Elaboration d'une méthode d'évaluation des risques de pollution nitrique et de pertes de rendement en parcelles agricoles : application à la gestion des irrigations en culture de laitue sous abri froid

Gay Frédéric. 2002. Elaboration d'une méthode d'évaluation des risques de pollution nitrique et de pertes de rendement en parcelles agricoles : application à la gestion des irrigations en culture de laitue sous abri froid. Montpellier : ENSAM, 238 p. Thèse de doctorat : Biologie intégrale. Développement et adaption des plantes : Ecole nationale supérieure agronomique de Montpellier

Encadrement : Wery, Jacques

Résumé : En cultures maraîchères, la maîtrise des risques de pollution nitrique nécessite la mise au point de pratiques d'irrigation permettant de limiter les périodes de lixiviation du nitrate sans engendrer de pertes de rendement. L'objectif de cette thèse est d'élaborer une méthode d'évaluation permettant de diagnostiquer, en parcelles agricoles, les risques de pollution nitrique et les pertes de rendement associés aux pratiques d'irrigation des agriculteurs, et de prévoir l'impact sur ces deux critères de stratégies d'irrigation alternatives dans le cas de cultures de laitues sous abri froid. La démarche repose sur le couplage d'outils de métrologie avec des modèles dynamiques du système sol-plante. Dans un premier temps, un diagnostic qualitatif de la lixiviation du nitrate et des stress hydrique et azoté est réalisé à partir de mesures de potentiel hydrique et de concentration en nitrate de la solution du sol effectuées avec des Tensionics en cours de la culture. Dans un second temps, ces mesures servent à paramétrer des modèles utilisés pour quantifier ce diagnostic et le prolonger par un pronostic de l'impact de stratégies alternatives. Pour l'évaluation des risques de pollution nitrique, nous avons développé une procédure de calcul des quantités d'azote nitrique lixiviées sous les racines à partir des concentrations en nitrate de la solution du sol mesurées et des quantités d'eau drainées sous la culture obtenues par simulation du bilan hydrique. Nos travaux ont porté sur la comparaison d'un modèle de type réservoirs (STICS) et d'un modèle mécaniste (PASTIS) pour la simulation des transferts d'eau dans le sol sur leur capacité à reproduire la dynamique des flux d'eau sous les racines d'une culture de laitue. Les deux modèles donnent des quantités totales d'eau drainée sur le cycle équivalentes, mais STICS n'est pas capable de restituer correctement l'évolution des périodes de drainage au cours du cycle ni les remontées capillaires en fin de cycle qui se sont avérées fréquentes et parfois quantitativement importantes dans nos situations. PASTIS reproduit bien la dynamique des flux d'eau observés et est donc plus approprié pour calculer la lixiviation du nitrate et simuler des stratégies alternatives basées sur une réduction des apports d'eau. Le paramétrage d'un tel modèle est plus complexe mais la disponibilité de mesures régulières de potentiel hydrique permet d'optimiser, pour chaque parcelle, les paramètres indispensables au fonctionnement du modèle. Pour l'évaluation des pertes de rendement, nous avons élaboré un modèle de prévision du poids frais d'une laitue basé sur la simulation du développement et de la croissance de chaque feuille de la plante en fonction de la température, du rayonnement et de l'état hydrique du sol, et sur une relation empirique robuste avec la surface foliaire totale de la plante. Ce modèle peut être facilement paramétré en parcelles agricoles et permet de rendre compte des différences de sensibilité du rendement d'une culture de laitues en fonction de la position des périodes de stress hydrique dans le cycle. Ce travail montre que des mesures en parcelles agricoles et des modèles dynamiques sont des outils complémentaires qui peuvent être utilisés simultanément pour élaborer des indicateurs quantitatifs, pertinents par rapport aux critères de décisions des acteurs et à forte valeur prédictive pour tester des stratégies alternatives.

Classification Agris : U10 - Informatique, mathématiques et statistiques
F06 - Irrigation
F04 - Fertilisation

Auteurs et affiliations

• Gay Frédéric, CIRAD-CA-CALIM (FRA) ORCID: 0000-0002-7624-8489

Source : Cirad - Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/527818/)

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