Drainage & irrigation

Drainage & irrigation

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Ces aménagements dont l'histoire remonte à l'origine de l'agriculture dans plusieurs régions du monde améliorent le fonctionnement de l'écosystème sol-plante.
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Ils permettent une maîtrise partielle du facteur hydrique en prévenant les périodes prolongées d'excès d'eau ou en palliant l'insuffisance de la pluviométrie. En réduisant l'impact des aléas climatiques liés à l'excès comme au manque d'eau, ils contribuent à régulariser la production végétale et améliorent les conditions d'efficacité des fertilisants. Des études fréquentielles du climat et la connaissance du fonctionnement hydrique des sols doivent en garantir le bon dimensionnement car ces investissements sont coûteux.

Le plus souvent réalisés séparément, ils peuvent parfois être combinés sur la même parcelle.

 

La maitrise de l'excès d'eau par le drainagedrainageDéfinition: Evacuation des eaux excédentaires dans le sol par gravité (drainage naturel) ou au moyen de drains ou de fossés....

Le drainagedrainageDéfinition: Evacuation des eaux excédentaires dans le sol par gravité (drainage naturel) ou au moyen de drains ou de fossés....
est constitué d'un réseau de drains enterrés à une profondeur de 80 à 90 cm et régulièrement espacés. Ce réseau permet l'élimination de l'excès d'eau en assurant son écoulement par le bas du profil.

Il en résulte des conditions plus favorables à la croissance racinaire et à l'alimentation des plantes. Plus particulièrement les effets du drainagedrainageDéfinition: Evacuation des eaux excédentaires dans le sol par gravité (drainage naturel) ou au moyen de drains ou de fossés....
se remarquent sur :

La limitation du ruissellement en surface

l'infiltration de l'eau est plus facile lorsque l'excès d'eau est évacué.

La réduction du risque d'érosion hydrique

les particules de terre et les éléments nutritifs qui y sont fixés ne sont pas entrainées vers le bas de la parcelle. L'érosion constitue une perte de fertilité pour le sol cultivé et une grave nuisance pour les riverains en aval (coulées de boues). 

L'absence d'engorgement du sol en surface

l'activité biologique a besoin de l'oxygène de l'air pour minéraliser la matière organique et libérer l'azote, le soufre et le phosphore qu'elle contient. A contrario, l'absence d'oxygène ou anoxie entraine des conditions réductrices qui provoquent la dénitrification du nitrate NO3- et à la décomposition du sulfate SO42- en sulfure d'hydrogène H2S, gaz donnant une odeur d'œuf pourri au sol engorgé d'eau.

La circulation de l'air dans le sol

l'excès d'eau est évacué et libère la macroporosité du sol permettant aux racines de respirer. Beaucoup de cultures sont sensibles à l'excès d'eau. Les racines n'alimentent alors plus la plante en eau et en éléments nutritifs. Dans les cas extrêmes pouvant aller jusqu'à l'immersion de la plante en surface, les plantes meurent d'asphyxie.

 

Dans les sols hydromorphes non drainés, les conditions sont défavorables à la croissance des plantes et plus particulièrement à celle de leur système racinaire. Les éléments nutritifs sont difficilement absorbés, donc les engrais sont mal valorisés et le risque de lixiviationlixiviationDéfinition: Processus au cours duquel l'eau de ruissellement passe au travers des pores du sol (percolation) en entraînant par dissolution certains sels, ions ou substances solubles....
ou de perte par ruissellement est plus important.

Dans les sols drainés, l'excès d'eau entraine des éléments nutritifs solubles présents dans le sol. Le traitement de ces eaux par lagunage dans des fossés peut être recommandé avant de les rejeter dans les cours d'eau. L'apport d'engrais azotés doit être fractionné pour correspondre aux périodes de forts besoins des cultures de façon à limiter le risque de lixiviationlixiviationDéfinition: Processus au cours duquel l'eau de ruissellement passe au travers des pores du sol (percolation) en entraînant par dissolution certains sels, ions ou substances solubles....
comme dans toute autre parcelle.

 

L'apport d'eau par l'irrigation 

L'irrigation consiste à apporter de l'eau en complément des pluies reçues. Deux grands modes d'irrigation sont possibles par apport sur toute la surface, en plein, et par un réseau de micro-irrigation, en localisé. L'irrigation permet d'apporter la quantité d'eau s'ajustant aux besoins de la culture dans la période de déficit hydrique au cours du cycle de la culture. L'apport d'eau maintient un certain niveau de réserve utile (RU) dans le sol et évite de descendre au point de flétrissement, synonyme de perte de production végétale importante.

Selon le Recensement agricole (Agreste), 6% de la surface agricole utile (SAU) a été irrigué en 2010. Cela représente 1.6 million d'hectares dont la moitié en maïs ; 94% de la SAU est donc cultivé en agriculture exclusivement pluviale ; en maïs la part du pluvial est de 75% contre 25% pour l'irrigation.

Grâce à son climat tempéré et à son régime pluviométrique favorable, le recours à l'irrigation reste limité en France comparé à d'autres pays.

L'irrigation bien conduite entretient un sol humide sans excès où l'air et l'eau peuvent à la fois circuler. Ces conditions sont favorables à la croissance des racines et à l'absorption des éléments nutritifs solubles. Plus particulièrement les effets de l'irrigation se remarquent sur :

L'activité biologique du sol

elle est favorisée par l'humidité et la minéralisationminéralisationDéfinition: Transformation de la matière organique qui conduit à la formation de sels minéraux où les éléments fertilisants deviennent solubles et accessibles aux plantes....
de la matière organique y est plus active, libérant des éléments nutritifs : azote, soufre, phosphore

La croissance des racines

plus facile dans un sol frais où l'air peut circuler

La nutrition des plantes

l'accès aux éléments minéraux solubles est optimal

 

La quantité d'eau apportée à chaque irrigation doit être calculée pour ne jamais dépasser la capacité au champ afin d'éviter le drainagedrainageDéfinition: Evacuation des eaux excédentaires dans le sol par gravité (drainage naturel) ou au moyen de drains ou de fossés....
ou le ruissellement de l'excès d'eau. En l'absence de drainagedrainageDéfinition: Evacuation des eaux excédentaires dans le sol par gravité (drainage naturel) ou au moyen de drains ou de fossés....
, il n'y a pas de lixiviationlixiviationDéfinition: Processus au cours duquel l'eau de ruissellement passe au travers des pores du sol (percolation) en entraînant par dissolution certains sels, ions ou substances solubles....
des éléments nutritifs solubles (nitrate, sulfate...).

L'intensité horaire de l'irrigation ne doit pas dépasser la capacité d'infiltration du sol pour ne pas créer d'engorgement en surface avec un risque de ruissellement. De plus l'apparition d'un excès d'eau en surface s'accompagne d'un risque accru de dénitrification conduisant à une émission de diazote et de protoxyde d'azote, gaz à effet de serre, à partir du nitrate présent dans le sol.