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Colloque au champ Irrigation 2014 - Le Magneraud
Organisé par :
Avec le soutien financier de : En collaboration avec :
Bouthier Alain Landrieaux Julien
Mieux comprendre son sol pour valoriser sa contribution
ARVALIS - I
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Colloque au champ Irrigation 2014 - Le Magneraud
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Plan de l’exposé • Les enjeux liés à une meilleure prise en
compte du sol dans la gestion de l’irrigation
• Les caractéristiques du sol à prendre en compte
• Présentation des grands types de sols irrigués de la région
• Comment estimer la RU du sol • Comment gérer au mieux l’eau du sol • Autres questions en lien avec le sol ?
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Colloque au champ Irrigation 2014 - Le Magneraud
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Connaître et gérer au mieux son réservoir sol pour minimiser les pertes
Sa capacité de stockage Sa perméabilité
~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~
10 mm/h
5 mm/h
Profondeur
Réserve non
utilisable
Réserve Utile (RU)
Teneur en eau croissante
Liaison de l’eau au sol décroissante
La borne basse : « le point de flétrissement permanent » (16 bars)
30 cm
60 cm
90 cm
RFU = 2/3 RU de 0 à 30 cm
RFU = 1/2 RU de 30 à 60 cm
RFU = 1/3 RU de 60 à 90 cm
La borne haute : « capacité au champ » (0.1 bar)
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Colloque au champ Irrigation 2014 - Le Magneraud
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Réserve utile mm (mm/cm X profondeur racines)
Les caractéristiques du sol à prendre en compte
Perméabilité du sol (mm/h)
• Besoin d’eau d’irrigation • Dose et fréquence • Utilisation outil de pilotage
• Choix et réglage matériel (pluviométrie horaire)
• Dose
mm/cm Non compact Compact
Sable 1 0.7
Limon 2 1.6
Argile 1.5 1
Peu perméable (limons battants, argiles)
< 5 mm/h
Perméable (limons argileux sains) 5 à 20 mm/h
Très perméable (sables sains, groies)
> 20 mm/h
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Les enjeux liés à une meilleure prise en compte du sol dans la gestion de l’irrigation
Vent Rayonnement Température Humidité de l’air
Transpiration
Evaporation
Réserve facilement utilisable
Réserve de survie
Ruissellement
Drainage
Apports d’eau
0 à 30 mm
0 à 50 mm
Réserve Utile:
50 à 250 mm
350 à 400 mm
50 à 100 mm
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Transpiration
Evaporation Ruissellement
Drainage
Apports d’eau
0 à 30 mm
0 à 50 mm Perte N-NO3 Carence azotée tardive
350 à 400 mm
50 à 100 mm
~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ Excès d’eau temporaire
• Sols moins perméables • Travail du sol • Parcelles en pente • Pluie après irrigation • Répartition de la dose • Pluviométrie horaire • Taille des gouttes
• Sols très perméables • Répartition de la dose • Dose à chaque apport • Humidité du sol lors de
l’apport • Pilotage
• Irrigation précoce (culture peu couvrante)
• Dose à chaque apport • Etat du sol en surface (mulch)
• Sols avec horizon moins perméable en profondeur
• Répartition de la dose
• Dose à chaque apport
• Humidité du sol lors de l’apport
• Pilotage
Perte de rendement (anoxie temporaire)
Les enjeux liés à une meilleure prise en compte du sol dans la gestion de l’irrigation
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Tour d’horizon des principaux types de sols irrigués du Centre-Ouest
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Les terres de groies : Sols calcaires, argilo limoneux, caillouteux, rouges sur calcaires durs
Critère agronomique
Appréciation
Réserve utile
Perméabilité Forte
Structure/stabilité Stable
Vitesse de réchauffement Rapide
Pierrosité surface Gêne à la levée si gros cailloux
Fertilité MO, CEC, K2O
Obstacle aux racines Charge en cailloux
Bon Mauvais
150 mm 50 mm
150 mm 100 mm 80 mm
La réserve utile dépend de la fissuration du calcaire et de la présence de terre fine entre les cailloux calcaires
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Les terres de champagnes : Sols très calcaires, limono argileux à argileux, moyennement à non caillouteux
sur craie ou marne
Critère agronomique
Appréciation
Réserve utile
Perméabilité Bonne à faible
Structure/stabilité Stable
Vitesse de réchauffement Moyenne à lente
Pierrosité surface
Fertilité MO, CEC, K2O
Obstacle aux racines
Craie (teneur élevée en calcaire, cailloux)
Bon Mauvais
200 mm 100 mm
130 mm 200 mm
La réserve utile dépend de la profondeur d’apparition de l a craie et de son faciès (craie caillouteuse ou marneuse)
Champagne profonde (bas de pente) Champagne superficielle (haut de pente)
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Les sols de limon sains : Sols limono argileux , peu ou non caillouteux sur calcaire ou argile (terre douce,
doucin limoneux, terres rouges…)
Critère agronomique
Appréciation
Réserve utile
Perméabilité Bonne à moyenne
Structure/stabilité Assez stable
Vitesse de réchauffement Bonne à moyenne
Pierrosité surface Faible à moyenne
Fertilité MO, CEC
Obstacle aux racines
Calcaire dur, argile rouge à châtaigniers
Bon Mauvais
200 mm 120 mm
120 mm
La réserve utile dépend de la profondeur d’apparition de l ‘argile rouge ou du calcaire dur
Doucin limoneux profond (17) Terre rouge moyenne (86) Terre douce profonde (85)
170 mm 150 mm ARVALIS
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titut d
u vég
étal
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Les sols de limon humides : Sols limoneux ou limono sableux, ± caillouteux sur argile peu perméable
(bornais, limons de bocage…) Critère agronomique
Appréciation
Réserve utile
Perméabilité Moyenne à faible
Structure/stabilité Instable
Vitesse de réchauffement faible
Pierrosité surface Faible à nulle
Fertilité Variable (pH, CEC…)
Obstacle aux racines
Argile compacte et imperméable
Bon Mauvais
170 mm 120 mm
170 mm 150 mm
La réserve utile dépend de la profondeur d’apparition de l ‘argile imperméable
Bornais (86) Limon de bocage profond (85)
150 mm ARVALIS - I
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Les sols sableux sains : Sols à plus de 70 % de sable, alluviaux plus ou moins graveleux
Critère agronomique
Appréciation
Réserve utile
Perméabilité Forte (trop !!)
Structure/stabilité Massif
Vitesse de réchauffement rapide
Pierrosité surface Faible à moyenne
Fertilité Faible (pH, CEC…)
Obstacle aux racines Sable, graviers
Bon Mauvais
100 mm 50 mm
70 mm 70 mm
La réserve utile dépend profondeur du sable et présence de niveaux de graviers
Sable graveleux (86) Sols sableux profonds (86)
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Les sols sableux humides : Sols sableux ou sablo limoneux, plus ou moins caillouteux sur argiles peu
perméables
Critère agronomique Appréciation
Réserve utile
Perméabilité Moyenne en surface, faible en profondeur
Structure/stabilité Variable (Instable si présence de limons)
Vitesse de réchauffement Variable
Pierrosité surface Faible à moyenne
Fertilité Faible (pH, CEC…)
Obstacle aux racines Argile compacte
Bon Mauvais
130 mm 50 mm
70 mm 120 mm
La réserve utile dépend profondeur argile. Argile verte plus favorable aux racines car se fissure quand elle se dessèche
Sable sur argile sableuse verte (86) Sols sableux sur argile à silex (36)
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Comment estimer la réserve utile d’un sol ?
Carte de sols : peu précis Observation profil et
mesures : plus précis mais lourd
Historique rendement blé
RU mm Rendement blé q/ha
50 50-65
80 60-75
130 70-85
180 80-90
Plage de rendement blé (excluant les extrêmes) et RU
(hypothèse eau principal facteur limitant
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Thèse M.Tetegan, INRA, ARVALIS, 2011) sur cailloux de différents types de roches sédimentaires ( calcaires, craies, silex…)
Da RU g/100 g RU % vol silex 2.3 1.0 2.3 craie 1.7 13.3 22.5
calcaires 2.25 3.2 7.1
Valeurs médianes
Les cailloux des sols calcaires contribuent à la RU !!
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Channel 1: 0 – 50 cm
Channel 2 : 0 – 1 m
Channel 3: 0 – 2 m Parcelle Imbault (91), Etude ARVALIS
– Mesure pour trois volumes de sol (0-50 cm, 0-100 cm et 0-200 cm)
– La résistivité dépend de sa profondeur, de sa
texture, de son humidité, … • Les sols fins contenant beaucoup d'argile
ont une résistivité faible • les sols peu profonds ont une résistivité
élevée – Limites :
• Deux zones de même couleur ne correspondent pas forcement au même sol
• Lien avec les caractéristiques du sol : nécessite un calage par des sondages tarière
Variabilité RU inter et intra parcelle : cartographie tarière et résistivité
– chariot à huit roues métalliques traîné
– 2 roues envoient une onde, les autres réceptionnent l’écho
Comment estimer la réserve utile d’un sol ?
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Accès à la réserve en eau du sol différent selon les espèces • Toute l’eau disponible dans la RU du sol n’est pas utilisable de la même façon par les cultures selon leur
profondeur d’enracinement : on définit une réserve utilisable pour une espèce donnée.
• C’est en sols profonds que les différences entre espèces s’expriment le plus
Profondeur d’enracinement estimée selon les espèces (source RNED HA méthodes et outils de pilotage en irrigation)
Réserve en eau utilisable par 5 espèces cultivées, sur un même type de sol (Source ARVALIS essais du Magneraud)
L’accessibilité différente de la RU/RFU aux racines des différentes espèces est prise en compte dans les outils de pilotage de l’irrigation d’ARVALIS
200 mm
170 mm
150 mm
95 mm 95 mm ARVALIS
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% RU/RFU accessible aux racines
Maïs 3 feuilles 10 feuilles 15 feuilles Floraison femelle SLAG
Blé 3 feuilles Début tallage Epi 1cm DFL Epiaison
Front racinaire
Accès à la réserve en eau du sol : évolution avec la mise en place des racines
L’accessibilité partielle de la RU/RFU aux racines en début de cycle, est prise en compte dans les outils de pilotage de l’irrigation d’ARVALIS
Notion de RU et RFU maximum accessibles
lorsque l’enracinement est à son
développement maximal
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Transpiration
Evaporation Ruissellement
Drainage
Apports d’eau
0 à 30 mm
0 à 50 mm Perte N-NO3 Carence azotée tardive
350 à 400 mm
50 à 100 mm
~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ Excès d’eau temporaire
Etat de surface motteux: limiter la battance
Limiter les apports d’eau avant couverture du sol par la culture
S’assurer que la dose ne va pas saturer le sol (pilotage)
• Dose maxi de 30 mm
dans les sols très perméables
• S’assurer que la dose ne va pas saturer le sol (pilotage)
• Etat du sol en surface (mulch) • Limiter les apports d’eau
avant couverture du sol par la culture
• S’assurer que la dose ne va pas saturer le sol (pilotage)
Perte de rendement (anoxie temporaire)
Leviers pour limiter les pertes d’eau
Les stratégies d’irrigation visant à
maintenir une réserve du sol pleine pour
anticiper un risque de restriction, présentent le plus de risques de
pertes d’eau
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• L’eau du sol est gratuite et doit être utilisée au maximum • La productivité de l’irrigation dépend du niveau d’utilisation de la réserve en eau du sol • Trouver le bon compromis entre productivité maximum de l’eau et rendement accessible : avoir
utilisé la réserve facilement utilisable à la fin de la période d’irrigation Origine de l’eau consommée entre les stades 10 feuilles et maturité et lien avec
rendement et productivité de l’irrigation (ARVALIS Magneraud, abris mobiles, 2009)
Dans cette situation, la RFU pour le maïs est comprise entre 80 et 100 mm : le
bon compromis aurait été une irrigation de 270 mm
Connaître et gérer au mieux son réservoir sol pour maximiser la productivité de l’irrigation
270
90 70
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Connaître et gérer au mieux son réservoir sol pour maximiser la productivité de l’irrigation
270
Calendrier de mise à contribution de la RFU
0 mm
10 Feuilles Floraison femelle
50 % humidité du grain
Evolution de la RFU (liée à l’évolution de l’enracinement)
Evolution du seuil de déclenchement en situation non
restrictive
90 mm
Valoriser au maximum l’eau du sol (RFU), et la mettre à contribution progressivement au cours du cycle, en tenant compte de la ressource (volume restrictif ou non)
Les seuils des outils de pilotage prennent en compte par type de sol, un calendrier de mise à contribution de l’eau du sol
Au Magneraud 90 mm de RFU en fin de cycle
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S’adapter à la variabilité de la RU entre parcelles ou au sein de la parcelle
- Ordre des positions selon type de sol
- Positionnement des outils de pilotage
- Démarrer plus tard et/ou arrêter plus tôt sur sols plus profonds
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Leviers d’action sur la RU et sur son accessibilité aux racines
Augmenter la RU ? Améliorer l’extraction d’eau par les racines ?
Apports de matières organiques : difficile et couteux : il faut apporter beaucoup de MO pour gagner
Rétenteurs d’eau : peu efficaces (stockage de quelques mm)
Mulch : moindre évaporation en début de cycle (0 à 30 mm selon les années)
Stimulateurs d’enracinement : pas de produits miracles
Sélection variétale sur capacité d’extraction d’eau ?
Veiller surtout à préserver une structure favorable aux racines ARVALIS
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Conclusion: points à retenir • L’eau du sol est gratuite mais insuffisamment prise en compte dans les pratiques d’irrigation. • La RFU varie de 30 à plus de 100 mm parfois entre parcelles ou au sein de mêmes parcelles
d’une exploitation • Il existe des moyens simples et opérationnels pour estimer de manière acceptable une réserve
utile d’une parcelle ou d’une partie de parcelle • La connaissance la RU de sa parcelle et au sein de la parcelle, est primordiale pour la conduite
de l’irrigation et sa prise en compte contribue à augmenter de manière parfois importante la productivité de l’eau d’irrigation
• L’accessibilité à la réserve en eau du sol aux racines dépend des espèces cultivées, du stade de la culture et doit être prise en compte dans les méthodes de pilotage ; c’est le cas de celles développées par ARVALIS
• Pas de solutions ou produits miracles pour améliorer la RU, il faut surtout veiller à ne pas la réduire ou en réduire son accessibilité aux racines en maintenant une structure favorable entre 0 et 30 cm.
ARVALIS - I
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