cour de base sur l'irrigation
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L’irrigation consiste à apporter de l’eau aux plantes cultivées, par des procédés divers, afin de permettre leur développement normal lorsque les conditions de pluviométrie naturelle sont insuffisantes.
Le pilotage d’irrigation consiste à répondre aux questions suivantes :
- Quand arroser ? En tenant compte :
Des besoins en eau des plantes ;
Des réserves en eau du sol.
- Combien d’eau à apporter ? Pour déterminer les doses d’irrigation qu’il faut apporter en complément.
- Comment l’apporter ? En fonction :
du mode d’irrigation ;
du type de sol ;
de la nature des cultures.
I- Besoins en eau de la plante
Dans le système sol – plante – atmosphère, l’eau est utilisée de la manière suivante : - Une partie entre dans la composition du végétal : Eau de constitution
- Une partie est transpirée par les feuillées : Eau de végétation
- Une partie est évaporée par le sol : Evaporation L’eau transpirée par les feuilles et celle évaporée par le sol constituent l’évapotranspiration (ET) On distingue : Evapotranspiration Potentielle (ETP) : C’est la quantité d’eau que cède à l’atmosphère , par évapotranspiration , une culture de végétation abondante , en pleine croissance , couvrant totalement un sol largement pourvu d’eau .
Pour calculer l’ETP, il existe plusieurs méthodes théoriques:
- La formule de Penman corrigée par la FAO, est la plus employée actuellement. Elle est basée sur des données météorologiques :
ETP = α. Rayonnement + f (vent, aridité de l’air)
- La formule Blaney–Criddle :
ETo = p ·(0.46·Tmean + 8)
avec:
ET0 est l'évapotranspiration de référence [ mm jour - 1 ] (mensuel )
Tmean est la température quotidienne moyenne [ ° C ] donné comme:
Tmoyenne = ( Tmax +Tmin ) / 2
p est le pourcentage quotidien moyen d'heures de jour annuelles
Evapotranspiration Maximale (ETM) : C’est la quantité d’eau maximale évaporée par l’ensemble sol-culture à un stade végétatif donné. Elle correspond au besoin de la culture. Elle est estimée à partir de l’ETP en utilisant des coefficients culturaux (Kc)
ETM = Kc x ETP Il est important de noter que les valeurs de Kc dépendent des stades du développement de la culture.
Evapotranspiration Réelle (ETR) : C’est la quantité d’eau réellement perdue par évapotranspiration d’un système sol-culture quelles que soient les conditions dans lesquelles il se trouve. Sa mesure reste du domaine de la station expérimentale. Mais elle peut être estimée à partir de l’ETM en tenant compte de l’eau disponible dans le sol. Il faut donc aborder la question des réserves en eau du sol.
II- Réserves en eau du sol
La plante puise l’eau dont elle a besoin dans le sol considéré comme un réservoir. Cependant, seule une fraction d’eau du sol est accessible aux racines, appelée « Réserve Utile » RU. La réserve utile correspond à la quantité d’eau contenue dans la tranche de sol explorée par les racines, entre le point de ressuyage (Hcc) et le point de flétrissement (Hpf).
RU = (Hcc - Hpf) x Da x Z
Hcc : Humidité pondérale en % à la capacité au champ. Elle correspond à l’humidité du sol après ressuyage. L’eau n’occupe que les micropores du sol (inférieures à 30 microns).
Hpf : Humidité pondérale en % au point de flétrissement permanent. Elle correspond à la capacité maximale de succion par la plante, voisine de 15 Bars.
Da : Densité apparente du sol
Z : Profondeur d’enracinement en dm
Par commodité, on appelle réserve facilement utilisable RFU, la fraction de la RU pour laquelle la plante pourra répondre à la demande climatique.
ETM = ETR Le rapport RFU / RU est généralement voisin de 0,5. Il peut varier en fonction du type de sol, de l’espèce et de la demande climatique. Lorsque la RFU est consommée, la plante ferme partiellement ses stomates : ETR< ETM
III- Bilan hydrique d’un sol cultivé
C’est la comparaison entre les réserves et les apports d’une part et les pertes en eau d’autre part d’un système. Il permet de déterminer l’eau effectivement disponible pour une culture et de calculer, en cas de déficit, les quantités d’eau à apporter par irrigation. 1- Déficit pluviométrique
Connaissant l’ETP et la pluviométrie (P), le déficit pluviométrique (Dp) s’obtient pour un mois, une décade, ou plusieurs mois par : Dp = ETP - P
2- Déficit agricole
Une partie de la RFU peut être utilisée pour combler le déficit pluviométrique sans avoir besoin d’irriguer. Le déficit agricole (Da) pour un mois ou une décade peut donc s’exprimer ainsi : Da = ETP –P-K (RFU) K est choisi entre 0 et 1, indique la fraction de la RFU utilisée et non reconstituée. Si l’irrigation est abondante, on prend K =0 pour reconstituer complètement la RFU. L’irrigation se propose donc de combler le Da. Mais avec quelle fréquence et quelle dose ?
IV- Paramètres d’irrigation
1- Dose d’irrigation
La dose d’irrigation est la quantité d’eau nécessaire pour ramener l’humidité de la couche du sol asséchée par les racines à la capacité au champ. La dose d’irrigation doit correspondre à la RFU. Elle s’exprime par la formule suivante :
Dose = RFU = (Hcc - Hpf) x Da x Z x f Avec f : le coefficient de la réserve utile de l’eau du sol qu’on laisse s’épuiser avant de déclencher l’irrigation.
2- Fréquence d’irrigation
La fréquence d’irrigation (N) est le nombre d’arrosages qu’il faut pour combler le Da. Elle se calcule par la relation suivante : N= Da/ Dose
Le nombre de jours qui séparent 2 irrigations successives détermine la cadence d’irrigation.
C= (Dose + P) / ETMj
La durée de l’irrigation nous renseigne sur le temps que doit durer une irrigation. Elle dépend de la perméabilité du sol et de la dose choisie. On peut la calculer ainsi :
DI = Dose / Perméabilité
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