Gestion de l'arrosage sous Serre et Tunnel
conduits sous serre. On entend tout et son contraire dès lors qu'il s'agit d'une question où de multiples facteurs rentrent en ligne de compte. En effet, les variables sont nombreuses: la qualité de la terre, l'ensoleillement, la température, l'hygrométrie, le stade de croissance des plants etc. Il n'y a pas de recette miracle mais des règles générales à suivre et à adapter selon ses besoins.Le bilan Hydrique
Le bilan hydrique est un outil déterminant pour le calcul du dosage des arrosages, pour cela il se sert de données tels que l'ETP et le RU. En effet, les racines des plantes puisent l’eau dans la réserve utile (RU) du sol et la disperse dans l’atmosphère par évapotranspiration = ETP.
La teneur en eau est fonction de la porosité et de la perméabilité du sol. Le volume maximal d’eau qu’un sol peut retenir est la « capacité au champ » , ou capacité de rétention du sol qui dépend de sa granulométrie.
La circulation de l'eau dans le sol varie en fonction de plusieurs facteurs:
- du taux d'humidité rencontrée dans le sol : en sol sec, l’eau est fortement retenue par les particules de sol. L’eau se dirige des zones les plus humides vers les zones plus sèches, ce qui implique des mouvements multidirectionnels de l'eau (action de la tension superficielle sur la gravité). Cela explique des phénomènes de diffusion et de capillarité depuis les horizons profonds plus humides vers les horizons de surface plus secs. Par contre, en sol saturé d'eau, l'écoulement gravitaire prédomine.
- de la texture du sol : la granulométrie des particules minérales
- du tassement du sol et de sa porosité: l’eau est d’avantage retenue et circule lentement en sol tassé et/ou faiblement poreux. Cependant un compactage excessif entraîne une mauvaise circulation de l’eau et une humidité stagnante.
L'ETP: L'évapotranspiration potentielle
Une partie de l’eau qui pénètre dans le sol est évaporée directement dans l’atmosphère et par l’intermédiaire des plantes, l’ensemble de ces pertes constitue l’évapotranspiration. Elle se fait surtout à la surface du sol. L’agent d’évaporation le plus actif est le vent, plus que la chaleur.
ETP = somme des quantités d’eau évaporées par le sol et par la plante. L’ETP est toujours comprise entre 0 et 7 mm/jour Elle est fonction de la lumière (SRG), la température et de l'hygrométrie.
Relevé ETP PENMAN DECADAIRE à Clermont Ferrand Avril 2015 à Septembre 2015 (source MétéoFrance)
| MOIS | AVRIL | MAI |
JUIN | JUIL. | AOUT | SEPT. | OCTO. |
| Décade 1 | 30,3 | 36,6 | 54,2 | 69,8 | 45,4 | 29,9 | |
| Décade 2 | 31,7 | 47,4 | 44,3 | 60,6 | 38 | 28,2 | |
| Décade 3 | 33,4 | 47,4 | 53,7 | 52,7 | 53,3 | 21,9 | |
| Moy/deca | 31,8 | 43,8 | 50,7 | 61 | 45,5 | 26,6 | |
| Moy/jour | 3,1 | 4,4 | 5,1 | 6,1 | 4,5 | 2,7 |
Relevé ETP PENMAN DECADAIRE à Clermont Ferrand Avril 2016 à Octobre 2016 (source MétéoFrance)
| MOIS | AVRIL | MAI | JUIN | JUIL. | AOUT | SEPT. | OCTO. |
| Décade 1 | 18,1 | 36,7 | 29 | 52,5 | 41,4 | 38,8 | 15,5 |
| Décade 2 | 25,2 | 31,1 | 38,5 | 48,9 | 43,7 | 26,5 | 9,9 |
| Décade 3 | 25,7 | 37,9 | 49,3 | 44,6 | 51,5 | 25,1 | 8,2 |
| Moy/deca | 20,7 | 35,2 | 38,9 | 48,6 | 45,5 | 30,1 | 11,2 |
| Moy/jour | 2,7 | 3,5 | 3,9 | 4,9 | 4,5 | 3 | 1,1 |
Les chiffres parlent d'eux mêmes, rappelons nous en 2016 du printemps maussade et du début juin catastrophique...
La RFU et la RU: La Réserve d'Eau Facilement Utilisable et La Réserve d'Eau Utile
La Réserve d'Eau Utile (RU) correspond à la capacité de rétention du sol, c'est à dire au volume d'eau que celle-ci peut retenir, il dépend essentiellement de la nature, composition du sol
Les plantes ne peuvent jamais extraire toute l’eau du sol, car la capacité de succion des racines diffère suivant le type de plantes et le volume d’enracinement. Les plantes n’utilisent qu’une partie de la réserve utile : la Réserve Facilement Utilisable. Elle correspond à la capacité de rétention du sol c'est à dire au volume d'eau que le sol peut absorber, il dépend donc directement de la nature du sol.
La RFU en eau d'un sol s'exprime en millimètre d'eau, elle correspond à la fraction supérieure de la réserve utile (RU). Elle est difficile à évaluer et peut être estimée à 60% de la RU. Elle diminue lorsque la vitesse de déplacement de l'eau du sol devient plus petite que la vitesse de prise d'eau par la plante pour satisfaire le besoin en évapotranspiration (ETP).
La texture du sol est l'élément majeur de la RU.
Un sol contenant des éléments grossiers (cailloux, graviers tout éléments de plus de 2mm) aura une faible RU du fait de sa non capacité au stockage de l'eau. A contrario un sol riche en éléments organiques aura une capacité de rétention d'eau supérieure à l'argile, par contre ces éléments ne restituent qu'en partie l'eau qu'ils contiennent.
La RU d'un sol peut être évalué à partir de sa texture. Une analyse granulométrique du sol permettant de la déterminer. Le triangle de texture ci-dessous permet d'évaluer la RU suivant la nature du sol. La RU y est exprimée en millimètres d'eau par centimètre de terre fine (particules inférieures à 2mm).
Exemple d’estimation de la réserve d’un sol à partir du triangle de texture
Pour un sol peu caillouteux sur un horizon de 30 cm de profondeur composé de : - 90 % de terre fine : 28 % d'argiles, 55 % de limons et 17% de sables.
Calcul de la RU sur cet horizon :
- d'après le triangle de texture, cet horizon correspond à une terre argilo limono-sableuses : RU= 1,80 mm d'eau par cm de terre fine.
Ce sol est constitué de 90% de terre fine:
-
- RU = 1,80 mm x 0,90 = 1,62 mm
-
- RFU= 1,62 X0,60= 0,97 mm
(RFU= 60% de la RU : chiffre moyen à adopter en l’absence d’analyse précise)- L’horizon est profond de 30 cm
-
- RU de l'horizon=1,62mm x 30 = 48,8mm, soit 488m3 d'eau par hectare (1mm=10m3 /ha).
-
- RFU de l’horizon = 0,97 X 30= 29,1mm
Pour une plante moyenne à une profondeur d’enracinement de 20 cm , RFU= 0,97 X 20= 19mm Avec ETP= 4mm/jour, la réserve en eau du sol sera alors : 19 : 4 = 4,75 soit environ 5 jours Avec une correction de 80% en fourniture d’eau souhaitable: 4,75 X 0,80 = 5,94. Soit environ 5 jours de réserve pour une plante enracinée à 20 cm.
A l’issue de ces 6 jours il faudra couvrir les besoins soit environ 19 mm.
Kc: le coefficient cultural
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Besoins en eau de la tomate
Il faut aider les plants à développer des racines profondément. Une alternance entre le matin "mouillé" et la fin de journée au "sec" stimule un bon enracinement. En s'asséchant la motte permet à l'oxygène de pénétrer et le besoin en oxygène des racines pour se développer est important, c'est la RFU (réserve d'eau facilement utilisable) qui va servir à alimenter les plants pendant cette phase. Cette période est très importante pour favoriser un bon enracinement. Par conséquent arroser à "minima" toujours le matin et jamais après midi. Un singularité : l'arrosage par aspersion à ce stade est préconisé car bénéfique aux plants!
Méthode de calcul des besoins en eau sur la base du rayonnement global
ETPserre= SRG x t avec t= (0,67xKp)/L
où: ETPserre est l'évapotranspiration sous abris en mm, RG est le rayonnement global (en Joules/cm²), 0,67 est le est l'énergie active pour l'évapotranspiration par rapport au total reçu (environ 67%), Kp étant le coefficient de transmission de la paroi pour un plastique simple il est de 70% pour une double paroi il est de 65%, L est égal à 251 Joules/cm² ce qui correspond à la chaleur de vaporisation de l'eau. On obtient ainsi
ETM = ETPserre x Kc où ETM est l'évapotranspiration maximale en mm et Kc le coefficient cultural
Exemple: évapotranspiration sous un abri à parois simple (Kp =70%) avec un rayonnement global est de 2000 Joules/cm² et T= 0,00187 = ((0,67x0,70)/251)
ETPserre= 0,00187 x 2000 = 3,73 l/m²
ETM au stade cultural Kc = 0,85 donne ETM= ETPserre x Kc soit 3,73 x 0,85 = 3,17L/m²
Méthode simplifiée
1: Sous serre ou abri, en absence de vent et pour une plage de température et d'humidité optimale, l'ETP dépend essentiellement du SRG. Elle peut s'établir comme suit:
ETP = K x SRG
(K désignant le stade et la vigueur du plant variant de 0,5 à 2, au stade mature K=1,6)
par une belle journée ensoleillée ( SRG = 2000J/cm²), un plant mature (k=1,6)
ETP = 1,6 x 2000 =3200 ml/m² d'où un besoin de 3,2 L/m²
2: En règle générale pour évaluer les besoins d'une culture mature en été on peut utiliser la règle suivante dite du "pouce": 1 joule/ cm² = 2ml/m² : Consommation (ml/m²) = 2,0 à 2,5 X SRG
où le facteur 2,0 s'applique aux abris plastique et 2,5 aux serres vitrées.
Par exemple, pour une journée dont le SRG est égal à 1000J/cm² il faudra donner de 2 à 2,5ml/m² pour combler le besoin en transpiration. Ce facteur est à ajuster aussi fonction de la vigueur des plants. À partir cette règle de base, il est possible d'établir une règle d'arrosage basée sur la lumière
Des exemples:
-l'évolution du besoin quotidien en eau pour une culture de tomates sous abris plastique au Missouri
-Influence de la SRG sur la stratégie d'arrosage de tomates
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NB: tous ces résultats sont issus de formules visant à un rendement optimal. En culture biologique on pourra les minorer de 20%, car on privilégie plus la qualité que la quantité , et cela sans nuire à l'état de santé du plant.
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Le matériel d'Irrigation
Il existe divers moyens de pourvoir aux besoins de la plante, on intéressera uniquement à l'irrigation au goutte à goutte, méthode donnant les meilleures résultats pour la culture de la tomate et les légumes fruits en général.
-Le goutte à goutte ou les tuyaux perforés (de type dripline de Rainbird)
Ce sont des systèmes économes en eau et qui n'augmentent pas l'hygrométrie sous abris/serres. Ils nécessitent un système de filtration performant afin d'éviter le passage d'impuretés entrainant le bouchage des goutteurs. Il est important d'étalonner le débit à plusieurs endroits de l'installation afin de contrôler l'uniformité de l'irrigation, le cas échéant il faudra mettre en place un régulateur de pression en bout de peigne afin d'avoir une régularité sur toute l'installation. le débit moyen par goutteur est d'environ 2L/h sous une pression de +/- 1,1 bar. L'espacement courant est de 0,33 et 0,50 m à adapter selon le type de sol. Les atouts de ce moyen d’irrigation sont nombreux mis à part la mise en place qui requiert du temps et de la méthode. En effet ce système limite les problèmes sanitaires des parties aériennes comme le mildiou, l'oïdium ou la septoriose, il évite le tassement du terrain, il limite le lessivage des nutriments et il est très économe en eau.
Il y a quelques règles à observer lors de la mise en place des lignes de goutteurs. Il faut savoir que les 10 cm autour du goutteur sont très humide, ce bol de lessivage est soumis donc au lessivage et surtout il est une niche pour pathogène (danger pour le collet). Si de la plantation et jusqu'à la reprise cela ne pose pas de problème il faut éviter que le plant ne soit à une distance inférieur de 10 à 15 cm d'un goutteur. Ce type d'arrosage doit bien géré sous peine d'apparition de champignons et/ou de nécroses des racines.
Calcul du débit en fonction de la surface de la culture et des goutteurs :
Il existe une relation directe entre l’espace occupée par une culture et l’arrosage=densité/m2. Le goutte à goutte a un débit de 2 litres par heure environ.
Par exemple : 2 lignes de tomates, nécessiteront 2 lignes de goutteurs à une densité de 0,50m Ainsi sur une planche de 2m sur 1,50m de large = 3m2, on placera les goutteurs à 50cm
On obtient alors : 8 goutteurs X 2 L/heure= 16L/ H / 3 m2
= 5,3 L /H/m2 = 5,3 mm d’arrosage /Heure
En fonction de l’ETP, il faudra arroser entre 30 minutes et 1 heure par jour
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