Memoire Online - 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.

L'évolution des charges hydrauliques dans les parcelles d'essais au cours des phases phrénologiques du soja permet de mettre en évidence les convergences et les divergences de comportement des plants de ladite culture soumis aux différents traitements conduits au cours de la période d'essai.

Les Figure 15; Figure 16 et Figure 17 représentent l'évolution des charges hydrauliques en fonction du temps respectivement aux profondeurs 10 ; 20 et 30 cm dans les parcelles irriguées et celles non irriguées. Ces profondeurs ont été retenues pour apprécier le comportement de l'eau dans le sol à cause de la zone d'exploration des racines du soja qui se situe dans les 30 premiers centimètres du sol.

L'observation des charges hydrauliques et leur évolution au cours du temps sur les parcelles non irriguées, montre en général que les variations sont pratiquement identiques (-79 cmCE à -275 cmCE) aussi bien en profondeur (30 cm et 40 cm) qu'en surface (-40,7 cmCE à -195 cmCE à 10 cm).

Au niveau des parcelles irriguées, les charges hydrauliques varient entre - 41,3 et -12 cmCE avec une moyenne de -27,3 #177;10,8 cmCE au cours du cycle cultural du soja. Les tensiomètres placés, à 30 cm de profondeur ont été utilisés pour le pilotage des irrigations. En effet dès que leurs valeurs atteignent ou avoisinent -50 cmCE, on déclenche l'irrigation.

Sur les parcelles non irriguées, les fluctuations les plus importantes ont été enregistrées entre 49 et 72 jour après semis (JAS) à 10 cm, entre 52 et 75 JAS à 20 cm et entre 54 et 73 JAS à 30 cm. Cette période, qui se situe dans la phase de floraison du soja montre que la tension de l'eau dans le sol est élevée. Autrement dit, l'accès à cette eau par les racines devient difficile. Les fluctuations importantes observées au cours de cette période s'expliquent d'une part par l'activité intense des racines et d'autre part par la faible quantité de pluie enregistrée soit 45,2 mm en 30 jours. Ce qui limite la disponibilité de l'eau pour les plantes et serait l'une des causes de la précocité de floraison et de la chute importante de fleurs observée dans les parcelles non irriguées.

Les faibles variations observées jusqu'environ 54 JAS sont dues au fait que toutes les parcelles (irriguées et celles non irriguées) ont reçu un apport d'eau (3,2 mm/j pendant 20 jours) pendant le stade initial (les plantes se trouvent dans leurs premiers stades de développement). A ce stade, le sol est partiellement couvert et le système racinaire est en début d'installation. De plus, 2,1 mm/jr de pluie en moyenne ont été enregistrés durant cette période comme l'indique la Figure 10.

Les 2 mm/jr de pluie enregistrée au cours de la période de formation et de remplissage des gousses (du 74 au 102 JAS) sont à l'origine de la faible variation des charges hydrauliques durant cette période (-50 à -100 mCE). Cette condition d'humidité aurait atténué les conséquences du déficit hydrique enregistré au cours des périodes antérieures car c'est le stade de remplissage des gousses qui est le plus sensible au déficit hydrique et qui est à l'origine de la baisse du rendement (Charles, 1999).

La constance de l'évolution des charges hydrauliques observée dans les parcelles irriguées s'explique par l'alimentation continue en eau des différents horizons du sol via la dose journalière apportée par l'irrigation durant l'essai. Les quelques pics des charges hydrauliques enregistrés émanent des périodes transitoires qui succèdent à une pluie dépassant la dose journalière à apporter et au cours desquelles l'irrigation a été interrompue et n'est reprise que lorsque la tension de l'eau avoisine -50 cmCE à 30 cm. Ces résultats montrent que dans les parcelles irriguées les plantes ont bénéficié de conditions d'humidité favorables à leur développement et que l'eau présente dans les 30 premiers centimètres du sol est facilement accessible aux racines du soja.

L'étude des gradients de charges est importante en ce sens qu'elle a permis d'apprécier les flux d'eau dans le sol. Les Figure 18 et Figure 19 montrent l'évolution des gradients de charge au cours du temps à 20 cm et à 40 cm de profondeur.

Gradients de charges

4 2 0 -2 -4 -6 -8 -10

Parcelles Irriguées Parcelles non Irriguées

3 2 1 0

-1

-2

-3

-4

-5

24 29 34 39 44 49 54 59 64 69 74 79 84 89 94 99

L'analyse de la Figure 18 montre que les gradient de charges au niveau des parcelles irriguées à 20 cm sont pratiquement restés tous négatifs (-0,5 à -2) quelle que soit la période de développement alors qu'ils sont soit positifs ou soit négatifs dans les parcelles non irriguées suivant la période considérée. Ainsi, dans les parcelles non irriguées on distingue les périodes suivantes à 20 cm de profondeur:

? les périodes allant de 24 JAS à 55 JAS d'une part et 73 JAS à 102 JAS d'autre part sont marquées par des gradients de charges variant entre -0,5 et -3,2. Cette situation émane surtout de l'importante quantité de pluie enregistrée au cours de ces périodes d'une part et de la forte couverture du sol durant la période73 JAS à 102 JAS ;

y' entre 56 et 63 JAS les gradients de charges sont pour la plupart positifs et varient entre 0 et 4 traduisant ainsi une forte évaporation due au développement et l'extraction racinaires sans oublier la rareté des pluies (courte période sèche);

y' la période couvrant 64 JAS et 72 JAS est caractérisée par des gradients de charges fortement négatifs (-8 à -2). Cette importante fluctuation s'explique d'une part par le fait que les racines du soja ont peu colonisé cet horizon, qu'il y a la reprise des pluies après la courte période au cours de laquelle il y a eu des remontées capillaires des horizons sous-jacents.

A la côte 40 cm (Figure 19), trois périodes ont à distinguées (24 à 54 JAS; 55 à 71 JAS et 72 à 102 JAS) durant l'évolution des gradients de charges. Au cours de la période allant du 24 au 54 JAS les gradients de charges tous négatifs ont varié très faiblement entre -0,5 à -1,5. Cela résulte du fait qu'au stade initial toutes les parcelles ont été arrosées pour faciliter la germination, la levée des plantules d'une part et aux fortes pluies enregistrées pendant la période et au faible développement racinaire d'autre part. Ce qui a entraîné un fort drainage vers les horizons en profondeur favorisant de ce fait une forte humidité de l'horizon à 40 cm. La période allant de 55 à 71 JAS correspond à la période sèche et à la forte activité de prélèvement racinaire dans les horizons supérieurs ce qui a entraîné une remonté capillaire à l'horizon 40 cm se traduisant par de gradients de charge positifs.

Au cours de la période 72 à 102 JAS les gradients sont redevenus négatifs avec de faibles variations indiquant une forte humidité à cet horizon. Cela résulte de la reprise des pluies et de la forte couverture du sol en surface réduisant l'évaporation; d'où un drainage en profondeur. Les gradients de charges dans les parcelles irriguées ont été plus faibles dans les parcelles non irriguées quelle que soit la période. Les faibles variations observées dans les parcelles irriguées proviennent du fait que les horizons supérieurs de ces parcelles sont continuellement alimentés en eau. Cette alimentation journalière de ces parcelles permet de satisfaire les demandes en eau de l'atmosphère et celle de la plante et a engendré un drainage vers les horizons de profondeur.

Au total, les variations des charges observées dans les deux groupes de parcelles s'effectuent selon deux mécanismes caractérisant le fonctionnement hydrique des parcelles d'essai. Il s'agit:

y' de la diminution des potentiels hydrauliques en surface traduisant ainsi des flux évaporatoires de la surface vers l'atmosphère pendant la période de faible couverture du sol par les feuilles du soja et l'installation du système racinaire d'une part et l'extraction racinaire pendant la période où le développement racinaire est important (couverture totale du sol)

d'autre part. Ceci est confirmé par des gradients de potentiel total positifs à 20 cm et 40 cm durant ces périodes (Figure 18 et Figure 19).

? des gradients souvent négatifs ou nuls à ces deux profondeurs traduisant des flux drainants en permanence dans la zone racinaire pendant les périodes d'irrigation ou de fortes pluies.

Ces résultats corroborent ceux obtenus par Agbossou (1994) sur la canne à sucre à Savé et par Attakin (2001) sur l'ananas au Sud-Bénin.

Les Figure 20; Figure 21; Figure 22 et Figure 23 représentent la variation de l'humidité du sol (en g/kg de terre sèche) et le stock d'eau (en mm) dans la zone racinaire durant le cycle de développement du soja.

L'analyse des Figure 20 et Figure 21 montre que l'humidité du sol varie entre 148,2 g/kg et 71 g/kg de terre sèche pour la profondeur 20 cm alors que ces valeurs oscillent entre 177,1 g/kg et 63 g/kg pour la profondeur 30 cm durant toute la période de l'essai. Le stock d'eau varie de 23 mm environ à 11 mm dans la couche de 10-20 cm et de 27,5 mm à 13,8 mm dans la couche de 20-30 cm. Ces valeurs montrent que le stock d'eau dans la zone racinaire varie entre la réserve utile (23 mm) et la réserve facilement utilisable du sol (15 mm). Ces résultats montrent que les stocks d'eau sont constamment élevés dans la couche 0-30 cm du sol durant la période d'essai. Cela est dû à une alimentation permanente des différents horizons du sol grâce à la dose d'irrigation via la fréquence d'apport.

Figure 20 : Humidité et du stock d'eau dans les parcelles irriguées à 20 cm.

Figure 21 : Humidité et du stock d'eau dans les parcelles irriguées à 30 cm.

La faible variation des stocks d'eau observée aux profondeurs 10 à 20 cm dans le temps révèle une saturation de ces horizons. Cette saturation est due aux infiltrations d'eau qui augmentent les stocks d'eau dans les profondeurs. La forte variation du stock d'eau observée entre 65 et 80 JAS aux deux profondeurs est due à l'activité intense d'extraction d'eau par les racines durant cette période incluse dans la phase de floraison et de formation des gousses (phase de fort besoin en eau). En outre, au cours de la période de remplissage des gousses dont le début se situe autour de 74 JAS, le stock d'eau dans la zone racinaire varie entre 25 mm et 11,2 mm. Ces valeurs montrent que les plantes n'ont pas subi de stress hydrique au cours de cette période très sensible au déficit hydrique qui est le plus souvent à l'origine de la chute des rendements dans les exploitations agricoles (Charles, 1999). Des observations similaires ont été également faites par Dogan et al (2007) à Harran et Kabalan (1998) à la Békaa sur culture de soja.

L'analyse des Figure 22 et Figure 23 montre que l'humidité du sol varie entre 132,9 g/kg et 54 g/kg de terre sèche pour la profondeur 20 cm alors que ces valeurs oscillent entre 139,8 g/kg et 59,3 g/kg pour la profondeur 30 cm durant toute la période de l'essai. Le stock d'eau varie de 20,6 mm environ, à 8,4 mm dans la couche de 10-20 cm et de 21,1 mm à 9,2 mm dans la couche de 20-30. Ces valeurs sont globalement inférieures à celles enregistrées dans les parcelles irriguées et suivent le rythme des pluies. Les stocks d'eau sont plus élevés en profondeur qu'en surface et s'expliquent par le drainage des eaux de la surface vers les horizons inférieurs comme l'ont déjà révélé les gradients de charges.

Figure 22 :Humidité et du stock d'eau dans les parcelles non irriguées à 20 cm.

Figure 23 : Humidité et du stock d'eau dans les parcelles non irriguées à 30 cm.

Par ailleurs, les valeurs du stock d'eau durant les périodes transitoires de sécheresse montrent que le seuil de 50% de la réserve facilement utilisable est dépassé. Il en résulte que les plantes sur ces parcelles ont traversé des périodes temporaires de stress hydriques. C'est ce qui explique la précocité de floraison (41 JAS) observée sur les parcelles non irriguées. De plus, contrairement aux parcelles irriguées les plantes sur les parcelles non irriguées ont subi un stress hydrique au cours de la période la plus sensible du cycle cultural du soja. Le stock d'eau est passé de 19,2 mm à 30 cm de profondeur à 8,4 mm (environ 60%RFU sont épuisées) à 20 cm. C'est ce résultat qui serait à l'origine du faible rendement en grains enregistré dans les parcelles non irriguées.

Les stocks d'eau élevés en profondeur durant tout le cycle ont été également observés par Poss (1991) sur terres de barre du Togo, Azontonde (2000) sur les terres de barre d'Agonkanmey et Attakin (2001) sur terres de barre d'Allada.

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.

6.2.2. Etat de l'eau dans les parcelles d'essai