiale, les pertes en blé, riz, sucre de canne et coton cultivés sur des terres saturées en sels pourraient se monter à 40%, 45%, 48% et 63%, respectivement.

La saturation des sols en sels est un trait commun aux terres irriguées des régions arides et semi-arides et un problème environnemental qui entraîne la baisse de rendement critique des culturesCf. ..

Les problèmes sont fréquemment associés à un niveau de nappe trop élevé, dû à une infiltration naturelle insuffisante. Le mauvais drainage vient d'un débit insuffisant de l'aquifère, par exemple dans une dépression du relief où se trouve un point bas de la nappe.

Dans le monde, le principal facteur de saturation des sols en sels est le manque de pluie : les sols salins sont majoritairement présents dans les régions arides et semi-arides du globe.

Principale cause vignette|250px|Terre appauvrie par salinisation. La principale cause de salinisation artificielle est l'irrigation des terres agricoles. L'eau d'irrigation puisée dans les rivières ou la nappe, aussi douce soit-elle, contient des sels minéraux qui finissent piégés dans le sol après évaporation.

Par exemple, si l'on irrigue avec une eau faiblement chargée, à (ce qui correspond à une conductivité électrique d'environ ) moyennant un apport très raisonnable de /ha (presque /jour), cela entraîne par lixiviation et drainage de sels, susceptibles de faire baisser le rendement agricole à long terme.

La plupart des eaux employées à l'irrigation présentent une concentration en sels dissous plus forte que dans notre exemple, sans compter que la plupart des campagnes d'irrigation mettent en jeu un volume d'eau annuel bien supérieur. Le sucre de canne, par exemple, exige /ha d'eau par an, de sorte que les parcelles reçoivent de sels par an , et certaines même jusqu'à /ha/an.

Cause secondaire vignette|Affleurement de sel causé par la remontée de la nappe phréatique La cause secondaire de la salinisation est la saturation en eau des terres. L'irrigation, en effet, perturbe l’équilibre hydrique naturel des terres irriguées. Dans les projets d’irrigation, de grandes quantités d’eau ne sont pas absorbées par les plantes : la fixation de 100% de l’eau d'irrigation est d’ailleurs une chimère, puisque le taux d’absorption maximum est d'environ 70%, et qu’il ne dépasse jamais pratiquement 60%. Cela signifie donc qu’au moins 30%, et souvent plus de 40% d'eau s’évapore ou est stockée dans le sous-sol, ce qui peut altérer considérablement l’hydrologie originale des aquifères locaux. Beaucoup d’aquifères ne peuvent évacuer de telles quantités d'eau, de sorte que le niveau de la nappe monte au point d'affleurer en surface.

La saturation s'accompagne de trois problèmes : La hauteur de la nappe et le déficit d'oxygénation de l'horizon racinaire réduit le rendement de la plupart des cultures Elle provoque l'accumulation de sels charriés par l'eau d'irrigation, puisque la circulation d'eau est ralentie la stratification verticale de la nappe piège les sels dissous dans le sol ce qui aggrave la salinisation.

L'état de l’aquifère d'une parcelle et le débit d'infiltration jouent un rôle important dans la salinisation du solCf. ., comme on le voit ici :

Géographie des régions les plus touchées Normalement, la salinisation des terres agricoles affecte 20 à 30% des terres irriguées artificiellement. Sur les parcelles devenues stériles, l’abandon de l'agriculture s’accompagne de la restauration d’un équilibre eau-concentration minérale stable.

Rien qu’en Inde, des milliers de kilomètres carrés de terres sont devenues salins ; mais la Chine et le Pakistan sont à peine en reste (et il n'est même pas exclu que la Chine soit plus touchée que l'Inde). La table ci-après, dressée d’après la carte mondiale des sols de FAO/UNESCO, fournit la répartition géographique des de terres rendues stériles par la saturation en sels.

Région Superficie (en millions d'ha) Australie 84.7 Afrique 69.5 Amérique latine 59.4 Proche et Moyen-Orient 53.1 Europe 20.7 Asie et Extrême-Orient 19.5 Amérique du Nord 16.0

vignette|250px| Sortie du logiciel de simulation CumFreq : gradient de salinité d'un sol

Gradient de salinité Bien que le mécanisme du processus de salinisation soit assez facile à comprendre, il reste difficile d'expliquer pourquoi certaines parcelles de terre semblent davantage affectées que d'autres, ou de prévoir précisément quelle parcelle sera la plus touchée. Cela tient essentiellement à la variation temporelle et spatiale des conditions naturelles (chaleur, teneur en eau, etc.), au gradient hydraulique non uniforme et aux changements saisonniers ou annuels de pratiques agricoles. La prédiction n'est simple, à vrai dire, que pour les terrains vallonnés : car on sait d'expérience que les terrains en dépression sont ordinairement les plus vulnérables.

Pour un programme d'irrigation, le dosage de l'eau selon les parcelles, ou le recours à des modèles d'agrohydrosalinité., peuvent expliquer ou permettre d’anticiper l'étendue et la gravité des problèmes.

Diagnostic vignette|Le maïs en Égypte se maintient jusqu'à une teneur de ECe= mais décline au-delàD'après . thumb|250px|Le riz présente en Égypte la même résistance à la salinité que le maïsCf. la Table de tolérance des différentes cultures à la salinité à partir d'enquête chez des fermiers..

Mesure La salinité d'un sol se mesure par la concentration en sels (en g/l) d'une boue, ou sa conductivité électrique (EC) en dS/m. Le rapport entre ces deux paramètres est, avec les unités indiquées, de 5/3 : y g/l ⇒ 5y/3 dS/m. L’eau de mer peut atteindre, rappelons-le, une concentration en sel de (3%) ; sa conductivité sera alors de .

La norme de détermination de la salinité d'un sol prescrit d'extraire par centrifugation un échantillon de sol saturé, et de mesurer sa conductivité électrique ECe ; mais on peut mesurer plus aisément la salinité sans la centrifugation, dans une boue diluée entre d'eau par gramme de sol sec. Le rapport entre ECe et EC2:1 est d'environ 4, d'où : ECe = 4 EC1:2D'après .

Classification Les sols sont considérés comme salins dès que ECe > 4D'après . Si 4 < ECe < 8, le sol est qualifié de légèrement salin ; si 8 < ECe < 16 il est qualifié de salin, et si ECe > 16, de fortement salin.

Résistance des cultures Si les cultures vulnérables perdent de leur vigueur pour des sols même faiblement alcalins, la plupart des cultures sont sensibles aux sols salins, et seules quelques cultures spécifiques parviennent à se maintenir dans des sols fortement salins. L'université du Wyoming et l’État de l’Alberta Government of Alberta, Salt tolerance of Plants ont fourni des données sur la tolérance des plantes à la concentration en sels.

Principes du contrôle de la salinité Le drainage est la principale méthode de contrôle de la salinité des sols. Le principe est de ne drainer qu'une petite partie de l'eau d'irrigation (entre 10 to 20 %, celle qui a proprement lessivé le solCf. J.W. van Hoorn and J.G. van Alphen (2006), Salinity control. In: H.P. Ritzema (Ed.), Drainage Principles and Applications, , Publication 16, International Institute for Land Reclamation and Improvement (ILRI), Wageningen, The Netherlands. .).

Dans les zones irriguées où la salinité est stable, la teneur en sels minéraux de l'eau drainée est en principe 5 à 10 fois supérieure à celle de l'eau d'irrigation. Les rejets en sels minéraux équilibrent les apports et il n'y a pas d'accumulation.

Lorsque l'on met en exploitation des sols déjà salins, la concentration en sels dissous de l'eau de drainage sera d'emblée beaucoup plus élevée (typiquement 50 fois) que celle de l'eau d'irrigation. Le relargage de sel sera très supérieur à l'apport de sels, si bien qu'avec le même débit de drainage, la dessalinisation est plus rapide. Au bout d'un ou deux ans, la teneur en sels des rejets a diminué au point de redevenir normale et il s'établira un nouvel équilibre, favorable à l'agriculture.

Dans les régions à fort contraste saison sèche–humide, le drainage peut n'être activé qu'en saison humide, et interrompu à la saison sèche. Cette pratique épargne l'eau d'irrigation.

Le rejet d'eaux chargées peut contaminer l'aval du bassin versant. Il faut envisager sérieusement ces risques et, si nécessaire, entreprendre des mesures correctives. Autant que possible, il faut restreindre le drainage aux saisons humides, car alors les effluents chargés sont les moins dommageables.

Le drainage vignette|left|Paramètres d'un drainage horizontal. vignette|right|Paramètres d'un drainage vertical. Le drainage pour le contrôle de la salinité est le plus souvent un drainage horizontal (figure de gauche), quoiqu'on ait parfois recours à des drains verticaux (figure de droite).

Le drainage, conçu pour évacuer l'eau chargée, abaisse par là aussi le niveau de nappe ; aussi, afin de réduire le coût du dispositif, l'action sur la nappe doit être réduite au minimum. L'abaissement de nappe admissible dépend des pratiques d'irrigation et d'agriculture, ainsi que de la nature des cultures.