L’eau : facteur limitant

19-09-2012

L'eau en agriculture - Jff66

L’eau est un facteur essentiel pour l’agriculture. Constitutif des végétaux, elle transporte aussi toutes les substances nécessaires à la plante, mais surtout stabilise sa température par la transpiration. Selon une étude présentée à la session du 5 mai 2010 à l’académie d’agriculture(*) les causes du plafonnement du rendement du blé en France sont d’abord d’origine climatique et en grande partie liées au manque d’eau au cours du cycle végétatif.

Comment faire face au stress hydrique pendant les stades clés de nos cultures ?

L’eau est le vecteur des éléments nutritifs.

L’efficacité de la fertilisation azotée est liée à la présence d’eau. L’azote solubilisé dans la solution du sol est « pompé » par la plante suite à l’évapotranspiration. Sans eau, pas d’azote !!

Il faut raisonner sa fertilisation en fonction des conditions climatiques. Mais comment tenir compte d’un facteur météo si peu prévisible au-delà de la semaine dans les décisions de fertilisation? Même si la fertilisation foliaire ne peut pas remplacer les apports au sol, peut-elle prolonger l’attente des pluies ? Peut-on parler de « nutrition » foliaire ?

Il semblerait que ce soit plus une stimulation

visant à relancer la « pompe » à azote, solution à préconiser uniquement en cas de présence d’eau dans le sol au moins en profondeur. En cas de stress hydrique fort, les apports fertilisants par voie foliaire peuvent amplifier le stress en relançant la consommation d’eau à un moment où les économies sont indispensables !

L’eau régule la température

La majorité de l’eau transitant dans les végétaux sert à évacuer le « trop-plein » d’énergie solaire et lui assure la survie. Comme pour l’être humain, les hausses de température interne sont évacuées grâce à la transpiration : l’eau en se transformant en vapeur générant du froid, les cultures consomment de très grandes quantités d’eau. Par exemple, il faut 300 à 700 tonnes d’eau pour produire une tonne de matière sèche de blé !

Face aux besoins croissants en eau pour sauvegarder les rendements, la solution idéale est-elle l’irrigation ? A peine 25% des surfaces de maïs sont irriguées en France. Cependant, il est peu probable que nous réussissions à augmenter la part d’irrigation car elle entre en compétition avec l’activité humaine et la sauvegarde des milieux aquatiques. Les enrouleurs qui arrosent nos maïs ont bien mauvaise presse !

Les méthodes et le pilotage de l’irrigation peuvent-ils être améliorés

Des idées nouvelles naissent comme le goutte-à-goutte sur maïs ! Même si piloter l’irrigation n’est pas nouveau, des méthodes permettent de prévoir le stress hydrique en prenant en compte la réserve utile du sol, la climatologie… Ces OAD (Outils d’Aide à la Décision) peuvent permettre aussi de déclencher un apport de Glycine-bétaïne avant que les symptômes foliaires n’apparaissent, causant des dommages ou des pertes de rendements irrémédiables.

Améliorer la structure du sol

consiste aussi à maintenir ou augmenter la capacité du sol à garder une réserve utile en eau la plus élevée possible. Nous savons aujourd’hui que la structure du sol est très liée à la vie biologique : des vers de terres, bien connus, qui creusent les galeries et aèrent nos sols, aux micro-organismes (bactéries, champignons) qui sécrètent des « colles naturelles » ou « biofilm ». Ces derniers collent les agrégats du sol entre eux et le rendent plus poreux. La résistance au stress hydrique, c’est aussi augmenter le volume de sol « explorable » par les racines et les mycorhizes (prolongation racinaire) et permettre à l’eau de pénétrer dans le sol en évitant son ruissellement (limiter la compaction et les passages de matériel agricole).

Certains couverts végétaux

permettent aussi de décompacter les sols et bien sûr de favoriser la vie biologique. Ce sujet fera l’objet d’un prochain article. Une autre piste de réflexion pour améliorer la tolérance au stress hydrique est  l’amélioration génétique, voire même la précocité variétale.

L’eau : préoccupation quotidienne des agriculteurs du monde entier, reste un sujet majeur de recherche et d’expérimentation.

Et vous ? Irriguez vous vos cultures ?

JMS

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Source(*)Philippe Gate, ARVALIS, avec la collaboration de Nadine Brisson, INRA Avignon, et David Gouache, ARVALIS

18 thoughts on “L’eau : facteur limitant

  1. Bonjour,
    Il est souvent bon de rappeler également le cycle de l’eau.
    Effectivement beaucoup de gens pensent que l’eau est « détruite » lorsqu’on l’utilise pour l’irrigation, hors dé nos 1éres classes, on apprend que l’eau est tout simplement évaporée puis restituée. Bref l’eau ne disparaît pas comme par magie et cela, beaucoup de gens l’oublie.

    • Pour en finir avec les histoires d’eau
      L’imposture hydrologique
      Auteurs : Jean de Kervasdoué – Henri Voron

      « L’imposture, c’est, d’abord, de ne pas chiffrer la ressource en eau et d’affirmer, sans preuve et sans vergogne, le manque d’eau, les sécheresses à venir, les consommations irresponsables, la nécessité de ne pas gaspiller le « précieux liquide »
      L’imposture, c’est de culpabiliser les « consommateurs » pour «économiser » quelques litres d’eau, alors que coulent sous leurs yeux, chaque seconde, des milliers de mètres cubes qui vont se perdre en mer.
      L’imposture, c’est de laisser croire que l’eau domestique est « consommée » alors qu’elle est recyclée, notamment en France où elle retourne pour l’essentiel au milieu naturel après épuration.
      L’imposture, c’est de feindre d’ignorer que les racines des végétaux ne descendent jamais jusqu’à la nappe phréatique.
      L’imposture, c’est d’opposer à la construction des barrages, alors qu’ils bloquent des crues ravageuses, valorisent leur énergie et protègent les populations de l’aval.
      L’imposture, c’est d’annoncer des guerres de l’eau qui n’auront pas lieu.

      Si le manque d’eau ne menace pas l’humanité, en revanche, des investissements considérables sont nécessaires pour produire plus et mieux d’eau potable, notamment dans les pays pauvres. Si des pénuries existent, et elles concernent le tiers de l’humanité, ce n’est pas un problème d’eau brute, toujours disponible pour peu qu’on la cherche, c’est un problème d’argent. Mais force est de constater que la solidarité est moins abondante que l’eau.

      Jean de Kervasdoué est professeur d’économie et de gestion des services de santé, ingénieur agronome, ingénieur en chef du génie rural, des eaux et des forets. Il a consacré sa vie aux secteurs de la santé et de l’environnement et est l’auteur de nombreux ouvrages, notamment Les Prêcheurs de l’Apocalypse (Plon, 2007) et La Peur est au-dessus de nos moyens (Plon, 2011)
      Henri Voron est diplômé d’agronomie et ingénieur en chef du génie rural, des eaux et des forets. Spécialisé en hydraulique tropicale, il participe à de nombreux projets d’irrigation et d’adduction d’eau potable en Afrique et à l’approvisionnement en eau de l’agglomération lyonnaise. »

      http://www.mollat.com/cache/Couvertures/9782259216104.jpg

      • Merci ! Très intéressant ; un commentaire comme on aime !
        N’oublions pas que l’objectif du blog est aussi de remettre en cause les consensus trop simplistes…
        A bientôt

  2. Merci de votre 1er commentaire !
    Très juste. L’irrigation des cultures (souvent le maïs) a mauvaise presse. Oui, l’eau ne disparaît pas, on fait juste « fonctionner » le cycle de l’eau. On la pompe quelque part, elle est évaporée, etc… Bonne idée pour une nouvel article ! Aimeriez vous l’écrire ?
    A bientôt

  3. Je vais essayer de retrouver cette article de l’inra qui démontre la très faible différence d’évaporation de l’eau (ETP, dont irrigation) que l’on arrose le jour ou la nuit.
    Je vous remercie de la proposition, je vais y réfléchir.

  4. c’est assez difficile de détruire de l’eau sur notre planéte
    et heureusement qu’avec la nature les paysans utilisent de l’eau pour nourrir les hommes
    si par contre il y a par endroit des problémes graves d’eau potable …il serait trés intelligent de la part de chacun d’entre nous de communiquer sur les solutions à apporter pour y remédier …..et pour moi ,simple petit paysan de France , la solution URGENTE à mettre en place rapidement est de planter ou de laisser pousser UN MAXIMUN D’ARBRE …..tout simplement

    • Merci de votre commentaire,
      En voilà une bonne idée ! Sans compter les bénéfices esthétiques et sur la faune. Mais blague à part pourriez vous développer ?

  5. Et le rôle de l’Humus dans tout ça ???

    Cet article fait la part belle aux solutions techniques de pointes, complexifiant sans cesse les solutions curatives pour résoudre les problèmes que l’intensivité de l’agriculture engendre.
    Cependant, quasiment tout les problèmes évoqués trouvent leur solution préventive avec ce simple mot « Humus ». En effet, les nombreuses propriétés physiques, chimiques et biologiques de l’humus en fond l’élément clef de la gestion de l’eau dans les sols…

    – L’humus assure la stabilité structurale du sol, limite les risques de battance, protège de l’érosion, aère les sols argileux et permet l’agrégation des éléments en sols sableux. Elle permet ainsi, dans tout type de sols, d’améliorer la rétention (La Capacité de rétention en eau de l’humus est de 500 %, 10 x plus importante que les meilleures argiles…) et la circulation de l’air et de l’eau, protégeant par là même les sols des trop fortes variations de températures.
    – L’humus constitue un véritable réservoir d’éléments nutritifs que les micro-organismes qu’elle abrite minéralisent au fur et à mesure des besoins des plantes (La CEC de l’humus est jusqu’à 5 à 10 x plus important que la CEC des meilleures argiles). Tous risque de lessivage et de surdosage (pollution de l’eau) est ainsi écarté. La minéralisation de l’humus est une source permanente d’azote.
    – Sans compter que l’humus est le réservoir vivant du sol. Elle offre aux plantes une alimentation complète en plus de propriétés stimulantes et protectrices. La fertilisation NPK transforme les plantes en de véritables pompes osmotiques. Gorgées d’eau et déséquilibrées chimiquement, ces dernières deviennent les cibles privilégiées des pathogènes et des ravageurs…

    Ainsi, avant d’évoquer « l’amélioration génétique » « l’efficacité de la fertilisation », « la fertilisation foliaire », « les apports de glycine – betaïne », « l’irrigation au goutte à goutte dans les champs » (si l’optimisation de l’eau par ce système est bien avérée, qu’en est il du bilan global incluant les kilomètres de tuyaux et de capillaires issues des industries pétrochimiques ?), il faut retourner aux fondamentaux de l’Agriculture : Le Sol, L’Humus, l’Agronomie.
    Les solutions proposées par cet article (à l’exclusion des couverts végétaux, qui apparaissent malheureusement en dernière place) sont « industrielles », souvent d’origine chimique. Optimise t’on réellement, grâce à de telles solutions, le bilan global de nos champs (valeur de la récolte / valeur du travail et des intrants de tout ordre ) ? Améliore t’on le capital sol ? Assurons nous la durabilité et l’intégration environnementale de l’Agriculture ?
    Ainsi, il est certain que l’Agriculture Nouvelle devra faire la part belle à l’Humus et aux façons d’augmenter son ratio dans les sols agricoles. Elle résoudra de cette manière une grande partie de la problématique liée à l’eau. Les nombreux rôles de l’humus, que les pratiques intensives ont souvent négligées, constituent la clef de voûte des pratiques agricoles de demain…

    • Si tout agriculteur est conscient du bienfait de l’humus dans les sol agricoles, il est aussi lucide que la matière organique qui en dépend est variable en fonction de la nature des sols. Tous les sols ne se valent pas. Redresser la matière organique d’un sol pour libérer de l’humus est beaucoup plus compliqué que d’utiliser des engrais minéraux. Où trouver cette MO ? Sous quelle forme ? Quels sont les moyens à mettre en œuvre ? Et surtout, à quel prix ?

      Pour augmenter la MO d’un sol, il faut apporter de grosse quantité et de façon répéter de cette MO pour voir un changement notable sur le sol. Le problème majeur, c’est que lorsque l’on décide de produire sur un champ, on exporte des éléments qui appauvrissent ce sol. Des pratiques culturales peuvent permettre de maintenir l’humus en fonction de la nature première du sol (difficulté dans les sols sableux), mais la réalité du plan de fumure dépendra toujours de la rentabilité économique du choix de la culture. Il faut faire du revenu pour entretenir ses champs !

      • « Tous les sols ne se valent pas », – C’est vrai, mais pour tous, MO et humus sont profitables. Et, j’aurais plutôt dit que tous les sols sont différents, chacun avec des avantages et des inconvénients… Qui a un sol parfait ?
        « Redresser la matière organique d’un sol pour libérer de l’humus est beaucoup plus compliqué que d’utiliser des engrais minéraux » – Certes, qui peut dire le contraire ? Mais c’est avoir une vision à courts termes que de choisir uniquement la facilité des engrais minéraux. Le problème est déjà dans la phrase : « Redresser la matière organique » C’est bien la preuve qu’il est admis que les sols ont perdu en MO. A une époque, on parlait de maintenir la MO, et oui, maintenant on parle bien de redresser. Et le travail paraît insurmontable, les agronomes parlent au mieux de 1% de gain de MO tous les 10 ans et en faisant tout ce qu’il faut (grosse facture à prévoir) !
        « Où trouver cette MO ? » – Là où la nature l’a toujours trouvé, dans les végétaux !
        « Sous quelle forme ? » – Couverts, résidus de culture, intercultures, culture associées et naturellement fumier et autres amendements organiques si on en dispose mais ce n’est pas indispensable.
        « Quels sont les moyens à mettre en œuvre ? »
        – Favoriser la création de matière organique grâce aux moyens cités ci dessus, mais surtout arrêter de la gaspiller (dilution inutile dans tout l’horizon cultivé, oxydation intempestive…). Cela signifie, le moins de travail du sol possible, surtout plus de labour là où c’est possible (et c’est souvent possible !) et plus jamais de sol nu ! Culture, couvert ou résidus !
        « Et surtout, à quel prix ? ». L’agriculture a oublié qu’elle était la seule « industrie » qui pouvait vivre de l’énergie gratuite et illimitée du soleil ! Les couverts poussent avec le soleil (gratuit), l’air (gratuit) et les éléments de votre sols qui seraient perdu sans eux par lessivage (recyclage de vos engrais = gratuit). Vous capitalisez pour votre sols au seul prix des semences et du temps passé (rapide si vous êtes en sans labour ou mieux en semis direct). N’oublions pas que la matière organique, c’est surtout du carbone provenant du CO2 de l’atmosphère (gratuit). Et puis il ne s’agit pas de remonter la MO pour remonter la MO, mais pour profiter au maximum des très nombreux services qu’elle offre (voir mon précédent post), qui ne sont pas chiffrés (pas directement du moins) sur le bilan.
        « Le problème majeur, c’est que lorsque l’on décide de produire sur un champ, on exporte des éléments qui appauvrissent ce sol » – Ah cette fameuse théorie des exportations, servie comme de la bonne soupe à des générations (dont je fais partie). Comme si le sol était la seule composante de rendement (en faite c’est la seule où on peut agir …) Mais si on y pense, un grain de céréales, c’est majoritairement de l’amidon, formule chimique (C6 H10 O5), du carbone, de l’hydrogène, de l’oxygène, tout est fournis gratuitement par l’atmosphère (pareil pour les oléagineux)! Alors oui, le sol détermine la capacité à absorber tout ça et participe à hauteur d’environ 1% sur les exports des grains. Mais ce n’est pas ça qui bouffe la MO du sol ! Si vous laissez vos pailles, exporter vos grains et arrêter de labourer, la MO augmente !!! Même sans compenser le 1% exporté. Cette théorie à été inventée pour vendre des engrais alors que ces mêmes engrais (NPK) ne compensent pas les éléments exportés (majoritairement des microéléments) et brûle la matière organique.
        « Des pratiques culturales peuvent permettre de maintenir l’humus en fonction de la nature première du sol (difficulté dans les sols sableux) » Oui ! Le sans labour et le semis direct ! Et oui c’est plus dur d’augmenter la MO dans les sols sableux mais ce sont aussi les premiers sols à répondre aux techniques qui visent à augmenter la MO et les premiers à répondre positivement à une faible augmentation de MO !
        « Mais la réalité du plan de fumure dépendra toujours de la rentabilité économique du choix de la culture. » Bien sûr, mais encore une fois le fumier n’est qu’une (petite) composante de l’augmentation de la MO.
        « Il faut faire du revenu pour entretenir ses champs ! » Oui, c’est vrai, mais l’inverse aussi : « Il faut entretenir ses champs pour faire du revenu !» Une vision plus positive et durable ! ; )
        Cordialement
        Anlek

        • Réponse très bien rédigée et abordant des thèmes clefs de l’agronomie, je reviendrais juste sur la première phrase:
          « « Tous les sols ne se valent pas », – C’est vrai, mais pour tous, MO et humus sont profitables. »
          Ce point n’est pas toujours vrai, prenons l’exemple de la viticulture:
          la recherche d’un taux de matière organique élevé n’est pas une panacée, tout comme une augmentation de la biologie des sols ou de leur activité n’est pas une finalité en soi et peut conduire à des situations non recherchées: par exemple à une modification de l’équilibre végétatif de la vigne (minéralisation excessive d’azote, ou au contraire faim d’azote) et donc de la qualité du vin (fermentation languissantes, déviances organoleptiques…). J’ai récemment vu mourir 2 ha de jeunes plants de vignes: le viticulteur ne comprenait pas, le sol était pourtant excellent (sol de défriche forestière, très bon fonctionnement biologiques…), l’origine du problème: 50 T/ha (c’est énorme) de compost..! la minéralisation de ce compost, si faible soit-elle, a apporté une quantité importante d’azote lors de l’épandage, les plantiers étant très sensibles aux équilibres organo-minéraux du sol n’ont tout simplement pas supporté..
          Tous les sols ont un optimum de fonctionnement qui dépend des objectifs de production, de la culture considérée, du climat local…
          Le taux de MO des sols français a considérablement diminué au cours de ces cinquante dernière années et nous sommes d’accord, une augmentation de ce taux (tout comme de l’activité biologique du sol en général) serait salutaire dans la majorité des cas, cependant toute la science agronomique doit être mobilisée afin de trouver le bon équilibre, et de ne pas tomber dans l’excès inverse…

          @dusolauvin

          • Merci pour la qualités de vos échanges.
            Vos questionnements, réflexions, conclusions montrent de réelles mutation dans le monde agricole. Nous cherchons tous des solutions idéales adaptées à NOS exploitations.
            Continuez !
            A bientôt

          • Pardon, mais je persiste et signe… « Pour tous les sols, MO et humus sont profitables » … en viticulture y compris ! Lorsque je dis profitable, je ne dis pas qu’il en faut des quantités astronomiques et je ne parle pas de valeur de MO à atteindre… Là je ne puis qu’être d’accord avec vous, selon le sol et la culture qu’il porte, il y a toujours un optimum. Se placer au dessus c’est toujours le risque, au mieux de gaspiller, au pire d’être néfaste à la culture et à l’environnement. Il ne faut pas oublier, comme vous le souligner, que même avec du compost l’excès est toujours négatif ! Par contre, déduire de votre exemple que la vigne n’aime pas la matière organique, serait une erreur. Si cette dernière est en surface (et non pas diluée dans l’horizon cultivée), elle remplira ses nombreuses fonctions, qui même pour une culture affectionnant les restrictions hydriques, sera profitable… Dans votre exemple, ce n’est pas le compost qui a tué la vigne, ce sont les minéraux issus d’une minéralisation trop rapide du compost qui ont brûler vos plants. Je suppose que les 50 t/ha de compost ont été mélangés par labour à l’ensemble de l’horizon cultivé… Si une telle quantité est oxydée en très peu de temps, il ne faut pas s’étonner qu’il y ait des dégâts… et possiblement même des pollutions…
            De même, dire qu’un excès d’activité biologique a nui à la culture ça me parait déraisonnable de conclure ça de votre exemple. Il ne peut pas y avoir trop d’activité biologique dans un sol correctement gérer. Par contre, le labour entraîne une oxydation rapide de l’horizon cultivé qui entraîne de profonde modification de l’activité biologique du sol et une minéralisation trop rapide de la MO. Cette pratique d’un autre siècle est à proscrire.
            Pour finir, pour parler vigne, il est évident que ce n’est pas à cette culture que l’on réservera en priorité les amendements organiques. Mais il est certain que vignes et vins profitent d’un sol en bonne santé, avec une bonne activité biologique. Et pour qu’il y ait une bonne activité biologique, il faut la nourrir. Donc : couverts végétaux, inter rangs couverts, taille et sarments broyés et épandus (et non plus brûlés). La fertilisation minérale a uniformisé les vins, l’a technique permet de produire la qualité, mais seule l’activité biologique du sol sera la garante de la typicité du produit et de l’expression maximale du terroir !

  6. Merci de nous donner votre point de vue.
    Nous n’avions pas la prétention de proposer des solutions mais des pistes de réflexions sur le sujet précis de l’eau. Nous ne prétendions pas, non plus, faire le tour d’un sujet aussi vaste que « le sol, l’humus, l’agronomie », ni d’ailleurs de chaque point abordé comme le pilotage de l’irrigation, la vie biologique, l’amélioration de la structure des sols ou les couverts végétaux…. Même si vous les qualifiez de « solutions industrielles » et « chimiques » (?), pourquoi pas réfléchir à leurs intérêts agronomiques, et en discuter l’intérêt.
    Les couverts végétaux feront l’objet d’un prochain article (comme indiqué à la fin de l’article).
    L’amélioration de la structure des sols permet d’améliorer sa capacité de rétention en eau, ce point n’a pas été suffisamment développé. L’humus, comme vous le dîtes, joue un rôle essentiel mais il y a tant à dire sur les différents humus: vous parlez de minéralisation de l’humus, de stabilité structurale, de réservoir vivant du sol… je vous propose d’accorder à ce sujet un article complet car à la vue de votre commentaire, c’est un sujet fondamental dont il faut parler. J’espère l’écrire rapidement et que vous viendrez le lire !

    • eau, humus, MO ,pluie, stabilité structurale, stockage CO2,efficacité solaire,….etc….la solution c’est l’ ARBRE (sous toutes ses formes ,sous toutes ses variétés,sous touts les latitudes)…..et l’agroforesterie pour les cultures ……l’homme a beaucoup trop prélever d’arbres sur cette planète et il continue malheureusement …..c’est l’arbre l’aboutissement de la Nature , c’est la forme la plus efficace, c’est l’arbre qui a fabriqué nos sols de culture, (même les couverts végétaux que l’on pra

      • L’arbre est en effet la solution la plus aboutie du règne végétal et lorsque l’agriculture arrivera à l’intégrer à son fonctionnement on pourra vraiment parler d’agriculture nouvelle ! Votre message a de plus l’intérêt de relier le sujet initial de l’article avec nos commentaires qui ont un peu glissé… Effectivement, tous les sujets que vous évoquez (eau, humus, MO ,pluie, stabilité structurale, stockage CO2, efficacité solaire…) sont liés. A l’origine, lorsque j’ai parlé du rôle de l’humus, mon objectif était bien de montrer qu’il est illusoire de vouloir résoudre le problème de l’eau en agriculture avec des méthodes scientifiques et/ou techniques très élaborées sans se soucier des autres sujets interdépendants.
        De mon point de vue, l’agroforesterie et l’agriculture sans travail du sol sont les voies que doit suivre l’agriculture pour évoluer positivement. Les sites partenaires (agriculture de conservation et agroforesterie) de ce blog en sont une bonne preuve !
        Dommage que votre message ne soit pas passé entièrement mais le début montre déjà que nous sommes de plus en plus nombreux sur la même longueur d’onde. Lorsque le quorum de personnes pensant comme vous sera atteint, l’évolution se fera d’un seul coup. J’espère et j’y crois… Merci d’ailleurs aux auteurs de ce blog qui participe à cette évolution !
        PS : Relisons tous la belle nouvelle de Jean Giono «  L’homme qui plantait des arbres », écrite en 1953, elle est encore si criante de bon sens ! Et disponible gratuitement sur la toile en plus…