La tensiométrie excelle dans le pilotage d’irrigation et l’optimisation de la production agricole
Pour cela, on observe classiquement les 2 premiers horizons du sol, densément racinés, à 30 et 60 cm par exemple.
La tensiométrie permet également d’observer les 2 horizons profonds, à 90 et 120 cm. Le but est de comprendre le fonctionnement du sous-sol, son potentiel de fourniture en eau, sous l’enracinement.
L’observation et la gestion des remontées capillaires permet des économies supplémentaires, sur certains profils favorables.
Si l’observation révèle une dégradation ou une discontinuité structurale, on cherchera à améliorer le profil à moyen terme par différents moyens : travail du sol, activité biologique, plantes de service à racines pivotantes.
Un Webinaire sur ce thème est organisé par Challenge Agriculture.
Un suivi tensiométrique adapté, révèle le comportement du sol. Cette prise de conscience permet la conservation du sol et l’augmentation de son potentiel hydrique.
Rappels : au sein du sol, l’eau se déplace en permanence selon 2 phases qui se succèdent, s’entre-croisent en permanence : dessiccation et humectation.
La dessiccation est principalement animée par le couvert végétal. Il s’agit d’une affaire entre sol et plante. La plasticité de l’enracinement (profondeur, densité, chevelu..) permet à la plante de s’adapter à son hôte.
L’humectation est principalement une affaire entre sol et climat et/ou l’irrigation. C’est notre sujet, avec une attention sur le comportement du sol.
L’observation du sol en automne/hiver permet de prévoir son comportement général aux irrigations au printemps/été.
Comportement en hiver
En arboriculture par exemple, nous avons la chance d’observer les sols toute l’année. Une saison hivernale classique dans l’hémisphère nord a l’avantage de connaître plusieurs épisodes pluvieux > 30 mm, suivis de périodes d’accalmie, sans consommation significative du couvert végétal. On observe donc directement le réaction du sol aux précipitations, qui sera l’objet principal de l’irrigation en saison.
Les mouvements d’eau dans le sol sont permanents. Dès qu’apparaît un gradient de tension, l’eau est aspirée au sein du sol, qui fonctionne comme une véritable pompe permanente.
L’aptitude du sol à déplacer l’eau peut s’observer en phase de drainage, comme d’humectation. Il y a bien une hystérésis entre les deux phases, il n’en reste pas moins que leur observation donne une bonne idée de l’état fonctionnel du sol.
Ce don énergétique du sol est liée à sa texture et à sa structure.
En observant le comportement au ressuyage en hiver, on a une indication sur l’aptitude à l’humectation en été.
La mesure universelle de tension de l’eau dans le sol permet d’observer ces situations, ces aptitudes, ces comportements, de s’y adapter et de les piloter. Le caractère universel de la tensiométrie permet des méthodes d’observation et de pilotage transposables.
Bien entendu, chaque sol a son « caractère ». On observe autant de comportements que de sols, mais pour fixer les idées, on peut distinguer des catégories d’aptitudes à déplacer l’eau.
Un sol hydromorphe, qui se trouverait à la capacité au champ*, mettra des semaines à évacuer un nouvel épisode pluvieux > 30 mm.
*La capacité au champ est l’état de rétention maximale d’eau après drainage.
À l’extrême, il ne l’évacuera pas.
L’hydromorphie pourra durer des mois en hiver. Les racines (dans l’état où les laissera l’asphyxie, ou bien de nouvelles racines) finiront par évacuer l’excès d’eau, dès qu’il y aura transpiration du couvert végétal, à laquelle s’ajoutera éventuellement l’évaporation à la surface du sol. La réaction à l’irrigation sera, de la même manière extrêmement laborieuse.
Ceci explique pourquoi il peut être préférable d’irriguer certaines argiles ou certains sols dégradés à des tensions assez basses, du type 40-50 cbar, voire 30-35 cb, sans les laisser trop se tendre, sous peine de ne pouvoir ensuite les détendre. Contrairement à ce que leur grosse capacité de stockage pourrait laisser penser.
Un sol contraignant sera « débordé » par un épisode pluvieux > 40 mm. Il se ressuiera sur plusieurs semaines. Il coopérera faiblement au déplacement de l’eau, son humectation sera également lente, la formation du bulbe goutte-à-goutte laborieuse. Le pilotage sera délicat.
1470 KIENER sous-sol hydromorphe
Un sol sain sera capable de gérer des pluies > 50 mm. Il se ressuiera sur quelques jours. Dans ce type de sol, tout type d’irrigation fonctionnera et le pilotage sera simple.
Un sol bien structuré :
Quelques sols sont capables de gérer des épisodes pluvieux de 70-80 mm. Le surlendemain, ils seront de retour à la capacité au champ. Très faciles pour tout.
L’aptitude du sol à déplacer l’eau conditionne sa performance à la stocker, déstocker, faire avancer un front d’humectation, alimenter par remontées capillaires, former un bulbe goutte-à-goutte, etc.. Sa performance dépend d’un mix entre texture, structure et continuité du profil.
Texture et structure
Il n’y a pas de recette simple entre aptitude et texture. On ne peut pas affirmer que les sols très argileux seraient systématiquement ingérables ou que les sols très sableux ne feraient pas de beaux bulbes.
DX 1476 juillet Echo 2020
ou bien que les sols très limoneux ne coopéreraient pas, ou encore que la présence de cailloux garantirait un bon drainage …
Problème permanent
On peut dire ce qui est défavorable.
Côté texture : certaines argiles très lourdes déplacent l’eau extrêmement lentement. Les limons fins ont un fâcheuse tendance à colmater. Un taux minimum de colloïdes (matière organique et bonne argile) est critique. La matière organique stable est essentielle.
Côté structure : la dégradation de la structure du sol est le pire ennemi du potentiel hydrique du sol, de sa fertilité générale. Ceux qui cultivent en sec connaissent bien l’importance décisive d’une bonne structure. Par exemple, la battance des limons ou plus généralement la dégradation de la surface du sol, peut faire chuter sa vitesse d’absorption à 1 mm/h. Contre 100 mm/h pour certains sols forestiers.
Problème saisonnier
Le désamorçage de la pompe capillaire du sol, peut dégrader temporairement son fonctionnement. Par exemple, un orage sur un sol sableux bien sec peut provoquer une inondation, parce que sa surface désamorcée ne peut absorber l’eau, alors que le sol est « vide ». Pour la même raison, il est compliqué de fabriquer tardivement un bulbe goutte-à-goutte dans un sol désamorcé. Au contraire, il est facile et peu consommateur d’eau d’établir et maintenir ce bulbe précocement, dans un sol qu’on ne laisse pas désamorcer.
Autre exemple : un blé suivant betterave, culture capable d’assécher le meilleur limon argileux sur plus de 2 m, se retrouve suite à un hiver sec, dans la même situation d’infortune qu’en sol superficiel séchant. Plus généralement, c’est l’effet cumulatif d’épisodes de sécheresse.
Problème saisonnier qui devient permanent
On observe des limons profonds fragiles, en monoculture d’été, qui finissent par se comporter comme des sols maigres. Du fait d’une structure dégradée par les récoltes dans de mauvaises conditions, liées notamment à l’irrigation et aux pluies de fin de cycle.
La bonification du sol par les plantes
Le sol est fabriqué à partir du socle rocheux sur plusieurs millions d’années, par d’innombrables acteurs du règne végétal et animal. Il est le résultat de la transformation de la roche mère par une succession de végétaux, commençant par les likens et finissant par la forêt.
Les argiles sont fabriquées en profondeur par l’attaque de la roche mère par les racines.
L’humus est fabriqué en surface, à partir de la litière de feuilles, grâce au travail des champignons et de la faune épigée.
Le ver de terre fait des aller-retour incessants et lie dans son intestin argile et humus, pour former le complexe argilo-humique, véritable ciment du sol. Le sol est à la fois minéral et organique, à la fois inerte et vivant. Le taux de matière organique, la qualité des colloïdes est un atout essentiel de la solidité d’un sol.
Ce processus biologique permanent fabrique et entretient le sol au quotidien.
Le couvert végétal protège le sol nourricier des pluies, du soleil, du vent qui le dégraderaient. L’enracinement et les travailleurs infatigables du sol (lombrics, arthropodes, etc..) fabriquent et entretiennent constamment l’architecture complexe du sol, cimenté par le complexe argilo-humique, qui maintient un réseau très dense de galeries, de pores de toutes tailles, responsable de la capillarité, des échanges gazeux, du déplacement de l’eau.
L’eau se trouve en apesanteur dans le sol, comme un astronaute dans sa capsule, son poids est négligeable, sauf à saturation. L’eau est déplacée au sein de cette pompe permanente. La qualité de la structure du sol constitue la puissance de la pompe capillaire.
Le tassement néfaste
L’eau est en dépression ou tension dans cet écheveau dense de micro-tubes. Pression négative la plupart du temps, sauf à saturation. Ce phénomène conditionne son élasticité ou la pression qu’on peut exercer sur le sol, sans le dégrader.
Autrement dit, le poids de la machine, la largeur et la gonflage des pneus qui conditionnent la pression possible exercée au sol sans dégrader celui-ci, est fonction de la tension dans ce sol. Plus le sol est humide ou sa tension basse, plus il est fragile. Plus il est sec ou tension élevée, plus il est porteur.
Agronomiquement, le tassement du sol peut fortement dégrader sa performance à déplacer l’eau. Ceci de manière durable. Ce qui provoque par exemple des baisses de rendements, si l’irrigation est mal maîtrisée en fin de cycle et la moisson effectuée en conditions humides.
La performance de l’irrigation, c’est-à-dire le rendement obtenu divisé par le volume d’eau apporté est directement lié à la performance du sol, à l’adéquation du matériel d’irrigation et à la technicité du pilotage.
Actuellement, dans une grosse proportion de systèmes de culture et le machinisme associé, mieux vaut observer le comportement des sols que de présager de leurs performances. Afin de comprendre et s’adapter.
L’irrigation
L’irrigation s’adresse au sol. Comme toute technique agricole, l’irrigation doit s’adapter au contexte pédologique et agronomique, grâce aux connaissances et à l’observation.
L’eau étant le premier facteur de production végétale, l’irrigation permet d’augmenter significativement les rendements en quantité et qualité, immédiatement. Dans des proportions qui peuvent être spectaculaires. Il faut néanmoins veiller à récolter ces avantages de court terme, tout en évitant les inconvénients à moyen terme.
La caractéristique essentielle de l’irrigation agricole est d’apporter l’eau sur un sol cultivé, à des pluviométries importantes et des énergies cinétiques importantes, si on compare à une pluie courante, non orageuse. L’énergie cinétique est proportionnelle au poids de la goutte et au carré de sa vitesse.
Une pluviométrie allant de 2-3 fois la pluviométrie naturelle pour une couverture intégrale, 10 à 20 fois sous enrouleur, 1000 fois au point de gouttage.
DX 2418 Pelras goutte à goutte/sol limoneux
Heureusement, le végétal protège le sol en absorbant une grosse partie de l’énergie cinétique. Reste le problème de la vitesse d’absorption du sol, en face de la pluviométrie qui arrive à sa surface.
. est également supérieure des gouttes de pluie de 1 à 3 mm arrivant entre 15 et 30 km/h.
Adapter l’apport à la résistance du sol
Le principe est simple. C’est le sol qui déplace l’eau, et non l’eau qui déplace le sol. Le sol absorbe l’eau, et non l’eau qui pénètre dans le sol. C’est donc le sol qui impose sa vitesse de fonctionnement.
Autrement dit, si on observe une dégradation de structure, battance, érosion, sédimentation, cailloux qui apparaissent, effet poterie en goutte-à-goutte… c’est que le sol ne tient pas le coup.
Comment protéger le capital ?
En agriculture, rares sont les techniques qui ne présentent pas à la fois des avantages et des inconvénients.
Deux pistes : renforcer la surface du sol et baisser l’agressivité de l’eau.
Si le problème essentiel est la violence de l’eau, la protection ancestrale par le couvert est la solution. Enherbement d’un sol nu qui se dégrade, réduction et décalage des premières irrigations sur sol fragile non encore couvert, débris au sol, interculture hivernale, semis sous couvert …
Si le problème est la pluviométrie, c’est-à-dire un débit d’apport plus important que le débit d’absorption du sol, l’eau s’accumule à la surface et provoque une sédimentation, comme dans une éprouvette d’analyse de terre : les sables au fond, les limons au dessus et les argiles en suspension : la boue. Si on dégrade 5 mm de sol par an, enfoui par labour, au bout de 60 ans, le premier horizon est destructuré.
Un sol qui accepte bien son irrigation ressort évidemment coloré, mou, collant, mais pas boueux.