En horticulture, optimiser l’utilisation de l’eau et le rendement est un défi auquel les producteurs sont confrontés chaque saison. Au moment de décider de la stratégie d’irrigation, l’approche traditionnelle adoptée lors de la culture de plantes avec des systèmes goutte-à-goutte était que, quelle que soit la culture, on utilisait des espacements entre les goutteurs compris entre 20 et 30 cm (8 à 12 pouces).
L'expérience des agriculteurs et des recherches récentes ont cependant montré qu'il n'y a pas de solution universelle et qu'il existe différentes façons optimales de faire selon qu'il s'agit d'utiliser l'irrigation goutte-à-goutte pour la germination des graines ou pour les cultures plantées proches les unes des autres, par ex. 10 à 15 cm (4 à 6”).
Dans cet article, nous allons examiner les facteurs importants que les producteurs doivent prendre en compte pour maximiser la production et utiliser l’eau d’irrigation aussi efficacement que possible.
Nous examinons trois cas spécifiques :
• lorsque l'espacement des plantes est inférieur à 20 cm ;
• lorsqu’une bande humide continue est nécessaire pour faire germer les graines ;
• lorsqu’il existe un risque de drainage profond avec des applications d'irrigation de plus longue durée.
Dans ces situations, qui s'appliquent souvent à des cultures telles que les oignons, les carottes, les fraises, le céleri, l'ail et la laitue, il est plus efficace d'utiliser des gaines goutte-à-goutte avec des espacements entre goutteurs de 15 cm (6") ou moins. Les facteurs clés à prendre en compte, combinés entre eux, sont le débit du goutteur, l’importance de la zone humide et le type de sol.
Débit du goutteur
Une étude menée pour évaluer le temps nécessaire à la réunion des zones mouillées ponctuelles pour différents espacements de goutteurs et de configurations de débit a montré qu'une combinaison de débits plus faibles et de goutteurs plus rapprochés entraîne une réunion des zones mouillées plus rapide de plusieurs heures qu’avec des goutteurs plus espacés et des débits plus élevés (voir Figure 1).
Ces résultats montrent qu’une gaine goutte-à-goutte avec de faibles écartements entre les goutteurs entraînent une diminution globale de la durée de l’irrigation nécessaire pour créer une bande humide continue adaptée à la germination des graines ou à des plantes placées tous les 20 cm (ou moins). Pour les producteurs, cela signifie que :
• la durée de l’irrigation sera plus courte ;
• le risque de drainage profond des eaux sera réduit ;
• la germination sera plus uniforme, ce qui améliorera l'uniformité de la production lors de la récolte ;
• des irrigations fractionnées et fréquentes pendant la période de germination garantiront que la surface du sol reste friable et qu’ainsi les risques de formation de croûtes en surface sont minimisés.
Bien entendu, les facteurs agronomiques ainsi que les objectifs de production doivent être pris en compte lors du choix de l’espacement des goutteurs pour un débit de gaine goutte-à-goutte particulier. Les principaux facteurs agronomiques sont :
• le taux d'infiltration de l’eau dans le sol ;
• la mouillabilité du sol (caractéristiques hydrophobes) ;
• la largeur de la surface mouillée requise ;
• la profondeur d'humidité requise ;
• la profondeur de mise en place de la gaine.
Comme pour la plupart des cas en horticulture, il n’existe pas une réponse unique, mais les solutions doivent plutôt être adaptées à chaque situation. Par exemple, dans les sols où il y a un problème de mouillabilité (sol hydrophobe) et où une irrigation en profondeur est requise, des goutteurs à faible débit ou à très faible débit peuvent être utilisés car ils donneront au sol le temps d'absorber l'eau. Dans ce cas, des cycles d’irrigation plus longs seront nécessaires pour permettre à l’eau d’atteindre la profondeur d’irrigation désirée.
Type de sol
Ce n’est un secret pour personne que le type de sol affecte la configuration de la zone mouillée et la profondeur atteinte par l’eau d’irrigation (voir Figure 2). En général, les sols argileux ont une zone humide largement étendue mais relativement peu profonde, les sols sableux ont une zone humide plus restreinte mais beaucoup plus profonde, et les sols limoneux auront une zone humide située quelque part entre ces extrêmes.
C'est pourquoi le type de sol est un facteur clé lors de la conception d'un système d'irrigation, du choix de l'espacement des goutteurs, de leurs débits et du temps de fonctionnement de l’installation.
Étude de cas : germination de graines de carottes dans un sol argileux
Situation. Un producteur de carottes est passé de la couverture intégrale par aspersion à une gaine goutte-à-goutte enterrée, l'objectif principal étant d'obtenir une germination uniforme des graines grâce à une bonne répartition latérale de l'eau d'irrigation.
Pour répondre à cette exigence les goutteurs de la gaine choisie avaient un débit de 0,25 L (0,07 gal) /h et un écartement de 15 cm (6”).
Résultats. Selon le producteur, avec la gaine le phénomène de battance à la surface du sol pendant les mois les plus chauds a été plus faible ce qui a amélioré le taux de germination. De plus, l'efficacité de l'utilisation de l'eau était meilleure qu'avec l'irrigation par aspersion, le développement des mauvaises herbes entre les rangs était moins important et les carottes récoltées étaient de taille plus uniforme.
Vue de l’essai de carotte, utilisant uniquement l’irrigation avec la gaine goutte-à-goutte pour la germination et la culture. La zone mouillée, évidente le long du rang de culture, s’étend également en largeur au-delà du rang.
Zone mouillée
Pour une bonne germination uniforme, une répartition uniforme de l’eau est essentielle, et pour les cultures plantées très proche les unes des autres ou pour lesquelles la germination des graines est requise, une zone humide continue le long du lit semence est essentielle.
L'application de ces connaissances au choix de l'espacement des goutteurs signifie qu'il n'y a pas de solution universelle, mais que la prise de décision doit prendre en compte l'espacement des goutteurs, le type de sol et la configuration mouillée à la surface du lit de semence.
Il est essentiel de ne pas avoir de drainage en profondeur. Certains producteurs pourraient croire qu’il est possible d’obtenir une zone humide continue avec des goutteurs plus espacés simplement en augmentant la durée des irrigations mais le risque est que cela entraîne un drainage en profondeur de l’eau d’irrigation.
Les recherches menées en Australie occidentale (2016) par Rohan Prince du Département of Primary Industries and Regional Development ont confirmé ceci en injectant dans une même canalisation goutte-à-goutte différents goutteur et en analysant la coupe transversale ultérieure du profil de sol qui en résulte après irrigation.
Dans le test ci-dessus, on voit dans l'application 2 que l'utilisation de goutteurs à débit plus élevé et placés à un écartement plus large entraîne une répartition d'eau plus large de seulement 5 cm (2 pouces), alors que les volumes d’eau apportés sont quatre fois plus importants.
Une disposition de goutteurs plus espacés, utilisée traditionnellement en horticulture, peut entraîner des apports d’eau et d’engrais plus importants que nécessaires. Avec des espacements de goutteurs plus rapprochés, des apports d’eau et d’engrais en plus faible quantité peuvent donner de meilleurs résultats.
Étude de cas : plantation de deux rangs de fraise sur sol sableux avec sous-sol argileux
Situation. Un producteur de fraises a mis en place, sur deux rangs, plusieurs variétés de fraise avec une seule gaine entre eux. Il y avait six plants par mètre (39”) placés à 16 cm (6,3”) de part et d’autre de la gaine. Les principales contraintes pour cette installation étaient de garantir que tout le rang soit humidifié uniformément et que la demande en eau en période de pointe soit satisfaite.
Pour répondre à ces exigences le débit des goutteurs était de 0,5 l/h (0,13 gal/h) et l’écartement des goutteurs était de 15 cm (6”).
Une autre contrainte était d’irriguer après la première cueillette puis de laisser sécher le profil avant la cueillette suivante pour permettre au producteur de maximiser la qualité des fruits.
Résultats. La combinaison de goutteurs rapprochés et la disposition des plantes garantissaient une humidification uniforme et efficace de l’ensemble du rang après chaque cycle d'irrigation de trois à quatre jours. Le débit de 0,5 L/h a permis un déplacement latéral de l'eau pour maintenir l’humidité sur toute la largeur du rang et éviter un écoulement en profondeur, qui aurait pu provoquer une accumulation d'eau au niveau de la couche argileuse du sous-sol. En conséquence, les risque de lessivage des éléments nutritifs et d’augmentation de la conductivité électrique CE ont été réduits.
