III.- BILANS D'EAU ET D'AZOTE
Le tableau suivant récapitule les bilans d'eau et d'azote
simulés par le modèle STICS pour les trois années
climatiques et pour les deux types de rotations de cultures
étudiées :
Tableau n°3 : bilans d'eau et
d'azote pour les trois années climatiques.
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Type de rotation
|
Primeur
Arrière saison
|
Blé Hiver
Pomme de terre
arrière
saison
|
|
Année cimatique
|
Humide
|
Sèche
|
Normale
|
Humide
|
Sèche
|
Normale
|
|
Termes du bilan hydrique
|
|
Irrigation Efficace (I, mm)
|
215.0
|
402.0
|
288.0
|
215.0
|
263.0
|
45.0
|
|
Precipitation (P, mm)
|
763.0
|
337.0
|
504.0
|
740.0
|
381.0
|
504.0
|
|
ET culture (ETc, mm)
|
471.0
|
560.0
|
592.0
|
489.0
|
481.0
|
501.0
|
|
Percolation (D, mm)
|
509.0
|
184.0
|
217.0
|
479.0
|
166.0
|
145.0
|
|
Termes du bilan azoté
|
|
Masse de NO3-N (kg/ha) dans :
|
|
Precipitation (NP)
|
9.0
|
5.0
|
6.0
|
6.0
|
5.0
|
6.0
|
|
Irrigation (NI)
|
6.0
|
10.0
|
8.0
|
11.0
|
8.0
|
1.0
|
|
Minéralisation Humus (NH)
|
61.0
|
55.0
|
60.0
|
83.0
|
52.0
|
66.0
|
|
Drainage (ND)
|
104.0
|
13.0
|
89.0
|
75.0
|
12.0
|
9.0
|
|
Organisation Engrais (NE)
|
184.0
|
168.0
|
184.0
|
184.0
|
176.0
|
176.0
|
|
Volatilisation (NV)
|
48.0
|
112.0
|
55.0
|
47.0
|
90.0
|
82.0
|
|
Dénitrification (NN)
|
63.0
|
62.0
|
71.0
|
62.0
|
70.0
|
66.0
|
|
Fertilisation (NF)
|
484.0
|
484.0
|
484.0
|
542.0
|
542.0
|
542.0
|
|
Exportation culture (NC)
|
176.0
|
257.0
|
254.0
|
252.0
|
168.0
|
224.0
|
|
Bilans d'eau et d'azote
|
|
Bilan d'eau (mm)
|
-2.0
|
-5.0
|
-17.0
|
-13.0
|
-3.0
|
-97.0
|
|
Erreur, (%)
|
-0.2
|
-0.7
|
-2.1
|
-1.4
|
-0.5
|
-16.2
|
|
Bilan Azote (Kg/ha)
|
-15.0
|
-58.0
|
-95.0
|
22.0
|
91.0
|
58.0
|
|
Erreur, (%)
|
-2.6
|
-9.9
|
-15.7
|
3.5
|
16.2
|
9.9
|
|
Indices de qualité des irrigations
|
|
Efficience d'Utilisation de l'Eau d'irrigation (WUE), %
|
59.8
|
85.5
|
88.9
|
63.5
|
87.7
|
118.4
|
|
Fraction de Drainage (DF), %
|
52.0
|
24.9
|
27.4
|
50.2
|
25.8
|
26.4
|
|
Efficience d'Utilisation de l'Azote (NUE), %
|
78.5
|
97.3
|
81.6
|
86.2
|
97.8
|
98.3
|
Notons que les bilans sont calculés à l'aide des
équations suivantes ( entrées - sorties ) : > bilan d'eau
Ä W =Ieff +P-ET
c -D (6)
Avec :
> AW = Bilan d'eau , mm
> Ieff = Irrigation efficace, mm
> P = Précipitations, mm
> ETc = Evapotranspiration culture, mm
> D = Drainage à la base du profil du sol, mm
> bilan d'azote
Ä
= + + + - - - - -
N NI NP NH NF ND NE NV NN NC (7)
Avec :
> AN = Bilan d'azote, Kg/ha
> NI = Quantité N dans les irrigations, Kg/ha
> NP = Quantité N dans les pluies, Kg/ha
> NH = Minéralisation humus, Kg/ha
> NF = Quantité N apportée par
fertilisation, Kg/ha
> ND = Quantité N perdue dans les eaux de drainage,
Kg/ha
> NE = Organisation engrais, Kg/ha > NV =
Quantité N volatilisée, Kg/ha > NN = Quantité
N dénitrifiée, Kg/ha > NC = Quantité N
exporté par la culture, Kg/ha
De plus, nous avons inclus dans le tableau
précédent des paramètres d'efficience permettant de
décrire la qualité des irrigations et des fertilisations,
calculés comme suit :
|
- Efficience d'irrigation : = 100 x c
-
ET P
DIE
I
|
...................................(8)
|
|
ET
- Efficience d'utilisation de l'eau d'irrigation : WUE
= 100 x c
P I
+
|
.........(9)
|
D
- Fraction de drainage : DF = 100 x
.........................................(10)
P I
+
Afin de tester de l'équilibre du bilan, une erreur est
calculée selon la formule suivante :
( ) ( )
I P ETc D
+ - +
å = 200 x (11)
( I P ) ( ETc D)
+ + +
Les erreurs très faibles obtenus pour les bilans d'eau
et d'azote témoignent de la signification des calculs
réalisés et par conséquent de simulations adéquates
par le modèle STICS. Les bilans d'eau et d'azote semblent plus
équilibrés dans le cas d'une rotation `'primeur - arrière
saison».
Les efficiences d'utilisation de l'eau d'irrigation ainsi que
celle d'utilisation de l'azote sont plus importants dans le cas des
années sèche et normale quelque soit la rotation, tandis que les
fractions de drainage sont nettement supérieures en cas d'année
humide.
Le tableau n°4 suivant présente les concentrations de
NO3-N dans les eaux de drainage calculées pour les deux types de
rotations et pour les trois années climatiques.
Tableau n°4 : Valeurs de concentrations en NO3-N
(mg/L) pour chacune des rotations
|
Rotation
|
1999
|
2000
|
2009
|
|
Primeur - Arrière saison
|
25.4
|
8.4
|
45.5
|
|
Blé hiver - Arrière saison
|
22.8
|
8.3
|
6.1
|
Hormis la valeur de 45.5 mg/L pour la rotation `'primeur -
arrière saison» en 2009 qui semble exagérée, les
valeurs des concentrations semblent équilibrées entre les
rotations mais présentent une forte variation entre années
climatiques, l'année humide 1999 entraînant de fortes
concentrations de NO3-N dans les eaux percolées.
| 
