L’expérimentation pour mieux comprendre le fonctionnement du système biophysique

L’expérimentation a été conduite au Domaine du Merle (43°38 N, 5°00 E) propriété de Supagro située à Salon de Provence.

II.3.1.1. Dispositif expérimental (Annexe 3)

Nous avons étudié deux parcelles du Domaine : la parcelle A et la parcelle B.

- La parcelle A est en production depuis 10 ans mais a été resurfacée en 2002. D’une superficie de 5.10 ha (435 m de longueur et 90 m de large), elle est divisée en deux planches d’irrigation (ou calan) : T d’une surface de 1.879 ha et P d’une surface de 2.012 ha.

L’irrigation se fait en tête de la parcelle dans le sens de la longueur. Une vanne, positionnée sur la conduite enterrée basse pression, permet le réglage du débit d’entrée entre 0 et 160 l.s-1.

L’épaisseur de l’horizon limoneux de surface est estimée à 0.15-0.2 m, soit une épaisseur de sol de 0.60 m en moyenne. Au démarrage de l’expérimentation, les deux planches étaient comparables en termes de déroulement de l’irrigation, de flore, de production et de pente (2.9o/oo).

- La parcelle B a été complètement remodelée et nouvellement semée en 2002. Elle se divise en deux planches d’irrigation de 325 m de longueur et de pente 2.5o/oo. Leur surface est de

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1.437 ha pour la planche T et 1.424 ha pour la planche P. C’est la parcelle la plus éloignée de la prise d’eau (soit 2.584 km de canal de distribution depuis la prise). Les débits d’entrée sont en moyenne de 150 l.s-1. Le canal d'amenée, est situé dans le sens de la largeur et l’arrosage est réalisé dans le sens de la longueur. L’épaisseur de sol sur cette parcelle est estimée à 0.50 m, soit un peu moins que sur la parcelle A. L’épaisseur de limons en surface est de l’ordre de 0.10 m. Cette parcelle est très différente de la précédente en terme de composition floristique et de densité de végétation à la coupe. Les rendements et les hauteurs de végétation y sont plus faibles que dans la parcelle A.

Le dispositif expérimental est basé sur la comparaison de deux modes de pilotage de l’irrigation (un par planche) dans chacune des parcelles. Un pilotage de l’irrigation par Tensiométrie (Tron et al., 2000) a été appliqué sur les planches P afin de mieux anticiper les irrigations et éviter des surdosages. Le pilotage traditionnel a été maintenu sur les planches T (voir chapitre III).

II.3.1.2. Données collectées

Les variables mesurées portent principalement sur le suivi de l’état hydrique du sol, de la dynamique de croissance et de la composition floristique de la végétation ainsi que sur le déroulement de l’irrigation (Tableau II.3). Les mesures clef, comme le suivi des tensions ou le suivi de la croissance, ont été répétées plusieurs fois par semaine pendant toute la saison d’irrigation. Le dispositif a été enrichi chaque année. Par exemple, l’évaluation du LAI n’a été mise en place qu’en 2005 du fait du besoin de données supplémentaires pour la modélisation.

Les mesures sont basées sur un nombre de 5 répétitions par planche afin de prendre en compte l’hétérogénéité de la planche et relier ces mesures aux évaluations globales comme peut être par exemple le rendement machine. Cinq sites de mesures instrumentalisés (tensiomètres et tubes de sonde à neutrons) ont été positionnés dans chaque planche d’irrigation dans le sens de l’avancement de l’eau. Les mesures de LAI, biomasse ou de composition floristique ont ensuite été réalisées autour de ces sites de mesure de manière à associer au mieux les mesures plantes et les mesures sol. Chacun de ces 5 sites de chaque planche des deux parcelles représente donc un exemplaire du système biophysique étudié.

Pour certaines mesures très lourdes (composition floristique) nous nous sommes focalisés sur la parcelle A.

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Les protocoles détaillés de ces mesures sont décrits dans les chapitres suivants (Annexe 3).

Variables mesurées

Fréquences de mesures Parcelles et planches concernées Tensions 2 fois par semaine jusqu'à juin

3 fois par semaine en été

Parcelle A planches T et P Parcelle B planches T et P

Tensiomètres

Watermarks 5 sites par planche Température du sol 2 fois par semaine jusqu'à juin

3 fois par semaine en été

Parcelle A planche P

Volumes entrée En continu Parcelle A planches T et P Parcelle B planches T et P

Limnigraphe enregistreur Thalimèdes

Fossés d'amenée Volumes sortie En continu Parcelle A planches T et P

Parcelle B planches T et P

Limnigraphe enregistreur Thalimèdes

Fossés de colature Hauteur de la nappe En continu Parcelles A et B Limnigraphe

enregistreur Orphimèdes

haut et bas de parcelle Avancement 13 avancements au total

entre 2004 et 2006

8 mesures au total en 2005 9 mesures au total en 2006

Parcelle A planches T et P Bandelettes Fossés d'amenée Qualité des eaux

d'irrigation en colature

6 mesures au total en 2005 10 mesures au total en 2006

Parcelle A planches T et P Bandelettes Fossés de colature

Parcelle A planches T et P Parcelle B planche T

En continu Ensemble du Domaine Station météo

Rendements A chaque coupe Parcelle A planches T et P Parcelle B planches T et P

Rendements

Parcelle A planches T et P Prélèvements et tris

5 placettes par planche Biomasse aérienne 1 à 2 fois par semaine Parcelle A planches T et P Prélèvements et

séchage

5 sites par planche

LAI Pas de mesures en 2004

1 fois tous les 10 j en 2006 15 mesures par planche en 2005

Parcelle A planches T et P Parcelle B planches T et P en 2006

Parcelle A planches T et P Analyses laboratoire Système racinaire Une fois en 2005 Parcelle A planches T et P Fosses et

prélèvements racinaires

Sites 1 et 5

Hétérogénéité LAI et biomasse verte

Deux fois en 2005 Parcelle A planches T et P LAI_2000 et prélèvements

Parcelle A planches T et P Parcelle B planches T et P

Visuels Ensemble de la planche Données

climatiques

En continu Domaine du Merle Station météo

Tableau II.3 : Les différentes mesures réalisées : échantillonnage, fréquence, matériel.

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II.3.2. Les enquêtes pour mieux connaître le fonctionnement du