diagnostic en grande culture
Le diagnostic hydrique en culture
cannière et la gestion du risque
climatique en Côte d'ivoire
C. B. PENE Centre national de recherches agronomiques, programme canne à sucre BP 1 21, Ferkessédougou, Côte d'ivoire cnrasf@africaonline.co.ci Remerciements :
L'auteur remercie K. TUO et E. KABRAN, responsables de la Division des études agronomiques de Ferké 2 et de Zuénoula de la Sodésucre, pour leur contribution à cette étude. Ces remerciements s'adressent aussi aux directeurs des plantations.
Introduction
Dans les c o n d itio n s clim a tiqu es de la C ôte d 'iv o ir e , l'i r r i g a t i o n de la canne à sucre d e v ra it perm e ttre la m aîtrise de l'e au , fa c te u r d é te rm i n a n t du r e n d e m e n t de la c a n n e (BARAN, 1973 ; LANGELLIER, 1980, 1 9 8 4 ; PENE e t a l., 1 9 9 7 ; PENE, 1999). En pratique, elle rem plit mal son rôle sur les complexes sucriers. D e p u is e n v i r o n u n e d i z a i n e d'années(1), la capacité des réseaux d ' i r r i g a t i o n d a n s les p é r im è t r e s sucriers s'avère lim ité e , m êm e en année p lu v io m é triq u e norm ale. Le v ie illis s e m e n t du m até rie l, le c o û t élevé de l'énergie électrique néces saire au pompage de l'eau en inter- c a m p a g n e ( lo r s q u 'i l n 'y a pas de bagasse) et parfois la lim itation de la ressource en eau, (notamment sur les c o m p le x e s s u criers de Z u é n o u la , B o rotou-K oro et en partie Ferké 1), so nt en cause. Les ren de m e nts en c a n n e s o n t e n c o r e in f é r ie u r s à 80 t/ha alors que le potentiel de pro duction est estimé à 120 t/ha dans les conditions pédoclimatiques du pays. Une marge importante de progrès est sans d o u te e n v is a g e a b le g râ c e à
(1 ) La période couverte par l'étude est anté rieure à la privatisation des complexes sucriers.
l'am élioration des systèmes de distri bution de l'eau et à l'optim isation de sa gestion au niveau du parcellaire.
Etude prélim inaire
du bilan hydrique
Pour m ie u x c o n n a î t r e la r e la tio n entre irr ig a tio n et re n d e m e n t, des études de rationnement hydrique ont été conduites, aussi bien en station de recherche q u'en parcelle indus tr ie lle (Q U ID E A U et PENE, 1991 ; PENE, 1 9 9 4 ; PENE e f al., 1 99 7). Mais les contraintes de l'exploitation in d u s trie lle ne perm e tte nt pas to u jours l'a ju ste m e nt des arrosages en fo nction du stade de développem ent de la canne. Ainsi, a été proposé le dia gn ostic de l'a lim e n ta tio n h y d r i q ue de la c u ltu r e en ra p p o rt avec l'é v o lu tio n interannuelle des rende ments parcellaires et l'u tilisa tion de cet outil pour faciliter le transfert des acquis de la recherche vers l'e x p lo i t a t i o n . U n e é tu d e p r é l i m i n a i r e c o nd uite à Ferké 2 et Z u é no ula sur deux campagnes agricoles a montré q u e les r e n d e m e n ts v a r i a i e n t en f o n c t i o n de la p l u i e r e ç u e p a r c h a q u e p a r c e l l e , n o t a m m e n t au cours de la p ériode c ritiq u e qui va de mars à ju ille t (PENE et T U O , 1996 a et b ; PENE, 1997).
Matériels
et méthodes
Les sites
Le com plexe de Ferké 2 est situé près de Ferkessédougou, à une soixantai ne de kilom ètres en d ire c tio n sud- ouest. Il co m p re nd essentiellem ent des sols ferraiI¡tiques remaniés, fo r te m e n t à m o y e n n e m e n t désaturés. Très hétérogènes dans l'espace, ces sols sont caractérisés par une forte t e n d a n c e à l ' i n d u r a t i o n , et u n e g ra nd e s e n s ib ilité au c o m p a c ta g e (LANGELLIER, 1976 ; MEL, 1991). Le c o m p l e x e de Z u é n o u l a est s itu é à 25 k ilo m è tr e s au n o rd de Z u é n o u la . Les sols sont égalem ent ferraiIitiques, fortement à m oyenne m ent désaturés. Leur a ptitu de a gri cole est bonne à moyenne.
La simulation du bilan
hydrique à la parcelle
Pour établir le diagnostic, le critère u tilis é est l 'i n d i c e de s a tis fa c tio n h y d r iq u e (Etr / Etm) de la c u lt u r e d u ra n t les p é rio d e s c r it iq u e s . Cet i n d i c e est o b t e n u à l ' a i d e d 'u n m odèle de bilan h ydriq ue (Bipode) v a lid é sur de nom breuses cultures dont la canne, en Afrique de l'Ouest,
sucriers ivoiriens com m e outil d'aide à la d é c is io n p o u r le p ilo t a g e de l'irriga tion (BELMANS et al., 1983 ; FOREST et L ID O N , 1985 ; LANGEL LIER, 1982). Ce modèle repose sur la réso lu tion de l'é q u a tio n s im p lifié e du bilan de l'eau dans le sol : P + I - (Etr + D + R) = AS
Le calcul est effectué selon un pas de te m p s j o u r n a l i e r , les d if f é r e n t s termes sont exprimés en mm avec : - P, p lu ie enregistrée au poste plu- viom étrique le plus proche de la par celle concernée (21 et 19 postes sont répartis sur les périmètres de Ferké 2 et Zuénoula) ;
- I, dose d'irrigation apportée ; - Etr, évapotranspiration réelle, ca l culée selon la fo n c tio n d'Eagleman (1971), adoptée par F R A N Q U IN et FOREST (1 9 7 7 ) . C e tte f o n c t i o n dépend de la demande évaporative (Etm) et du taux d 'h u m id ité d is p o nible dans le sol. Pour évaluer l'Etm, les valeurs du coefficient cultural uti lisées sont celles publiées par la Fao (D O O R E N B O S et KASSAM, 1986), soit : 0,5 au tallage (6 décades) puis 0,8 au début de la phase de grande croissance (4 décades) puis 1,0 pen dant le reste de la grande croissance (18 décades) et enfin 0,8 à partir de la f l o r a is o n j u s q u ' a u s e v ra g e (3 décades) ;
- R, ru is s e lle m e n t de surface sous culture, supposé négligeable compte te n u du t r a v a i l du sol ( la b o u r ,
passage de c h ise l) et du m o d e de p la n ta tio n à p lat ou en courbes de niveau ;
- AS, variation du stock hydrique du sol ;
- D, drainage, déte rm iné par d iffé re n c e lo r s q u e le s to c k h y d r iq u e dépasse la réserve utile (RU) du sol. La valeur de RU utilisée dans le cal cu l du b ila n h y d riq u e de c h acu ne des p a rc e lle s é c h a n tillo n n é e s est 80 mm pour une profondeur d'e nra cine m e nt efficace de 60 cm (PENE, 1994).
L'expérience montre que la période de mars à ju ille t est très critique pour l ' é l a b o r a t i o n du r e n d e m e n t , la d e m a n d e en eau é tant très élevée p o u r les c a n n e s de « d é b u t » de campagne, et l'a lim en ta tion en eau étant irrégulière avant les pluies. Les cultures de début et de fin de ca m pagne de récolte (« m ilieu-fin ») ont été é c h a n tillo n n é e s en m ilie u réel (figure 1). Les premières ont comm e phase c r itiq u e la phase de grande croissance, tandis que les secondes ont deux phases critiques : la grande croissance et la prématuration. L ' é c h a n t i l l o n n a g e des p a r c e lle s couvre environ 30 % des superficies sous canne au sein de chaque péri m ètre (tableau 1). A c h a q u e c a m pagne agricole, l'in d ic e de satisfac tio n h y d r iq u e (Etr/Etm) r e la t if aux phases critiques est corrélé avec le r e n d e m e n t en c a n n e . A Ferké 2, l'étude couvre les campagnes 1991- 1 9 9 2 à 1 9 9 5 - 1 9 9 6 , ta n d i s q u 'à Z u é n o u la , e lle en c o u v re trois, de 1995-1996 à 1997-1998.
Les systèmes d'irrig a tio n
Les apports d'eau ont été réalisés sui vant trois variantes du système d 'ir r i g a tio n p a r a s p e rs io n (à l 'a id e de groupes électropompes) :
- des petits asperseurs classiques en c o u v e rtu re to ta le (à d é p la c em en ts manuels) ;
- des canons-enrouleurs (semi-auto matiques) ;
- des rampes p iv o ta n te s (a u to m a tiques).
et e x p l o i t é d a n s les p é r im è t r e s
Le climat
Le climat de la région de Ferkessédougou est du type tropical sub-humide ou sub- soudanien de transition, entre le type équatorial et le type désertique chaud (GUILLAUMET et ADJANOHOUN, 1971 ). Il présente deux saisons : l'une pluvieuse, s'étend de mars à octobre (soit 8 mois) et l'autre sèche, de novembre à février (soit 4 mois). Entre décembre et février souffle l'harmattan, un vent chaud et sec d'origine saharienne. Le régime pluviométrique est monomodal.
Dans la région de Zuénoula, on rencontre un climat de transition entre deux types i différents (AVENARD et al., 1974) : l'un équatorial à deux saisons pluvieuses, com- , me dans la région de Daloa, frontalière de celle de Zuénoula, et caractéristique de la ! zone forestière au sud de la Côte d'ivoire ; l'autre, sub-équatorial, avec disparition de , la petite saison sèche (une saison pluvieuse) comme dans la région de Mankono | située au Nord de celle de Zuénoula. Sur le plan pluviométrique, ce climat se dis
tingue par une extrême variabilité interannuelle. De façon générale, on distingue une ¡ saison sèche qui s'étend de novembre à février (soit 4 mois) et une saison humide, de mars à octobre (soit 8 mois), avec une intersaison peu pluvieuse de mi-juillet à mi- i août (régime bimodal).
(
diagnostic en grande culture
0 4 0 -D 2 0 -B 0 -D 0) D 2 0 -X 4 0 -Décades et mois 3 - Drainage *— Etr/Etm ] Pluie 1 Irrigation I Etr Figure 3 a Décades et mois ■ Drainage - Etr/Etm ] Pluie ] Irrigation I Etr Figure 3bFigure 3. Bilan hydrique simulé d'une parcelle de début de campagne au cours de la période critique à Ferké 2 en 1991 - 1992, 1ere repousse et en 1992-1993, 2e repousse. L'alimentation hydrique de la culture a été plus régulière en 1991 - 1 992 que pour de la campagne suivante 1992-1993, au cours de laquelle les déficits hydriques assez sévères n'ont pu être comblés par l'irrigation.
Figure 3a. Parcelle étudiée en 1991 - 1992, 62,6 t de cannes/ha et 83,5 % Etr/Etm moyen en période critique. Figure 3b. Parcelle de 1992-1993, 42,0 t de cannes/ha et 57 % Etr/Etm.
h y d riq u e dans l'é v o lu tio n in te ra n nuelle des rendements (figure 5). En e ffe t, c h a q u e fo is q u e le ra p p o rt Etr/Etm m oyen varie d 'u n e année à l'a u tre , il en est de m êm e p o u r le rendement moyen. Les variations se succèdent dans un sens ou dans un autre.
Conclusion
Le d ia g n o s t ic h y d r iq u e (d o n c un in d ic e ca lc u lé et suivi to ut au long de la culture) de la culture cannière est un o u til de c o n trô le perm anent du niveau de satisfaction h y d riq u e des parcelles ind ustrielles qui per m et d 'a p p ré c ie r ta n t q u a n tita tiv e ment (hauteur par rapport au déficit h y d r i q u e ) q u e q u a l i t a t i v e m e n t (ré pa rtitio n sur la pério de c ritiq ue ) l'irriga tion apportée et la p lu v io m é trie enregistrée. L'eau étant un fa c teur p ouvant significativem ent aug menter la production des périmètres sucriers, l'u tilis a tio n raisonnée de cet o u til d e v ra it perm ettre d 'e x p li quer l'é v o lu tio n des rendements et contribuer à leur estimation.
Figure 4. Evolution des rendements moyens en canne en fonction de l'alimentation hydrique des parcelles (r2 = 0,64, corrélation très hautement significative) sur plusieurs campagnes agricoles de 1991 -1992 à 1995-1996.
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-10 -15 -20 - 25 -9 1 --9 2 /-9 2 --9 3 9 3 -9 4 /9 4 -9 5 9 2 -9 3 /9 3 -9 4 9 4 -9 5 /9 5 -9 6 Campagnes biennalesI I Variations du rendement en canne I I Variations de Etr/Etm
Figure 5. Variations des rendements en canne à sucre et de l'indice moyen de satisfaction hydrique (Etr/Etm) pour les différentes campagnes de 1991-1992 à 1995-1996. En 1 991 -1 992, la valeur moyenne du rendement est 74,2 t de canne par ha et la valeur de Etr/Etm est 83,7 %.
La dépendance encore forte des ren dements moyens en canne vis-à-vis de la pluviométrie, justifie un réajuste m ent de la p o litiq u e de l'irrig a tio n . L'effort d'arrosage d o it porter sur la période de mars à juille t où le risque climatique est important, quel que soit le ty p e de c a n n e (« d é b u t » ou « m ilie u - f in » de ca m p ag ne ), sans négliger pour autant la phase de pré maturation pour les cannes de milieu- fin . L'absence d 'irr ig a tio n avant la ■ coupe durant cette phase, qui corres
pond à la saison sèche, provoque une chute importante du rendement et des qualités technologiques de la canne à sucre.
Les perspectives
de recherche
Caractérisation du climat
et évaluation de son
incidence agronom ique
L 'o b je c tif est de fiabiIiser l'a c q u is i tio n des d onnées a g ro c lim a tiq u e s afin :
- de cerner les tendances pluviom é- triques par l'analyse fréquentielle ; - de s y s té m a tis e r l 'u t i l i s a t i o n de
l'ETP selon Penm ann-Monteith dans
l 'é v a l u a t i o n des b e s o in s en eau d 'i r r i g a t i o n , en r e m p la c e m e n t de l'évaporation du bac classe A ; - é valuer l'in flu e n c e du c lim a t sur
les rendements et les qualités tech nologiques de la canne à sucre. L 'a c q u is itio n d 'u n e station a g ro c li m a t iq u e a u t o m a t iq u e au sein de c h a q u e s ite d e v r a i t c o n t r i b u e r à assurer la fiabilité recherchée et per mettre une utilisation en temps réel des données : pilotage de l'irrigation, d ia g n o s tic h y d riq u e des parcelles, suivi th e rm iq u e en ra p p o rt avec la c r o is s a n c e et la m a t u r a t i o n des cannes, etc.
Evaluation du coût
de l'eau utilisée
L 'objectif de cette étude est de déter- m in e r le p rix de r e v ie n t du m ètre cube d'eau pompée, qui est fonction du système d'arrosage, du stade de la culture et de la source d'énergie, afin d'optim iser le ch oix des équipe ments et la conduite des irrigations. Si le p rix du sucre ne varie pas, un c a lc u l é c o n o m iq u e u tilis a n t l 'e f f i c ie n c e de l'ir r ig a tio n (q u a n tité de c a n n e p r o d u i t e p a r m è tr e c u b e d'eau, ou m ie u x q u a n tité de sucre produite par mètre cube d'eau) per m ettra it de d é te rm in e r la lim ite de rentabilité de l'irrigation.
B ib lio g ra p h ie
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Résumé.. .Abstra et... Resumen
C. B. PENE — Le diagnostic hydrique en culture
cannière et la gestion du risque climatique en Côte d'ivoire.
Un diagnostic de l'alimentation hydrique de la canne a été établi pour la période de 1 9 9 1 -1 9 9 2 à 1 9 9 7 -1 9 9 8 , dans les périmètres sucriers de Ferké 2 et de Zuénoula, en Côte d'ivoire. Cette étude renseigne sur les sols, les climats, les types de culture et les systèmes d'irrigation. Les cannes de « fin de campagne » de coupe se distinguent des cannes de « début » par le fait que la phase de fin de croissance peut être perturbée par un manque d'eau bien avant la m a t u r a t io n : la p é rio d e de f a ib le p lu v io m é t r ie de décembre et janvier constitue, en plus de la très exigeante phase de grande croissance, une seconde phase critique v is-à-vis de l'e a u . L'indice de satisfaction h y d riq u e pendant les phases critiques est étudié en relation avec le rendem ent. Outre la procédure habituelle de calcul de l'indice de satisfaction hydrique, la satisfaction relative des be soins en e a u de la p la n te p a r les p lu ie s est approchée w a u n indice décrivant une situation de carence des Irrigations. L'étude montre une forte dépendance des r e n d e m e n ts vis-à-vis de la plu vio sité, ce qui tend à prouver que les rendements peuvent être notablem ent améliorés grâce à une bonne gestion des irrigations en période critique.
Mots-clés : irrigation, Saccharum, période critique, bilan hydrique, rendement, risque climatique, Côte d'ivoire.
C. B. PENE — Water supply diagnosis in
sugarcane crops, and climatic risk management in Côte d'Ivoire.
A water supply diagnosis was established for a sugarcane crop over the period 1 9 9 1 - 1 9 9 2 to 1 9 9 7 - 1 9 9 8 , in the sugarcane zones of Ferké 2 and Zuénoula, Côte d'Ivoire. The study provided information on the soils, climate, types of crop and irrigation systems. End-of-season sugarcane differs from start-of-season cane in that the later stages of growth can be disrupted by a lack of w ater well before ripening: in addition to the very demanding main growth stage, the period of low rainfall In December and January is also a critical phase with respect to water. The degree of satisfaction of w a te r requ irem ents during the critical phases was studied in relation to yield. In addition to the usual calculation of the water requirements satisfaction index, the relative satisfaction of plant requirements by r a in f a ll was e s tim a te d using an in d e x de scribing a situation of insufficient irrigation. The study revealed that yields were highly dependent on rainfall, which suggests tha t yields could be im proved , n o tably by m an aging irrigation effectively during the critical period. Keywords: Irrigation, Saccharum, critical period, w ater balance, yield, climatic risk, Côte d'Ivoire.
C. B. PENE— Diagnóstico hídrico en cultivo de
caña y gestion del riesgo climático en Costa de Marfil.
Se estableció un diagnóstico de la alimentación hídrica de la caña para el periodo de 1 9 9 1 -1 9 9 2 a 1 9 9 7 -1 9 9 8 , en las zonas azucareras de Ferké 2 y de Zuénoula, en Costa de Marfil. Dicho estudio informa sobre los suelos, climas, tipos de cultivo y sistemas de riego. Las cañas del final de la temporada de corte se distinguen de las del principio en que la fase de fin de crecimiento puede verse alterada por una escasez de agua bastante antes de la maduración: el periodo de bajas precipitaciones de diciembre y enero constituye, adem ás de la m uy e xigen te fase de gran crecimiento, una segunda fase crítica con respecto al agua. El índice de satisfacción hidrica durante las fases criticas es estudiado con relación al rendimiento. Además del p ro c e d im ie n to h a b itu a l de cálculo del indice de satisfacción hídrica, se efectúa una aproxim ación a la satisfacción relativa de requerim ientos hidricos de la planta por la lluvia mediante un indice que describe una situación de carencia de riegos. El estudio muestra una fuerte dependencia de los rendimientos con respecto a las precipitacio nes, lo que consolida la idea de que los rendimientos pueden incrementarse notablem ente con una buena gestión del regadlo en los períodos críticos. Palabras clave: riego, Saccharum, periodo crítico, balance hidrico, rendimiento, riesgo climático, Costa de Marfil.
