Publié le 25/04/2020 à 08:00 / Lucie Grolleau

Eau et plantes

Comment optimiser l’irrigation ?
Le sol est un réservoir dans lequel la plante puise l’eau dont elle a besoin. Mais comment l’eau circule-t-elle dans le sol ? Quelle est sa disponibilité pour les plantes ? Comment l’absorbent-elles ? Autant de notions à avoir en tête pour bien conduire une culture, et encore plus lorsque l’irrigation est possible sur l’exploitation.

Les besoins en eau des plantes varient selon les cultures, leur stade végétatif et les conditions climatiques du moment. les doses d’irrigation doivent aussi être adaptées au type de sol et à la profondeur d’enracinement.

Les relations existantes entre l'eau, le sol, les plantes et le climat sont présentées dans le schéma 1.

Relations existantes entre l’eau, le sol, les plantes et le climat. Source : Arvalis Insttitut du végétal. Schéma 1.
Une partie de l'eau arrivant au sol s'infiltre dans les couches profondes ou dans les nappes par le phénomène de drainage. Une autre partie va ruisseler à la surface du sol. Ce phénomène est amplifié en présence de sols tassés et/ou de sols très secs en surface. Le ruissellement s'accentue aussi avec la pente.
L'eau qui échappe aux phénomènes de ruissellement, de drainage et d'évaporation, est stockée dans le sol, au niveau des vides interstitiels (entre les agrégats). Cette quantité d'eau est partiellement utilisable par la plante.
La porosité d'un sol représente l'ensemble des vides à l'intérieur et entre les agrégats du sol.
Dans un sol macroporeux (sols sablonneux), la vitesse de circulation de l'eau sera d'autant plus forte que la capacité de rétention sera faible. On parle alors de sols perméables. A l'inverse, dans un sol microporeux (sols argileux), la rétention de l'eau sera importante. On parle alors de sols peu perméables voire imperméables. La porosité détermine la perméabilité du sol. Cf. tableau 1.

Exemples de perméabilité caractérisant différents types de sol (en mm/h). Tableau 1.

Type de sols

Perméabilité

Sols peu perméables (limons battants, argiles)

< 5 mm/h

Sols perméables (limons argileux sains)

5 à 20 mm/h

Sols très perméables (sables sains)

> 20 mm/h


La notion de perméabilité est à prendre en considération avec le choix du matériel d'irrigation. En effet, le débit apporté par un enrouleur doit être en adéquation avec la perméabilité du sol de la parcelle bénéficiaire.
Naturellement, à l'interface entre le sol et l'atmosphère, le sol évapore. Aussi, dans le cadre de l'activité photosynthétique, la végétation transpire.

 

La disponibilité de l'eau pour les cultures

L'eau et l'air se partagent la porosité du sol. Dans le sol, on distingue la Réserve utile (= RU) et la Réserve non utilisable (dite aussi Réserve de survie). La Réserve non utilisable correspond à la quantité d'eau dans le sol dont les plantes ne peuvent bénéficier. La Réserve utile est définie par deux bornes : borne haute appelée « capacité au champ » et la borne basse nommée « le point de flétrissement permanent ». Aussi, la totalité de cette Réserve utile n'est pas exploitable par les plantes. En moyenne, on considère que 50 % de la Réserve utile est exploitable par les plantes. Ce ratio est plutôt de 2/3 dans les 60 premiers centimètres de sol, puis de 1/2 entre 60 et 90 cm et de 1/3 au-delà de 90 cm d'enracinement.
On considère que la Réserve facilement utilisable correspond à la quantité d'eau accessible sans difficulté pour la plante.

 

Capacité du sol à stocker l'eau

Deux critères déterminent la capacité du sol à stocker l'eau pour la plante : la profondeur d'enracinement de la plante et la texture du sol.
La contribution en eau du sol dépend de la profondeur d'enracinement des cultures. Pour connaître cette profondeur, on réalise un profil cultural. Les réserves en eau et leur utilisation varient selon le développement racinaire de la culture.
La plante dispose d'une quantité d'eau variable selon la texture du sol. Les proportions de limons, argiles et sables déterminent la texture du sol. Plus la texture comprend des éléments fins, type argile, limons, plus le sol a une capacité à retenir l'eau. Un « sol lourd » a une texture à dominante argileuse. En revanche, « un sol léger » correspond à un sol à dominante sableuse.
Afin d'avoir une bonne contribution hydrique du sol, il est essentiel que le sol soit vivant, non compacté. L'objectif est d'avoir une exploration racinaire maximum.
En définitive, les doses d'irrigation doivent être adaptées au type de sol et à la profondeur d'enracinement. Apporter une dose d'irrigation supérieure à la RFU signifie perte d'eau par percolation.

 

Absorption de l'eau par les cultures

La plante absorbe l'eau par les poils absorbants des racines. L'eau transite ensuite dans la plante et s'évapore au niveau des feuilles par les stomates. Ce flux est essentiel à la nutrition de la plante puisque les éléments minéraux du sol (N, P, K) permettent, une fois synthétisés, la croissance de celle-ci. En s'évaporant, l'eau joue un rôle de régulateur thermique. Cf. schéma 2.

Cycle de l’eau. Schéma 2.

 

Les besoins en eau des cultures

Les besoins en eau des plantes varient selon les cultures, leur stade végétatif et les conditions climatiques du moment.
La demande climatique indique la quantité d'eau dont la plante a besoin à un moment donné. La demande climatique est représentée par l'Evapotranspiration potentielle (= ETP). L'ETP est une valeur calculée par la météorologie nationale et est exprimée en mm/j. Il s'agit de la quantité d'eau évaporée par un couvert végétal continu et régulier de référence (la fétuque). A cette valeur on peut ajouter l'évaporation de l'eau depuis la surface du sol. L'ETP dépend de quatre facteurs : la température, la vitesse du vent, l'hygrométrie (quantité d'eau contenue dans l'atmosphère), la durée d'ensoleillement (nombres d'heures d'ensoleillement par jour). L'ETP est d'autant plus fort que l'air est sec, le vent fort, la température élevée et l'ensoleillement long.
L'ETM correspond à l'Evapotranspiration maximum. Elle est obtenue en multipliant l'ETP par un coefficient cultural (= Kc). Ce dernier est propre à la culture et à son stade végétatif. La consommation hydrique dépend donc du stade de la culture.
Globalement, les besoins en eau des cultures sont à leur maximum autour de la floraison et lors du remplissage des fruits, grains, tubercules.

 

Didier Grivot, Chambre d'agriculture de la Loire

 

Mots clés : IRRIGATION SOL