à‰tude de la consommation en eau et du rendement d'une culture de soja (glycine max (l.) merr.) sur un sol ferrallitique tropical au sud-Bénin.

5.3. Méthodes d'étude

5.3.1. Le dispositif expérimental

Le dispositif expérimental est un bloc aléatoire complet à deux facteurs: irrigation (facteur principal) et inoculation. Les modalités sont: irrigation et non irrigation pour le facteur principal et inoculation et non inoculation pour le facteur secondaire. La combinaison de ces facteurs a conduit à quatre traitements ou objets qui ont été répartis de façon aléatoire à l'intérieur des trois blocs installés. Ainsi, nous avons au total douze parcelles comme le montre la Figure 8. Chaque parcelle expérimentale a une dimension de 5 m x 3 m et est séparée de ses voisines par une allée de 5 m. Cette distance inter-parcellaire est nécessaire pour éviter l'infestation des parcelles non inoculées.

Un groupe de six parcelles a été irrigué et l'autre laissé sous régime pluvial comme le montre la Figure 8. Les cannes tensiométriques ont été implantées sur la zone racinaire à des profondeurs de 10 cm; 20 cm; 30 cm et 50 cm.

Bloc 1

Sens du gradient de fertilité

Bloc 2

Bloc 3

Méthodologie-Chapitre 5. Matériel et Méthodes

5 m

Ir1/In1

Ir3/NIn3

Nord

Ir5/NIn5

Ir2/NIn1

5 m

NIr3/In3 3 m

NIr5/In5

NIr1/In2

Ir4/In4

Ir6/In6

NIr2/NIn2

NIr4/NIn4

NIr6/NIn6

30

Ir = irriguées ; In = inoculées ; NIr= non irriguées ; NIn = non inoculées = Parcelles équipées de cannes tensiométriques

Figure 8: Dispositif expérimental

5.3.2. Techniques de collecte des données

a) Au niveau de la plante

Les données collectées se présentent comme suit:

? Hauteur de la plante

Les mesures de la hauteur de la plante ont été prises en centimètres à une fréquence hebdomadaire sur six plantes échantillonnées au hasard à différents endroits de chaque unité expérimentale à raison de deux plants par ligne. Les plants situés en bordure n'ont pas été sélectionnés.

? Teneur en azote des graines.

A partir des échantillons de graines par traitement, la teneur en azote totale a été déterminée par la méthode de KJELDAHL, le pourcentage de protéine est obtenu en multipliant la teneur en azote par 6,25 (Salgarolo, 1990).

? Consommation en eau de la plante.

La consommation en eau de la plante a été déterminée par le bilan hydrique du sol (Hillel, 1974 et Soutner, 1989). La formule est la suivante:

P+I=R+?S+D+ETR (5-1)

où I (mm) est la lame d'eau d'irrigation; P (mm) est la hauteur de pluie obtenue à partir d'un pluviomètre à lecture directe installé sur le site; D (mm) est le drainage; ?S (mm) est la

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Méthodologie-Chapitre 5. Matériel et Méthodes

variation du stock d'eau dans le sol; ETR (mm) est l'évapotranspiration réelle de la culture; R (mm) est le ruissellement qui a été considéré comme nul durant toute la durée de l'expérimentation puisque les planches expérimentales étaient planes.

? L'évapotranspiration réelle (ETR)

Le calcul de l'ETR a été fait selon la formule de Rijtema et Aboukhaled adaptée par FAO (1987) et cité par Agossa (2005). Pour calculer l'ETR, il a été supposé que celle-ci est égale à l'évapotranspiration maximum (ETM) jusqu'au moment où la fraction (p) est épuisée. Une fois tarie, la fraction (p) de l'eau totale disponible dans le sol sur la profondeur d'enracinement (soit RUD), ETR tombe en dessous de ETM jusqu'à une forte pluie et est fonction de la quantité d'eau restant dans le sol (1-p) RUD et de l'ETM.

En se basant sur ces hypothèses, les relations ci-après ont été établies:

dRtD

ETR=ETM= si RtD=(1-p)RUD (5-2)

dt

RtD ETR= (1-p)RUD

-dRtD =ETM= si RtD=(1-p)RUD (5-3) dt

où RUD (mm) est la quantité totale d'eau disponible dans le sol sur la profondeur maximale d'enracinement fixée dans le cadre de cette étude à 30cm pour le soja compte tenu des résultats du profil racinaire réalisé. Ainsi, le calcul de la RUD a été effectué sur les 30 premiers centimètres du sol qui correspond à la zone la plus explorée par les racines du soja. L'équation (5-4) permet de déterminer la RUD sur une profondeur de 30 cm.

RUD=S0-10 cm+S10-20 cm+S20-30 cm (5-4)

où S le stock d'eau dans la tranche de sol considérée; RtD est la quantité d'eau disponible dans le sol au moment t sur la profondeur d'enracinement; p est la fraction de la quantité totale d'eau disponible dans le sol quand ETR=ETM. Les valeurs de p pour un sol cultivé en soja sont consignées dans le Tableau 3.

Tableau 3: Fraction (p) du tarissement de l'eau du sol en fonction de l'ETM

ETM (mm/j)	2	3	4	5	6	7	8	9	10
P	0,875	0 ,80	0,70	0,60	0,55	0,50	0,45	0,425	0,40

Source: Doorembos et Kassam (1987)

En intégrant et en remplaçant les deux équations précédentes nous obtenons l'équation suivante :

RUD ETR= t

[1-(1-p)exp -ETM×t (5-5) (1-p)RUD + p 1-pJ si t = t'

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Méthodologie-Chapitre 5. Matériel et Méthodes

La variable t^' représente le temps (en jours) pendant lequel ETR=ETM soit t'= pRUD

ETM/j

où ETM/j est l'évapotranspiration maximale journalière pour la période considérée et ETR ainsi calculée, l'évapotranspiration réelle en mm pour la même période. ETR a été donc calculée par l'équation (5-5) lorsque t = t^' et ETR = ETM quant t < t^'.

Ainsi, la quantité d'eau disponible dans le sol sur la profondeur d'enracinement a été calculée suivant les stades phénologiques du soja afin de déterminer l'ETR par la formule convenable.

L'évapotranspiration maximale (ETM) a été calculée par la formule suivante:

ETM=kc×ETP 5-6)

où ETP (mm) est l'évapotranspiration potentielle du milieu. Elle a été obtenue auprès de l'ASECNA; kc est le coefficient cultural du soja estimé d'après les approximations de la FAO (1987). La valeur utilisée est la moyenne des deux valeurs proposées pour chaque phase (Tableau 4).

Tableau 4 : Coefficients culturaux du soja.

	Stades	Stade	Stade	Stade de mûrissement	Récolte
Stades
	initial^2	végétatif	intermédiaire^3	et de séchage
kc	0,3 - 0,4	0,7- 0,8	1,0 - 1,15	0,7- 08	0,4 - 05
Valeurs utilisées	0,35	0,75	1,08	0,75	0,45

Source: Doorembos et Kassam (1987)

? Drainage

Le drainage D ou percolation a été déterminé à partir de l'équation du bilan hydrique après avoir calculé tous les autres termes de l'équation 5-1.

? Analyse du rendement

Le rendement de soja a été estimé grâce à un carré de densité de 1 m² installé au hasard sur les lignes centrales pour éviter les effets de bordure. Cela a permis de déterminer le poids des grains en kg/ha.

Cinq critères ont été mesurés pour évaluer le rendement. Il s'agit : de la production en kg/ha ; du nombre de branches/plante ; du nombre de gousses/plante ; du nombre de grains/gousse et du poids de 1000 grains en gramme.

² Le stade initial va du semis jusqu'au stade de la formation de la première feuille trifoliée

³ Le stade intermédiaire couvre le début de la floraison et la formation des gousses.

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Méthodologie-Chapitre 5. Matériel et Méthodes

? Efficience d'utilisation de l'eau (E.U.E)

L'efficience d'utilisation de l'eau EUE (g/mm) a été définie par (Turner et Burch, 1983):

M.S. finale

EUE= (5-7)

Qeau

où Q_eau (mm) est la quantité d'eau consommée par la plante et M.S (g) est la matière sèche. L'efficience d'utilisation de l'eau a été calculée pour le rendement en grains.