Établir un calendrier d’irrigation pour le maïs

L’établissement d’un calendrier d’irrigation est un processus de planification, de mesure et de prise de décision qui permet de déterminer quand les champs devraient être irrigués ainsi que la quantité d’eau à appliquer. Pour établir un calendrier d’irrigation, il est utile de suivre les pertes et les apports en eau pour estimer la teneur en eau du sol. Le sol doit être irrigué lorsque sa teneur en eau atteint le seuil où la culture commencerait à montrer des signes de stress hydrique. On peut déterminer les pertes d’eau en utilisant les estimations de la consommation d’eau par la culture en fonction des conditions météorologiques ou mesurant directement les variations de la teneur en eau du sol. La quantité d’eau à appliquer varie selon la teneur en eau du sol et les précipitations.

Les définitions suivantes aident à bien comprendre toute discussion sur l’établissement d’un programme d’irrigation :

• Évapotranspiration (ET) : processus par lequel l’eau du sol est retournée à l’atmosphère par évaporation et transpiration. La transpiration est le processus par lequel les plantes absorbent l’eau du sol et émettent de la vapeur.
• Saturation : état d’un sol qui contient la quantité maximale d’eau qu’il peut retenir¹.
• Capacité de rétention en eau : quantité d’eau retenue dans un sol lorsque l’écoulement gravitaire cesse après la saturation du sol par l’eau de pluie ou d’irrigation.
• Point de flétrissement permanent : teneur en eau du sol au moment où l’eau dans le sol est fortement attirée aux particules de sol et ne peut plus être absorbée par la culture.
• Eau disponible : fraction de l’eau du sol qui se situe entre la capacité de rétention en eau et le point de flétrissement permanent. La quantité d’eau disponible varie considérablement selon la texture du sol.
• Seuil d’épuisement maximal tolérable : teneur en eau minimale du sol pour prévenir un stress hydrique chez les plantes et des pertes de rendement. Lorsque ce seuil est atteint, la culture devrait être irriguée. Ce seuil varie selon l’espèce et le stade de développement de la culture.

Moment indiqué pour irriguer

Les décisions d’irrigation devraient se tenir compte de la teneur en eau du sol, laquelle varie en fonction du taux d’évaporation et des précipitations. Idéalement, la culture devrait être irriguée avant l’atteinte du seuil d’épuisement maximal tolérable.

La teneur en eau du sol est déterminée en utilisant des estimations d’évapotranspiration ou en la mesurant directement avec des capteurs d’humidité ou des sondes. De nombreux outils sont offerts pour estimer la teneur en eau du sol et l’évapotranspiration quotidienne, y compris des tableurs électroniques et des applications Web qui accèdent aux bases de données du sol des réseaux météorologiques. Le taux d’évapotranspiration quotidien de la culture est estimé en utilisant les données météorologiques et le stade de développement de la culture. Le taux d’évaporation réel peut être plus élevé que la normale lorsqu’il vente beaucoup et plus faible que la normale par temps frais et en présence d’un dense couvert nuageux. Des capteurs d’humidité placés dans la zone des racines de la culture peuvent fournir aux agriculteurs une mesure directe des variations de la teneur en eau du sol. Des sondes peuvent être utilisées en combination avec le toucher pour estimer la teneur en eau à différentes profondeurs du sol. Pour de plus amples renseignements sur l’utilisation de l’eau par le maïs selon le stade de croissance, lisez l’article. For more information on corn water use by growth stage see Période d’irrigation du maïs et efficience d’utilisation de l’eau.

Quantité d’eau à appliquer

La quantité d’eau à appliquer dépend des facteurs suivants :

• la profondeur des racines, laquelle varie selon le stade de croissance de la plante (tableau 1). L’eau d’irrigation devrait atteindre la profondeur des racines de la culture. Toute eau d’irrigation qui percole plus profondément que les racines ne pourra pas être utilisée et sera donc gaspillée.
• la capacité de rétention en eau, laquelle varie en fonction du type de sol (tableau 2). Toute eau d’irrigation qui excède la capacité de rétention en eau sera perdue par percolation profonde ou par ruissellement.
• l’efficience du système d’irrigation, , qui est le pourcentage de l’eau appliquée qui atteint la zone des racines, le reste de l’eau étant perdu par évaporation, par percolation profonde ou par ruissellement (tableau 3).

En utilisant ces trois variables, les agriculteurs peuvent calculer la quantité maximale d’eau à appliquer chaque fois qu’ils irriguent leurs cultures.

Utiliser les estimations du taux d’évapotranspiration et le seuil d’épuisement maximal tolérable pour déterminer le moment opportun pour irriguer

Déterminer le seuil d’épuisement maximal tolérable

Le maïs peut utiliser 50 % de l’eau disponible dans le sol avant de montrer des signes de stress hydrique². Les estimations sur la profondeur des racines (tableau 1), sur la capacité de rétention en eau (tableau 2) et sur l’efficience du système d’irrigation (tableau 3) peuvent être utilisées pour déterminer le nombre de pouces d’eau qui doit être consommé par la culture pour atteindre le seuil d’épuisement maximal tolérable de 50 %. Pour convertir la valeur en pouces de ce seuil en millimètres, il suffit de multiplier la valeur par 25,4. Dans l’exemple suivant, nous allons déterminer le seuil d’épuisement maximal tolérable pour une culture de maïs au stade de l’apparition des soies qui pousse dans un loam sableux.

• La profondeur des racines du maïs lorsque les soies apparaissent est d’environ 3 pi (tableau 1).
• La capacité de rétention en eau dans les trois premiers pieds du sol est de 4,2 po (1,4 po/pi x 3 pi de profondeur).
• Le maïs commence à montrer des signes de stress dès que le sol ne contient plus que 50 % de sa capacité de rétention. Le seuil d’épuisement maximal tolérable est donc 2,1 po (4,2 po x 50 %).
• Pour prévenir tout stress hydrique, la culture devrait être irriguée lorsqu’elle a utilisé 2,1 po (53 mm) d’eau.

Utiliser les estimations d’évapotranspiration pour déterminer quand le seuil d’épuisement maximal tolérable est atteint

• Dans l’exemple ci-dessus, les hypothèses sont les suivantes : le seuil d’épuisement maximal tolérable est de 50 % et le maïs, qui est au stade de l’apparition des soies, peut utiliser 2,1 po (53 mm) de l’eau retenue dans le loam sableux.
• Si le taux d’évapotranspiration est de 0,32 po/jour (8,1 mm/jour), l’eau contenue dans le sol devrait subvenir aux besoins de la culture pour les 6,5 prochains jours (2,1 po ÷ 0,32 po/jour). En unités métriques, cela correspond à 53 mm ÷ 8,1 mm/jour.

Les valeurs d’évapotranspiration varient selon les conditions météorologiques et la région géographique. Les agriculteurs devraient utiliser des estimations de sources locales, qu’ils peuvent obtenir auprès de leur agronome ou de leur fournisseur d’équipement d’irrigation.

Prendre en considération l’efficience du système d’irrigation

• Le tableau 3 indique l’efficience de divers types de systèmes d’irrigation. Aux fins de notre exemple, supposons que le système d’irrigation a une efficience de 80 % et que 2,1 po d’eau sont disponibles lorsque la capacité de rétention en eau du sol est atteinte. Si l’agriculteur applique 2,1 po d’eau, seulement 1,7 po sera disponible pour la culture (2,1 po x 80 %). En unités métriques, cela correspond à 42 mm (53 mm X 80 %).
• Si l’on tient compte des pertes d’eau attribuables à l’inefficience du système d’irrigation, une application de 2,6 po d’eau serait nécessaire pour que le sol atteigne sa capacité de rétention en eau (2,1 po d’eau nécessaire ÷ 80 %). En unités métriques, cela correspond à 66 mm (53 mm ÷ 80 %).
• Si des pluies sont prévues, l’agriculteur n’aurait pas nécessairement besoin d’appliquer la pleine quantité d’eau. La décision dépend du climat régional. Dans les régions plus arides où les précipitations sont moins probables, il peut être conseillé de laisser de l’espace dans le profil du sol pour la pluie afin de réduire les coûts d’irrigation.

Tableau 1. Profondeur moyenne des racines du maïs selon le stade de croissance²

Tableau 2. Capacité de rétention d’eau selon la texture du sol

Tableau 3. Efficience potentielle des systèmes d’irrigation lorsqu’ils sont bien conçus et bien entretenus³