Mieux comprendre son sol pour valoriser sa contribution

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1 Mieux comprendre son sol pour valoriser sa contribution Bouthier Alain Landrieaux Julien

2 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? Plan de l exposé

3 Profondeur 30 cm 60 cm 90 cm La borne basse : «le point de flétrissement permanent» (16 bars) Connaître et gérer au mieux son réservoir sol pour minimiser les pertes Sa capacité de stockage Liaison de l eau au sol décroissante Réserve non utilisable Teneur en eau croissante Réserve Utile (RU) La borne haute : «capacité au champ» (0.1 bar) 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 10 mm/h Sa perméabilité ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 5 mm/h

4 Les caractéristiques du sol à prendre en compte Réserve utile mm (mm/cm X profondeur racines) mm/cm Non compact Compact Sable Limon Argile Besoin d eau d irrigation Dose et fréquence Utilisation outil de pilotage Peu perméable (limons battants, argiles) Perméabilité du sol (mm/h) Perméable (limons argileux sains) Très perméable (sables sains, groies) < 5 mm/h Choix et réglage matériel (pluviométrie horaire) Dose 5 à 20 mm/h > 20 mm/h

5 Les enjeux liés à une meilleure prise en compte du sol dans la gestion de l irrigation Apports d eau Ruissellement 0 à 30 mm Drainage 0 à 50 mm Réserve facilement utilisable Réserve de survie Transpiration 350 à 400 mm Evaporation Vent 50 à 100 mm Rayonnement Température Humidité de l air Réserve Utile: 50 à 250 mm

6 Sols moins perméables Travail du sol Parcelles en pente Pluie après irrigation Répartition de la dose Pluviométrie horaire Taille des gouttes Les enjeux liés à une meilleure prise en compte du sol dans la gestion de l irrigation Sols très perméables Répartition de la dose Dose à chaque apport Humidité du sol lors de l apport Pilotage Apports d eau Ruissellement 0 à 30 mm Drainage 0 à 50 mm Perte N-NO 3 Carence azotée tardive Transpiration ~ ~ 350 à 400 mm Evaporation 50 à 100 mm Excès d eau temporaire Perte de rendement (anoxie temporaire) 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

7 Tour d horizon des principaux types de sols irrigués du Centre- Ouest

8 Les terres de groies : Sols calcaires, argilo limoneux, caillouteux, rouges sur calcaires durs 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 Critère agronomique Réserve utile Perméabilité Structure/stabilité Vitesse de réchauffement Pierrosité surface Fertilité Obstacle aux racines Bon Appréciation 150 mm 50 mm Forte Stable Rapide Gêne à la levée si gros cailloux MO, CEC, K2O Charge en cailloux Mauvais

9 Les terres de champagnes : Sols très calcaires, limono argileux à argileux, moyennement à non caillouteux sur craie ou marne Champagne superficielle (haut de pente) Champagne profonde (bas de pente) 130 mm 200 mm Critère agronomique Réserve utile Perméabilité Structure/stabilité Vitesse de réchauffement Pierrosité surface Fertilité Obstacle aux racines Appréciation 200 mm 100 mm Bonne à faible Stable Moyenne à lente MO, CEC, K2O Craie (teneur élevée en calcaire, cailloux) La réserve utile dépend de la profondeur d apparition de l a craie et de son faciès (craie caillouteuse ou marneuse) Bon Mauvais

10 Les sols de limon sains : Sols limono argileux, peu ou non caillouteux sur calcaire ou argile (terre douce, doucin limoneux, terres rouges ) Terre douce profonde (85) al Doucin limoneux profond (17) 150 mm AR 120 mm VA LI S -I ns tit u td u vé gé t Terre rouge moyenne (86) Critère agronomique Réserve utile Perméabilité Structure/stabilité La réserve utile dépend de la profondeur d apparition de l argile rouge ou du calcaire dur Organisé par : 120 mm Bonne à moyenne Assez stable Bonne à moyenne Pierrosité surface Faible à moyenne Obstacle aux racines Bon Avec le soutien financier de : Colloque au champ Irrigation Le Magneraud 200 mm Vitesse de réchauffement Fertilité 170 mm Appréciation MO, CEC Calcaire dur, argile rouge à châtaigniers Mauvais En collaboration avec :

11 Les sols de limon humides : Sols limoneux ou limono sableux, ± caillouteux sur argile peu perméable (bornais, limons de bocage ) al Bornais (86) -I ns tit u td u vé gé t Limon de bocage profond (85) Réserve utile Perméabilité Structure/stabilité Vitesse de réchauffement S Pierrosité surface LI VA 150 mm AR 170 mm Critère agronomique 150 mm La réserve utile dépend de la profondeur d apparition de l argile imperméable Organisé par : 170 mm 120 mm Moyenne à faible Instable faible Faible à nulle Fertilité Variable (ph, CEC ) Obstacle aux racines Argile compacte et imperméable Bon Avec le soutien financier de : Colloque au champ Irrigation Le Magneraud Appréciation Mauvais En collaboration avec :

12 Les sols sableux sains : Sols à plus de 70 % de sable, alluviaux plus ou moins graveleux Sols sableux profonds (86) Sable graveleux (86) 70 mm 70 mm Critère agronomique Réserve utile Appréciation Perméabilité Forte (trop!!) Structure/stabilité Vitesse de réchauffement Pierrosité surface Fertilité Obstacle aux racines 100 mm 50 mm Massif rapide Faible à moyenne Faible (ph, CEC ) Sable, graviers La réserve utile dépend profondeur du sable et présence de niveaux de graviers Bon Mauvais

13 Les sols sableux humides : Sols sableux ou sablo limoneux, plus ou moins caillouteux sur argiles peu perméables Sols sableux sur argile à silex (36) 70 mm Sable sur argile sableuse verte (86) 120 mm Critère agronomique Réserve utile Perméabilité Structure/stabilité Vitesse de réchauffement Pierrosité surface Fertilité La réserve utile dépend profondeur argile. Argile verte plus favorable aux racines car se fissure quand elle se dessèche Obstacle aux racines Bon Appréciation 130 mm 50 mm Moyenne en surface, faible en profondeur Variable (Instable si présence de limons) Variable Faible à moyenne Faible (ph, CEC ) Argile compacte Mauvais

14 Comment estimer la réserve utile d un sol? Carte de sols : peu précis Observation profil et mesures : plus précis mais lourd Historique rendement blé Plage de rendement blé (excluant les extrêmes) et RU (hypothèse eau principal facteur limitant RU mm Rendement blé q/ha

15 Les cailloux des sols calcaires contribuent à la RU!! Thèse M.Tetegan, INRA, ARVALIS, 2011) sur cailloux de différents types de roches sédimentaires ( calcaires, craies, silex ) Valeurs médianes Da RU g/100 g RU % vol silex craie calcaires

16 Comment estimer la réserve utile d un sol? Mesure pour trois volumes de sol (0-50 cm, cm et 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 Channel 1: 0 50 cm Channel 2 : 0 1 m Channel 3: 0 2 m Parcelle Imbault (91), Etude ARVALIS chariot à huit roues métalliques traîné 2 roues envoient une onde, les autres réceptionnent l écho

17 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) 200 mm 170 mm 150 mm 95 mm 95 mm 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

18 Front racinaire Accès à la réserve en eau du sol : évolution avec la mise en place des racines % RU/RFU accessible aux racines Maïs 3 feuilles 10 feuilles 15 feuilles Floraison femelle SLAG Blé 3 feuilles Début tallage Epi 1cm DFL Epiaison 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

19 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) Apports d eau Ruissellement 0 à 30 mm Leviers pour limiter les pertes d eau Drainage 0 à 50 mm Perte N-NO 3 Carence azotée tardive Transpiration 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 ~ ~ 350 à 400 mm Evaporation 50 à 100 mm Excès d eau temporaire Perte de rendement (anoxie temporaire) 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)

20 Connaître et gérer au mieux son réservoir sol pour maximiser la productivité de l irrigation 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

21 Connaître et gérer au mieux son réservoir sol pour maximiser la productivité de l irrigation 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) Au Magneraud 90 mm de RFU en fin de cycle 0 mm 90 mm Calendrier de mise à contribution de la RFU Evolution de la RFU (liée à l évolution de l enracinement) 10 Feuilles Floraison 270 femelle Evolution du seuil de déclenchement en situation non restrictive 50 % humidité du grain Les seuils des outils de pilotage prennent en compte par type de sol, un calendrier de mise à contribution de l eau du sol

22 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

23 Leviers d action sur la RU et sur son accessibilité aux racines Augmenter la RU? 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) Améliorer l extraction d eau par les racines? Stimulateurs d enracinement : pas de produits miracles Sélection variétale sur capacité d extraction d eau? Veiller surtout à préserver une structure favorable aux racines

24 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.