Le Prof A .SKIREDJ

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Avertissement en irrigation de la pomme de terre

(Pr. Ahmed Skiredj)

(Département d'Horticulture/IAV Hassan II/ Rabat/ Maroc)

Institut Agronomique et vétérinaire Hassan II

BP 6202 Rabat Instituts (Département d'horticulture)

A- INTRODUCTION

Dans le cadre d'une bonne programmation et d'une gestion optimale des apports d'eau, il est indispensable de tester différents outils d'avertissement en irrigation et d'adapter leur utilisation aux conditions d'une région. L'exemple du périmètre du Loukkos est choisi pour déterminer l'outil optimal d'avertissement en irrigation par aspersion de la culture de pomme de terre. En effet, afin de constituer un référentiel local, dans le Loukkos, d'une bonne gestion d'eau à la parcelle, un essai a été mené dans la station Sakh-Soukh de l'ORMVA.L sur le comportement de deux variétés de pomme de terre, Spunta et Nicola, les plus utilisées dans la région en fonction de différents outils d'avertissement en irrigation: Lysimètre; Tensiomètre à manomètre, Tensiomètre à eau (water mark); Bac classe A, Formule empirique de Penman Monteith et mode commun utilisé par les agriculteurs du secteur R'mel; ce mode a été déterminé antérieurement par enquête. Les principaux objectifs de cet essai sont les suivants:

* Détermination de la méthode la plus adaptée aux conditions du Loukkos pour avertir en irrigation de la culture de pomme de terre.

* Validation de l'approche climatique pour la planification des irrigations par aspersion.

* Détermination des potentialités de production de la pomme de terre selon la méthode optimale d'avertissement en irrigation.

B- PRINCIPALES CONDITIONS EXPERIMENTALES:

* Les conditions climatiques qui ont régné durant la période de culture ont été favorables à celle-ci: absence de gel, moyenne des minima 6,36°C, moyenne des maxima 20,5°C, température moyenne du sol 18,87 °C.

* La pluviométrie qui a eu lieu durant le cycle cultural a été de 105 mm, soit 55 % des précipitations normales de la région, mais elle a été complétée par des apports d'eau d'irrigation; ces apports ont différé selon l'outil d'avertissement en irrigation.

* La parcelle, protégée par un haut brise-vent de cyprès, n'a pas été cultivée à sa partie ombragée.

* Le sol de la parcelle présente les caractéristiques suivantes: 80 % de sable, 10 % d'argile et 10 % de limon sur une profondeur de plus de 0,6 m, faible teneur en matière organique (1 %), bonnes teneurs en phosphore assimilable (48 ppm) et en potassium échangeable (115 ppm), faible teneur en calcaire total (2,5 %), pH 6,8 et faible salinité 0,035 mmohs/cm. Le sol ne constitue donc aucun obstacle à la culture.

* Réserve facilement utilisable du sol = 12 mm. Sa perméabilité est élevée (11,5 cm/h). L'eau d'irrigation est sans risque de salinité (EC: 0,52 mmhos/cm) ni d'alcalinité (pH 7,0).

* Dispositif expérimental: Blocs aléatoires complets à parcelles divisées, à trois répétitions.

+ Le premier facteur de division comprend six outils d'avertissement en irrigation:

+ Le second facteur de division des parcelles a concerné le matériel végétal avec deux niveaux (Spunta et Nicola).

* La parcelle élémentaire (PE), de 144 m²de superficie, a été constituée de 17 billons de 12 mètres de long.

* Le train technique de la culture se présente comme suit:

* L'irrigation a été déclanchée lorsque les tensiomètres à manomètre ou à eau ont indiqué une tension hydrique inférieure à 50 centibars (tensiomètres calibrés au laboratoire du SEEN). Pour les traitements « lysimétrie et bac classe A », l'irrigation a eu lieu une fois par 5 jours en apportant 80 % des cumuls déterminés par ces outils. Le coefficient de 80 % a été trouvé optimal dans des essais nos antérieurs. Pour le mode PM, le cumul calculé (ET°) a été multiplié par le coefficient cultural correspondant à la phase de la plante: 0,5 (durant la période plantation-levée), 0,8 (croissance- recouvrement du sol), 0,9 (tubérisation- grossissement tubercules) et 0,7 (maturité). L'ETM (évaportranspiration maximale) est donnée par la formule suivante: ETM= Et° x Kc (avec Et°= évaportranspiration de référence et Kc= coefficient cultural). Pour le mode d'irrigation témoin, il a consisté en un apport de 12 mm/irrigation x 9 arrosages durant la phase 1 (plantation-levée), soit un apport d'eau de 108 mm; 28 arrosages pendant la phase 2 (levée-début grossissement), soit un apport d'eau de 336 mm et 20 arrosages en phase 3 (début grossissement-maturité), soit un apport d'eau de 240 mm. Les quantités d'eau apportée figurent au tableau 1. L'irrigation a été arrêtée à la maturité des tubercules, soit 7 jours avant la récolte.

C- RESULTATS ET DISCUSSION

C1-Apports d'eau selon les outils d'avertissement en irrigation

Le tableau 1 donne les apports d'eau effectués en fonction des outils d'avertissement en irrigation.

Tableau 1: Apports d'eau effectués en fonction des outils d'avertissement en irrigation.

Pendant la phase (1) «plantation-levée» qui a duré 30 jours, la pluviométrie enregistrée a été de 46,5 mm, les apports d'eau ont été les plus élevés (108 mm) au niveau des traitements témoins (mode d'irrigation commun des agriculteurs); ils ont été de 36 mm pour les traitements Tensiométriques et Lysimétriques, de 31,5 mm pour les traitements « Bac classe A » et de 23,5 mm pour les traitements Penman Monteith. Cette phase (1) n'est pas une phase sensible à un déficit hydrique (d'après la bibliographie); les apports d'eau semblent être exagérés pour les témoins.

Pendant la phase (2) «levée-début grossissement» qui a duré 37 jours, la pluviométrie n'a pas dépassé 19,5 mm. Elle a été complétée par les apports hydriques suivants: 336 mm pour les témoins, 150 mm pour le lysimètre, 128,5 mm pour le bac classe A, 91 mm pour la formule PM et 90 mm pour les tensiomètres. D'après la bibliographie, cette phase comprend trois stades critiques: stade mi-croissance, stade tubérisation et stade individualisation des tubercules. Tout déficit hydrique pendant cette phase risque de pénaliser la production. Ce risque semble, à première vue, accompagner les outils « tensiométrie » et « formule PM ». Un excès d'apport d'eau risque aussi de réduire la production et la rentabilité de la culture; ce risque accompagne plutôt l'outil « mode témoin » utilisé par les agriculteurs du secteur R'mel de la région.

La dernière phase (3) de 27 jours «début grossissement-mâturité» a connu une pluviométrie de 39 mm et des apports hydriques de 240 mm pour les témoins, 140 mm pour la lysimétrie, 100 mm pour le bac A, 77,5 mm pour la formule PM et 54 mm pour la tensiométrie. Cette phase, d'après la bibliographie, est également une phase critique pour le déficit hydrique, mais à un moindre degré par rapport à la phase 2. Sa courte durée (27 jours) augmente l'intensité de pénalisation de la production que peut provoquer un outil mal adapté à l'avertissement à l'irrigation.

Les apports totaux en eau (pluie + irrigation) se sont donc élevés à 789 mm pour les témoins, 431 mm pour la lysimétrie, 365 mm pour le bac classe A, 297 mm pour la formule empirique de PM et 285 mm pour les deux types de tensiométrie. Le traitement «témoin» a donc été le plus arrosé des traitements au niveau de chaque phase du cycle de la culture. Les traitements « PM » et « tensiométrie » ont été les plus secs des traitements en phase (2). Par contre, c'est le seul traitement « tensiométrie » qui a été le plus sec en phase (3).

Les différences de comportement de la culture (croissance et production) seront analysées en fonction de ces différents apports d'eau effectués par phase culturale.

C2- Croissance de la plante :

+ Nombre de tiges par plante:

Ce nombre a été, en moyenne, de 4,4 tiges/plante (4,5 tiges/plante pour Spunta et 4,3 tiges/plante pour Nicola), sans différence significative entre variétés. Il a été, par contre, significativement lié à l'outil d'avertissement en irrigation. En effet, Les plantes ont produit (en moyenne des deux variétés) 5,25 tiges/plante avec le mode témoin d'irrigation (apport élevé d'eau: 790 mm) et 4,2 tiges/plante avec les autres modes d'irrigation (sans différence significative selon les apports totaux d'eau, variant de 285 à 430 mm).

Tableau 2: Les données mesurées:

(1): Comptage au stade levée (30 JAP); moyenne de 10 plantes/PE.

(2) et (3): Mesures à la mâturité (stade 94 JAP); moyenne de 4 plantes/PE.

(4): Récolte au niveau de la zone intacte, soit 75 % de la superficie de chaque PE.

(5): Rapport rendement (T/ha) au volume apporté d'eau (m 3 /ha).

+ Matière sèche de la partie aérienne de la plante (MS) :

La MS a été, en moyenne, de 133,7 et de 117,5 g/plante, respectivement pour Spunta et Nicola, marquant des différences hautement significatives entre variétés et entre méthodes d'avertissement à l'irrigation. L'interaction « variété-mode d'avertissement » a été significative au niveau du seul traitement lysimétrique. Les valeurs de la biomasse sèche des plantes peuvent être classées en trois groupes:

* (1) mode témoin d'irrigation (144,2 g/plante pour Spunta et 126,4 g/plante pour Nicola).

* (2) lysimétrie et bac classe A, sans différences significatives entre eux (136,5 g/plante pour Spunta et 121,55 g/plante pour Nicola).

* (3) tensiométrie (à eau et à manomètre) et formule de PM (125,9 g/plante pour Spunta et 111,3 g/plante pour Nicola).

A part le traitement témoin pour lequel les apports d'eau ont été les plus élevés, la biomasse sèche des plantes a été plus importante avec les modes d'avertissement à l'irrigation par le lysimètre et par le bac classe A qu'avec les modes basés sur la tensiométrie et sur le formule PM. L'analyse des apports d'eau par phase culturale montre qu'il n'y a pas de différence de quantité d'eau apportée par irrigation entre les modes tensiométriques et lysimétriques durant la phase (1) « plantation-levée », par contre les différences sont élevées en phase (2) « levée-grossissement des tubercules ». L'effet du mode d'avertissement en irrigation sur la biomasse sèche des plantes est donc lié à la quantité d'eau apportée par irrigation durant la phase (2) et non pas durant la phase (1).

La phase (2), de 37 jours, regroupe à la fois la période de croissance de la plante, celle de la tubérisation et celle du début grossissement des tubercules. Ces périodes de la phase (2) sont critiques pour la culture de pomme de terre. Par contre, la phase (1) n'a jamais été jugée critique par les chercheurs. L'optimum des apports d'eau en phase (1) semble donc être dicté par le mode PM (minimum d'apport) qui ne diffère pas significativement du mode témoin (maximum d'apport) ou des modes intermédiaires, tensiométriques ou lysimétriques. Cet apport optimum en phase (1) « plantation-levée » se situe alors aux alentours de 70 mm (dont 46,5 mm de pluie et 23,5 mm apportés par irrigation dans le cas du présent essai). Par contre, en phase critique (2), l'optimum des apports se situe entre l'apport maximal (336 mm des témoins) et l'apport dicté par le bac classe A (128,5 mm) puisqu'il n'y a pas de différence significative entre les modes bac classe A et lysimètre (150 mm). L'apport optimal d'eau en phase critique (2) semble être compris entre 128 mm (bac classe A) et 336 mm (témoin).

Durant la dernière phase culturale (3), le traitement tensiométrique a été le plus sec des traitements. Malgré cela, la biomasse des plantes n'a pas montré de différence significative entre les modes d'avertissement à l'irrigation par tensiométrie ou par PM. La biomasse ne semble pas être affectée par l'apport d'eau durant cette dernière phase du cycle cultural ; l'appareil végétatif de la plante étant formé bien avant le grossissement des tubercules.

+ Surface folaire de la plante entière (SF):

La SF a été, en moyenne des deux variétés (sans différence significative entre elles) de 10.200 cm 2 /plante. Aucune interaction «  variété- mode d'avertissement à l'irrigation » n'a été significative. Comme pour la biomasse de la plante, la SF peut être classée en 3 groupes: (1) témoin (SF maximale), (2) bac, lysimètre et PM, sans différences significatives entre eux (SF intermédiaire), (3) tensiomètres (SF minimale). Les mêmes observations faites pour la biomasse restent valables pour la SF sauf au niveau de la phase culturale (3) où la faible différence d'apport d'eau entre les modes d'avertissement à l'irrigation: PM (77,5 mm) et tensiométrie (54 mm) a été suffisante pour que la SF des plantes conduites selon le régime PM passe des faibles valeurs du groupe (3) à celles du groupe (2). L'optimum d'apport d'eau se situe donc entre le maximum de 240 mm (témoin) et l'apport par PM (77,5 mm). Cet optimum sera déterminé selon l'analyse des rendements.

C3- Rendement de la culture :

La variété Spunta a produit 46,5 T/ha en moyenne, dépassant de plus de 18 % la production de la variété Nicola (38 T/ha). Aucune interaction significative n'a été observée entre variétés et outils d'avertissement à l'irrigation, ce qui facilite la vulgarisation du mode optimal de pilotage de l'irrigation dans le Loukkos pour toute variété utilisée. Quant à ces modes d'avertissement à l'irrigation, c'est le lysimètre qui a permis l'obtention du plus haut rendement (52,5 T/ha et 44,5 T/ha, respectivement aux variétés Spunta et Nicola). Il a été suivi par les modes témoin, bac classe A et formule PM, sans différences significatives entre eux (49,16 T/ha pour Spunta et 41,16 T/ha pour Nicola). La tensiométrie n'a pas donné satisfaction (39,5 T/ha pour Spunta et 30,25 T/ha pour Nicola, soit 25 à 32 % de moins par rapport à la lysimétrie).

Afin de trouver l'apport optimal d'eau d'irrigation, l'analyse effectuée au niveau de la phase culturale (1) « plantation-levée » montre que la quantité totale de 70 mm d'eau (pluie + irrigation selon le régime PM) a été suffisante pour cette phase non critique. Pour la phase (2), l'optimum est dictée par le mode lysimétrique (apport de 150 mm d'eau d'irrigation + 19,5 mm de pluie, soit un total de près de 170 mm). Lorsqu'on s'est éloigné de cet apport optimal, soit par défaut (tensiométrie, PM ou bac classe A) ou par excès (mode témoin), le rendement a été pénalisé. Cependant, au niveau de cette phase (2), en cas de manque d'eau, on peut se contenter d'un apport de 90 mm d'eau d'irrigation (+ 20 mm de pluie, soit une quantité totale d'eau de 110 mm), dicté par la formule PM au lieu de 128,5 mm, dicté par le bac classe A, puisqu'il n'y a pas de différences significatives de rendements selon les régimes du bac A et de PM. En cas de manque d'eau, le mode PM trouve sa supériorité au mode bac classe A, en économisant 37,5 mm d'eau.

Durant la phase (3), l'apport optimal a été de 140 mm d'eau d'irrigation (lysimétrie) + 39 mm de pluie, soit un total de 179 mm. En cas de manque d'eau, la formule PM a permis d'économiser 22,5 mm d'eau par rapport au bac classe A. Les meilleurs outils d'avertissement à l'irrigation dans le secteur R'mel du Loukkos sont donc le lysimètre en cas de disponibilité en eau et la formule de Penman et Monteith en cas de manque d'eau. L'optimum d'apport d'eau (mode dicté par lysimétrie) s'est donc situé à la valeur totale (pluie + irrigation) de 407 mm d'eau/cycle cultural, avec la distribution suivante: 70 mm durant les 30 premiers jours après plantation (2,33 mm/j), 170 mm durant les 37 jours qui suivent (4,6 mm/j) et 179 mm durant les 27 jours d'après (6,63 mm/j). L'irrigation doit être arrêtée une semaine avant la récolte

C4- Efficience de l'utilisation de l'eau (EUE)

L'EUE a été, en moyenne, de 11,4 kg/m3 d'eau pour la variété Spunta et de 9,3 kg/m3 d'eau pour la variété Nicola. Spunta qui est la variété la plus utilisée au Loukkos a mieux valorisé l'eau d'arrosage que Nicola. L'EUE a été la plus faible (5,1 à 6,2 kg/m3 d'eau) au niveau des témoins (mode utilisé par les agriculteurs). Elle a été, en moyenne, de 12,18 et de 10,32 kg/m3 d'eau, respectivement pour Spunta et Nicola pour les autres outils d'avertissement à l'irigation. Plus l'apport d'eau est faible, plus l'EUE est élevée. En effet, c'est au niveau du mode PM que l'EUE a été la plus élevée (16,5 kg/m3 pour Spunta et 13,8 kg/m3 pour Nicola). L'avertissement à l'irrigation par la formule empirique de Penman-Monteith a donné aussi un bon rendement en cas de manque relatif d'eau, mais avec une grande EUE, dépassant celle du bac classe A et du lysimètre.