Etude Comparative des techniques d’irrigations sous palmier dattier dans les oasis de Deguache du Sud Tunisien

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Volume 18, Article 3

[Volume 18, Article 3]

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Dhaouadi L¹

Ben Maachia S¹

Mkademi C²

Oussama M³

Daghari H⁴

¹Centre Régional de Recherche en Agriculture Oasienne Dégache Tozeur, TUNISIE

²Faculté des sciences Université de Gafsa, TUNISIE

³Spanish National Council for Scientific Research CEBAS-CSIC / Department of irrigation, Spain.

⁴ Institut National d’agronomie, TUNISIE

Abstract - Deguache Oases, localized in south-west of Tunisia, are subject to cumulative effects of climate change and irrational irrigation management. This work was conducted to evaluate and compare irrigation technics adopted under date palms in a plot of 1ha in this oasis (Irrigation basin, Bubbler, mini-diffuser and underground irrigation). The experimental soil hydrodynamic characterization revealed that the soil is sandy, the bulk density of about 1.44 g / cm3, the conductivity at saturation Ks is about 2410-3 cm / s and the volumetric water content at field capacity and permanent wilting point are respectively 10.95% and 6.15%. The monitoring of moisture and soil salinity under these techniques for four successive irrigations showed that depletion of water was concentrated along the root zone between 0.8 and 1.2m, the soil salinity is lower under the bubbler and the bowl technics compared to other ones. In addition, the best irrigation efficiency is for the Bubbler technic (78%).

keys words: Date palm, irrigation technics, efficiency, oasis

Résumé - Les oasis de Deguache, situées au sud-ouest de la Tunisie, sont soumises à des effets cumulés d’une part des changements climatiques et d’autre part d’une gestion irrationnelle de l’irrigation. Ce travail a été effectué afin d’évaluer et comparer des techniques d’irrigation adoptées sous palmiers dattiers dans une parcelle de 1ha de cette oasis (Irrigation par cuvette, par Bubbler, par mini-diffiseur et irrigation souterraine). Une caractérisation hydrodynamique expérimentale des sols de la parcelle d’étude a révélé que le sol in-situ est sableux, son densité apparente est de l’ordre de 1.44 g/cm³, la conductivité à la saturation Ks est environ de 2.410^-3 cm/s et les teneurs en eau volumiques à la capacité au champ et au point de flétrissement permanent sont respectivement 10.95% et 6.15%. Le suivi de l’humidité et de la salinité des sols sous ces techniques pour quatre irrigations successives a montré que l’épuisement de l’eau ce concentre le long de la zone racinaire 0.8 à 1.2m, que la diminution de salinité des sols est remarquable sous la technique bubbler par rapport aux autres techniques et que ce dernier est la technique la plus efficiente (78%).

mots clés: palmier dattier, techniques d’irrigation, efficience, oasis.

1. Introduction

La demande d'eau en Tunisie est répartie entre quatre secteurs fortement compétitifs : l'irrigation, les ménages, le tourisme et l'industrie. Les estimations de la consommation d'eau diffèrent considérablement, ce qui s'explique sans doute par d'amples variations de l'utilisation de l'eau pour l'irrigation d'une année à l'autre, en fonction des pluies, mais aussi de l'inclusion ou de l'exclusion de l'irrigation complémentaire et d'une différence entre le volume de l'eau "alloué" à l'irrigation et le volume effectivement utilisé (Louhichi 1999).

Ce problème, et sous l’effet des changements climatiques présente un handicap majeur pour les agriculteurs dans les oasis tunisiennes où la demande en eau d’irrigation augmente malgré que le palmier dattier est une culture tolérante à la sécheresse où ces besoins varient de 0.5 à 3.5 mmd-1 (Carr, 2012). Par ailleurs, l’irrigation telle que pratiquée dans les oasis n’est pas conduite en fonction des besoins réels de cultures. Ce mode de gestion peut induire des stress hydriques et par conséquent des chutes de rendement, ou au contraire un apport d’eau important et un gaspillage de la ressource. La distribution de l’eau dans les oasis se fait suivant le système du tour d’eau, préétabli en fonction des superficies et non en fonction des cultures. Sur chaque antenne, on trouve une série de bornes d'irrigation dont chacune irrigue un ensemble de parcelles (3 à 4 ha). La durée d’irrigation est en moyenne de 10 à 14 heures/ha, soit une dose d’irrigation de 90 à 120 mm/tour d’eau. A partir du mois d’avril, l’apport de l’eau croit en augmentant soit la main d’eau, soit la durée d’irrigation. Mais, en pratique, les durées et les doses d’irrigation ne sont que partiellement respectées.

Peux d’agriculteurs oasiens sont conscients de l’importance de la conversion des systèmes d’irrigation, surtout comme défis contre l’effet des changements climatiques sur leurs ressources naturelles eaux et sols.

Ce travail est une évaluation expérimentale des techniques d’irrigation adoptées sous palmier dattier dans une parcelle oasienne qui est située sur le versant du Chott El Djérid au Nord-ouest de l’ancien oasis de Déguache (33°59’28.27’’N, 8°14’16.44’’E). La région de Djérid est située au Sud Ouest de la Tunisie. Elle constitue la partie Nord Ouest du bassin du Djérid. Ce dernier est partagé entre les gouverneras de Tozeur et de kébili. Notre zone d’étude appartient au domaine saharien qui est caractérisée par des reliefs assez plats sauf dans sa partie Est ou se trouve la chaine Nord des chotts. En allant vers l’Ouest, le Djérid se présente comme une zone surélevée orientée essentiellement NE-SW qui sépare les dépressions de chotts EL Gharsa an Nord et chotts EL Djérid au sud Tunisien. Cette région bénéficie d’une hygrométrie estivale la plus élevée de la région et nature des sols favorable à la culture du palmier dattier (Namsi, 2008).

Dans cette étude nous avons réalisé une caractérisation hydrodynamique du sol et un suivi des irrigations a été accompli afin d’identifier la technique la plus efficiente.

2. Matériel et Méthodes

2.1 Zone d’étude

La parcelle d’étude, appartient au Centre Régionale de Recherche en Agriculture Oasienne (Figure.1), avec une superficie de 4 hectares irrigués par bassins avec différentes qualités d’eau (eau de forage, eau d’association). À partir de l’année 2012 une irrigation gravitaire améliorée sous palmier a été réalisée. Trois techniques d’irrigation ont été adoptées à savoir le Mini-diffuseurs, le bubbler et le souterraine.

Nous avons choisi quatre palmier dattiers pour évaluer les techniques d’irrigation adoptées

*Premier palmier : irrigation par cuvette, Débit 5l/s, durée d’irrigation 15 minute.

* Deusième palmier : Irrigation Soutrraine : Débit 0.09l/s, Durée d’irrigation 5h, profondeur  30cm, deux emetteurs sur deux différentes rampes espacées de 1.2m.

* Troisième palmier : Irrigation Mini-diffiseur  : Débit 0.07l/s, Durée d’irrigation 5h,  quatre emetteurs sur deux différentes rampes espacées de 1.2m.

*Qutrième palmier : Irrigation par Bubbler  : Débit 0.01l/s, Durée d’irrigation 5h, deux bubblers sur deux différentes rampes espacées de 1.5m.

Les expériences ont porté principalement sur les aspects suivants :

- Caractérisation physico-chimique de l’eau d’irrigation

- Caractérisation physique du sol

- Caractérisation de la dynamique de l’eau dans le sol.

- Suivi de l’humidité et la salinité des sols pour différents irrigations

2.2- Caractérisation de l’eau d’irrigation de la parcelle 

Des échantillons d’eau ont été prélevés à partir de forage d’irrigation de la parcelle. La Température, le pH et la conductivité électrique de ces échantillons ont été mesurés in-situ par des appareils portatifs. Les éléments majeurs ont été analysés au laboratoire selon les méthodes standards telles que méthode volumétrique pour les ions bicarbonates, la dureté totale, Calcium, Magnésium, Les chlorures et la méthode colorimétrique qui concerne les Sulfates et les Nitrates. Le rapport d’adsorption de sodium (SAR), qui évalue le risque de sodisation du complexe adsorbant, a été calculé selon la formule suivante où les concentrations sont exprimées en (meq/L) (Hanson et al. 2006):

(1)

2.3 Caractérisation physique du sol

Des échantillons ont été utilisés pour déterminer la texture du sol, sa densité apparente, les teneurs en eau à la capacité au champ, teneur en eau au point de flétrissement, la teneur en eau à la saturation et la loi de la dynamique de l’eau dans le sol.

2.3.1Analyses granulométriques 

Les particules minérales constituantes d’un sol peuvent être isolées, triées et classées suivant leur taille : c’est le principe de l’analyse granulométrique. En agronomie ce dernier doit porter sur la fraction de terre fine du sol (taille <2mm) car les éléments grossiers n’entrent pas dans la composition granulométrique d’un sol cultivé. Cette analyse permet de classer le sol dans une classe texture, qui définit certains paramètres de comportements physiques, de rétention en eau utile, de capacité à stocker les éléments fertilisants et de risque de perte de lessivage (Schvartz et al. 2005). Dans ce travail, la granulométrie a été effectuée à la pipette de Robinson, après destruction de la matière organique à l’eau oxygénée, du calcaire total à l’acétate de sodium et la dispersion à l’hexametaphosphate de sodium (Touhtouh et al., 2014). Les échantillons, qui ont subit l’analyse granulométrique, ont été prélevés à partir de quatre horizons (0-30, 30-60, 60-90 et 90-120 cm). On s’est limité à cinq profils de prélèvement : quatre aux sommets et un au milieu de la parcelle d’étude. Les résultats obtenus ont été utilisé pour identifier la texture du sol par le biai du diagramme USDA (United states Département of Agriculture) ( De Forges et al., 2008).

2.3.2. Mesure de la densité apparente du sol

La densité apparente du sol traduit globalement l’état de compaction du matériau et indirectement, la porosité totale. Lorsqu’elle est élevée, le sol ne contient pas des pores nécessaires à la croissance des racines, les capacités en eau sont réduites et la circulation des fluides ralentie (Longom et al., 2013). La valeur de la densité apparente pondérée donnée par l’équation 2 va traduire si ce sol agricole est durablement compacté ou non ( Maitre , 2014).

Densité apparente pondérée = densité apparente* + 0.009 x (%argile) (2)

D’après Ballou Yoro et al. (1990), il existe plusieurs méthodes de terrain qui permettent la détermination de la densité apparente comme propriété physique importante du sol. Ces méthodes sont essentiellement la méthode au sable, la méthode au densitomètre, la méthode par gammamétrie et la méthode au cylindre. Cette dernière est celle adoptée dans notre travail.

Nous avons fait face à des prélèvements des échantillons à partir d’une fosse creusée (1.2m*1.2m) dans les tranches 0-30, 30-60, 60-90 et 90-120 cm ; ces échantillons non perturbés et frais ont été transportés au laboratoire à l’aide des cylindres d’une tarière non perturbé. Connaissant le poids sec constant des échantillons à 105°C et le volume des cylindres nous avons mesuré la densité apparente du sol de la parcelle expérimentale.

2.4. Propriétés hydrodynamiques du sol 

2.4.1 Teneurs en eaux caractéristiques θ_CC et θ_pf

Dans ce travail les Casseroles de Richards ont été utilisées (Set de PF-mètre à plaque céramique, set standard basique) pour déterminer la teneur en eau à la capacité au champ qui présente l’humidité du sol après ressayage avec une succion variable avec le type de sol, ainsi que la teneur en eau au point de flétrissement permanent qui correspond à la capacité maximale de succion par la plante (Kirkham, 2014). Selon le modèle de van Genuchten (David et al.2003) la θ_s la teneur à la saturation et θr la teneur résiduelle ont été déterminées.

2.4.2. Infiltration de l’eau dans le sol

L’étude expérimentale de l’infiltration de l’eau dans le sol à l’échelle de la parcelle, a été effectuée par la méthode de MUNTZ (Figure.2). Ce dispositif est l’une des méthodes permettant d’évaluer la vitesse d’infiltration in-situ de l’eau dans le sol sous une charge variable (Mkademi et al., 2012).

Le résultat des essais d’infiltration cumulée en fonction du temps nous a permis de déterminer une loi d’infiltration de l’eau dans le sol par l’équation de Philip (Dhaouadi, 2010) et aussi la conductivité à la saturation. i (t) =1/2 s t ^-0.5 + A (3)

Sachant que : A= γ s²/r + (2-b)/3* k (h₀), K (h₀) = q (h₀) - 4bs² /πr, q (h₀): flux d’infiltration en régime permanent (à partir de courbe d’infiltration), s: sorptivité, r: rayon de disque intérieur 30 cm et b= 0.55 et γ = 4b/π =0.7