L'eau utile et les caractéristiques
hydrodynamiques des sols sous
culture de canne à sucre
mesures de l'eau dans le sol
Introduction
L 'e x p lo ita n t peu t agir sur les para mètres du sol et le fait parfois in v o lontairement. Ainsi une irrigation en excès peut faire remonter la nappe, créer des conditions d'asphyxie pré j u d ic ia b le s aux rendem ents ou au nom bre de repousses é c o n o m iq u e m en t intéressantes, poser des p ro b lè m e s p o u r l ' i n t e r v e n t i o n des engins en cours de cu lture p a rtic u
lièrement dans les zones basses. Un certain nombre de paramètres du b ila n h y d riq u e et de la satisfaction des besoins en eau de la culture de canne à sucre relèvent des caracté ristiques intrinsèques et extrinsèques du sol. Ils peuvent être groupés ainsi (figure 1 ) :
- l'état de la surface et la pente du te rra in . Ils d é te r m in e n t la p a rt de l'eau p luviale ou apportée par l'ir ri gation qui s'infiltre et par différence, c e lle q u i ruisselle (R). L'é tat de la surface n 'é tan t pas figé, le seuil de d é c le n c h e m e n t du r u is s e lle m e n t varie ;
- la réserve utile (RU) et la réserve fa c ile m e n t u tilis a b le (RFU). Dans leur définition, interviennent à la fois le sol (rétention en eau) et la plante ( p r o f o n d e u r e x p l o i t é e p a r les racines, hum idité à partir de laquelle la croissance est réduite, p o in t de flétrissement) ;
- la relation avec la nappe. Comme to ute c u ltu re , la canne peut puiser to u t ou p a rtie de l'e a u d o n t e lle a besoin dans une nappe. Cette contri bution dépend de nombreux facteurs.
R. G A U D IN , M . BROUWERS C ira d -ca , avenue A g ro p o lis , 3 4 3 9 8 M o n tp e llie r C edex 5 , France ga udin@ en sam .in ra.fr m arinus.b rou w e rs@ cirad .fr
J.-L. CHOPART C ira d -a m is, avenue A g ro p o lis , 3 4 3 9 8 M o n tp e llie r C edex 5 , France ¡e a n -lo u is.chopa rt@ cirad .fr
Pluie ou irrig a tio n
Ruissellement
l
Eau utile D ra in a g e N a p p eI
Remontée ca p illa ire A ction de l'hom m e Façons culturalesSous-solage, com pactage
1 D ra in a g e
dyna m iq u e de l'eau dans le sol
La profondeur de la nappe et l'enraci nement de la canne, les caractères de texture et de structure, qui influencent la conductivité hydraulique du sol et déterminent le flux de remontée capil laire, sont les paramètres qui peuvent interagir.
Après a v o ir a b o rd é ra p id e m e n t le p r o b l è m e du r u i s s e l l e m e n t , le co nce pt d'eau utile sera discuté en référence à la culture de la canne. Le lien entre les propriétés h ydrodyna miques des sols et la c irc u latio n de l'eau sera ensuite traité.
Le ruissellement
Le ruissellement est déterminé par la vitesse d 'in filtra tio n à travers la sur fa c e ou à un n iv e a u i n f é r ie u r , si c e lu i-c i est m oins perm éable. Pour u ne in te n s ité de p lu ie c o n s ta n te , s u pé rieu re à l 'i n f il t r a b i l it é p e rm a nente, la co nductivité hydraulique et la sorptivité c a p illa ire au voisinage de la s a t u r a t io n d é t e r m i n e n t le m om ent auquel apparaît la submer s io n ( V A U C L I N et C H O P A R T , 1992). Ces deux valeurs peuvent être déterminées par infiltrom étrie m ulti- disques ou par une autre technique associant de p etits te n s io m è tre s à des capteurs capacitifs (PEREZ et al., 1999 ; T O U M A et al., 1999).
Dans la pratique, les modes de ges tio n du sol (c u ltu re en co urbe s de n iv e a u , b illo n n a g e , g riffa g e , etc.) peuvent agir favorablement ou défa vorablem ent sur les caractéristiques hydrodynamiques du sol et donc sur l 'e f f i c a c it é de l'e a u a p p o rté e . Ce sont des moyens d'action privilégiés de l'exploitant ou du chef de culture.
L'eau utile
La réserve u t ile est d é f in ie par la relation : RU = zr (0CC - 0FP)
avec z r, profondeur exploitée par les racines,
0CC, hum id ité v o lu m iq u e à la capa cité au cham p du sol,
0FP, hum idité vo lu m iq u e au point de flétrissement permanent.
Le point de flétrissement permanent est associé à la valeur de pF = 4,2 (le pF est le co lo ga rith m e du potentiel m a tric ie l e x p rim é en cm d'e au , le potentiel matriciel est égal à l'o p p o sé de la v a le u r de la su c c io n , v o ir « évaluation des besoins en eau de la canne » p. 14 figure 2) ; ceci corres pond à une dépression de 16 bars ou 1,6 MPa (mégapascals). Cette mesu re de laboratoire est parfois rem pla cée par l'h u m id ité correspondant au p r o f i l d 'a s s è c h e m e n t m a x i m u m observé sous une c u ltu re en stress h ydriq ue (MAERTENS et al., 1974 ; V A K S M A N N , 1 9 8 7 ). La c a n n e se prête b ie n à ce d e r n ie r p r o to c o le puisque le processus de maturation c o nd uit à l'assèchement du sol.
La capacité au champ,
la réserve utile
La capacité au c h am p (CC) se rap porte à l'h u m id ité atteinte p o u r un temps de ressuyage d 'e n v iro n deux jours après une forte p lu ie (HILLEL, 1 98 0) ou un a p p o r t d 'e a u c o n s é quent, délai permettant l'installation du ressuyage lent. Le sol est couvert durant ce laps de temps pour empê ch e r l'é v a p o r a t io n , v o ire l'é v a p o transpiration si la mesure est effec tuée en tout début de repousse.
L 'h u m id ité v o lu m iq u e de l'é c h a n tillo n prélevé à la cote étudiée est le p roduit de deux mesures : l'h um idité pondé ra le obtenue par g ra vim é trie et la den sité a p p a re n te du sol sec connue par d'autres méthodes telles que le gamma-densimètre, le prélè v e m e n t au c y lin d r e ou le d en sito- mètre à membrane. D e u x p ro c é d u re s d iffé re n te s sont employées. D 'u n e p a rt, la r e p r é s e n ta tio n de MARCESSE (1967) dans laq ue lle la capacité au cham p, désignée capa cité de rétention, est définie comm e l'ordonnée à l'origine de la phase de dra in ag e lent. Cette m é th od e s'est développée avec l'usage de la sonde à neutrons (DANCETTE, 1970), mais e lle est effectuée aussi à la tarière (mesure de l'h u m id ité pondérale sur un é c h a n tillo n m oyen de plusieurs prises). La représentation de M A R CESSE est é q u iv a le n t e à c e lle de FEODOROFF (1962) qui associe la capacité de rétention à un change ment de pente dans la vitesse de res suyage (figure 2).
D 'a u tre part, l'h u m id ité à pF = 2,5 m e s u ré e au l a b o r a t o i r e sur un échantillon broyé passé au tamis de 2 m m est quelquefois retenue pour approcher la valeur de la capacité au cham p (KRAMER et BOYER, 1995).
Irrigation basse pression d'une pépinière (Analaiva, Madagascar).
mesures de l'eau dans le sol
Log i 0 ,5 0 0 ,7 5 -1,00 F ig u re 2 a + + CR = 0 ,1 3 cm3/c m 3 - + ... .... f - — t(h e u re ) — ► 100 200 A9/At e (cm3/ c m 3)Figure 2. Détermination de la capacité de rétention (CR) à l'aide des représentations de Marcesse et de Feodoroff.
2a. Sols sableux d'Analaiva (Madagascar), représentation de Marcesse (JOURDAN, 1983). 2b. Andosol à Trois-bassins (la Réunion), représentation de Féodoroff (PARIENTE, 1987). Il y a équivalence des deux représentations en termes mathématiques. L'équation d0 / dt = k101, ou k202, selon la valeur de 0 par rapport à la capacité de retention, correspond à la représentation de Féodoroff. Elle s'écrit aussi : d0 / 0 = k1 -dt, ou k2-dt, d'où Log0 = kdt + constante (équation de la cinétique lente, mise en évidence par Marcesse).
Les encadrés 1 et 2 apportent des précisions sur les valeurs de capacité de retention mesurées et leur importance pour la réserve utile.
Cette valeur de pF ne s'applique pas à tous les types de sols. A in s i, les é tu d e s m en ée s à la R é u n io n p ar B O U R O N (1990) conduisent à pré coniser un pF égal à 1,8 pour les sols à caractère andique.
Si la capacité au ch am p est mesu rée in s itu , e ll e t i e n t c o m p t e de
l 'é t a t s tr u c t u r a l du sol et de son profil.
Il est préférable q u'à une h u m id ité c o r r e s p o n d a n t à la c a p a c it é au cham p, l'eau n 'o c c u p e pas trop de place au sein de la porosité du sol, sous p e in e d 'a s p h y x i e a p rè s les pluies ou les irrigations. Une valeur
m inim ale de 10 % d'a ir par rapport au vo lu m e de sol est souvent asso ciée à une croissance racinaire nor male (JOUVE et OUSSIBLE, 1980). Ce p ro b lè m e c o n c e rn e s u rto ut les sols l o u r d s à f o r t e c a p a c it é au champ, com m e par exemple le péri m è tr e de D o u g a b o u g o u au M a li (SIDIBE, 1987).
La composante statique de la réserve utile est représentée pour les p rin c i paux niveaux du sol par les valeurs d 'hum idité correspondant à la capa cité au champ et au point de flétrisse ment. La composante dynamique de l'e n r a c in e m e n t d o it être précisée, p lu s p a r t i c u l i è r e m e n t p o u r des cannes vierges. C H O P A R T et M A RION (1994) l'o n t étudiée pendant une durée de 4 mois sur un sol ferral- litique gravillonnaire à Bouaké (Côte d'ivoire). Le front racinaire descend de 1 cm/j pendant cette période et la cote 2 m peut être atteinte à la récol te (fig u re 3). Des tr a v a u x ancien s (EVANS, 1967) ont mis en évidence que la canne s'adapte à des situations hydriques contrastées. Par exemple, si le sol est gorgé d'eau, des racines émises à la base de la tige peuvent se déve lo pp er sur la surface du sol. A
contrario, si l'eau est seulement dis
p o n ib le dans le sous-sol, la part de l'eau extra ite à grande p ro fo n d e u r (entre 2 et 5 m) pourrait occuper une place telle qu'elle serait, du fait de sa faible teneur en azote minéral, à l'ori gine d'un déséquilibre. Il s'agit là sans doute de situations extrêmes, mais il n'en reste pas m oins que la liaison proportionnelle entre la réserve utile et la p ro fo n d e u r du fro n t racina ire justifie tout l'intérêt qu'il faut porter à ces mesures au champ.
La réserve facilement
utilisable
La r é s e rv e f a c i l e m e n t u t i l i s a b l e (RFU) est la part de l'eau utile acces s ib le sans d if f ic u lt é par la p lante. C'est souvent sur la RFU qu'est calée la dose d'irrigation.
La v a le u r de la RFU est d o n n é e p a r la f o r m u le RFU = 2 /3 RU ou RFU = 1/2 RU selon les auteurs.
dyna m iq u e d e l'eau dans le sol
o 15 - 3 5 9 5 -1 7 0 200 H Tour d 'e a u 2 semaines 3 semaines Résultats Rendement (canne t/h a ) Richesse (%)Production relative en sucre
semaine 1 6 4 ,2 14 ,8 100,0 Tour d'e a u 2 semaines 1 5 5 ,4 15 ,2 9 7 ,0 3 semaines 1 5 3 ,6 1 5 ,7 9 9 ,0
Figure 3. Répartition verticale des racines à la récolte d'une canne vierge, en fonction de la fréquence d'arrosage à Ferkéssédougou, Côte d'ivoire (BARAN et a i, 1974).
L'enracinement est un facteur essen tiel de la RFU. La présence d'un hori zon argileux peut gêner la pénétra tion des racines ; l'estim ation de la RFU d o it donc intégrer l'eau fa c ile ment utilisable des horizons prospec tés par la plante, chacun ayant des valeurs particulières de 0CC et de 0Fp. Cette déterm ination par somm ation est, bien sûr, a p p liq u é e aussi pour l'ensemble de la réserve utile, dont la réserve difficilem ent utilisable mise à c o n trib u tio n dans la dernière phase de la culture ou phase de maturation (RDU = RU - RFU).
L'approche e m p iriqu e de la réserve facilem ent utilisable (RFU) mériterait d 'ê tre précisée par des études qui associeraient des mesures dans le sol et le suivi d'un indicateur de la plan te. Chez la canne, cet indicateur est l'h u m id ité des gaines foliaires 3, 4, 5 et 6 (CLEMENTS et KUBOTA, 1942), qui est bien corrélée avec la vitesse d 'é lo n g a tio n (figure 4, KO KAS O N , 1982).
La notion de RFU a fait l'objet d'une attention spéciale dans les vertisols de G u a d e l o u p e . La p ré s e n c e d 'a rg ile s g o n flan tes p la c e ces sols hors du c h a m p d 'a p p li c a t i o n des méthodes classiques de d éte rm ina tion de la capacité au champ, para mètre essentiel de la réserve utile et de la réserve fa c ile m e n t utilisa ble. Dans ce milieu, la canne pousse par à-coups en saison des pluies. La RFU est définie par la porosité structurale d 'origine b iologique ; elle se rem plit et se vide en priorité par rapport à la porosité texturale, indépendam ment des mouvements de retrait et de gon flement du sol (GUILLAUME, 1993, 1 9 9 8 ; G U IL L A U M E et C A B ID O - CHE, 1999).
Figure 4. Relation entre la vitesse de croissance de la canne et l'humidité des gaines foliaires, pour différents types de sols (données obtenues par KOKASON, 1982).
Conditions d'expérience : canne de 2e repousse, coupe précédente le 25 avril. Entre les différents types de sols étudiés (Guadeloupe, sols argileux, argiles gonflantes), les différences de comportement ne sont pas très importantes.
mesures de l'eau dans le sol
Encadré 1
Deux situations contrastées
L'examen de deux situations, les sols à sables roux d'Analaiva (Madagascar) et les sols ferraiIitiques à caractère andique du sud de la Réunion, montre que la plus faible rétention de l'eau dans un sol de texture grossière peut être compensée par un enra cinement très profond de la canne.
Comparaison d'un sol à sables roux et d'un sol ferrallitique à caractère andique
Type de sol Ferrugineux Ferrallitique
Particularité sables roux caractère andique
présence de matériaux amorphes par exemple
l'imogolite
Localisation plaine de Monrondava
Madagascar
Bassin Martin la Réunion
Capacité de rétention 13 à 15 % 45 à 55 % (valeurs les
plus élevées en profondeur) Humidité volumique au point de flétrissement 6 à 8 % 35 à 45 % (valeurs les plus élevées en profondeur) Enracinement 2 m 1 m Réserve utile 140 mm 100 mm Niveau de la nappe 4 à 6 m 2 à 3 m
Remontées capillaires mm/ jour sur 1 m
(en ordre de grandeur)
non étudiées
(possibilités de transferts latéraux sur sols en pente)
Contraintes drainage de l'ordre
de 1 mm par jour dans la partie supérieure de la réserve utile
ne pas laisser le sol s'assécher fortement sous peine d'une évolution irréversible (effondrement de la porosité si l'humidité diminue en deçà de celle correspondant à pF = 4)
Les caractéristiques
hydrodynamiques
La réserve u tile est un p a ra m è tre e s s e n t ie l des m o d è le s de b i l a n hy drique. Elle permet une première a p p r o c h e d u f o n c t i o n n e m e n t h y d riq u e du sol. M ais c e lu i-c i est, en fa it, p h y s iq u e m e n t d é te r m in é par les relations K(0) — c o n d u c tiv i té h y d r a u l i q u e en f o n c t i o n de l'h u m id ité v o lu m iq u e — et h(0) — c o u r b e c a ra c té r is tiq u e de la s u c c i o n en f o n c t i o n de l ' h u m i d i t é v o lu m iq u e . N o u s a llo n s m a in te n a n t ra p p e le r b riè v e m e n t c o m m e n t ces relations sont obtenues et quel est leur d o m a i ne d'a pp lica tion en culture cannière. Le sol est un m ilie u p o re u x c o m plexe dans lequel l'eau se d éplace vers le niveau d'énergie le plus bas. La lo i de D A R C Y g é n é ra lis é e aux m ilie u x insaturés d é c rit ce processus. Le déplacement le plus courant en c u ltu re p lu v ia le ou irrig u é e est vertical. Le flu x d'eau q z à la cote z est défini par la relation suivante : qz = - K(0) (dH/dz)z,
l'axe O z étant orienté positivem ent vers le bas (voir l'article « L'évalua tion des besoins en eau de la canne » figure 6, p. 17),
avec H, charge hydraulique, déduite du potentiel matriciel (h) par H = h - z et K(0), c o n d u c tiv ité h y d ra u liq u e , fonction de l'h u m id ité v o lu m iq ue 0. La v a r i a t io n de K en f o n c t io n de l'h u m id ité peut être représentée sur un g r a p h e s e m i - l o g a r i t h m i q u e (figure 5).
Les relations K(0) et h(0) servent au ca lcu l du drainage ainsi q u'à celui de la re m o n té e c a p illa ir e (G A R D NER, 1958 ; DE LAAT, 1980).
Comment connaître
la relation K(0) ?
La re la tio n K(0) est a ccessible par plusieurs méthodes. La m éthode du d r a in a g e i n t e r n e d é c r i t e p a r V A C H A U D e t al. ( 1 9 7 8 ) est une méthode de terrain applicable à des sols sans nappe à moins de 3 m de p r o f o n d e u r . U n e la m e d 'e a u est appliquée en surface d 'u n dispositif à d o u b le a n n e a u , é q u ip é à d if f é rentes cotes de tensiomètres, et muni d 'u n tube d'accès pour sonde à neu trons. Le suivi de la redistribution de
l'eau et des tensions après infiltration complète de la lame fournit les d o n nées qui permettent de calculer K à différentes valeurs d 'h u m id ité et de succion.
Plus récemment, cette méthode a été adaptée p our une déterm ination en laboratoire (méthode de W in d v u l garisée par TAMARI et al., 1993). A cet effet, un c y lin d re de sol est ins tr u m e n té a v e c des m ic r o - t e n s i o m è tre s ; sa p esé e en c o n t i n u au cours d 'u n assèchem ent progressif donne l'h u m id ité volum ique. Le trai tem ent des données fo u rn it la rela tion K(0).
dyna m iq u e de l'eau dans le sol
10 0 0 0 -1 „ > v o V V 1 0 0 0-o
___
vvv
1= 1 0 0 - -a) o é ^ 7o
~o c o ° 9 V o u 10 -o
°o
1 -O Site d 'A n a la iv a q d é fric h é O 3 0 cm V 9 0 cm 0,1 -i i i i I 0 ,1 0 0 ,1 5 0 ,2 0 0 ,2 5 0 ,3 0 H um id ité (cm3/ c m 3)Figure 5. Conductivité hydraulique en fonction de l'humidité pour l'un des sites étudiés par MARINI et al. (1976) sur le périmètre d'Analaiva (Madagascar).
F ig u re 6 a
Le suivi des mouvements
de l'eau
Sous culture de canne, com m e sous d'autres cultures à fo rt é cartem ent entre rangs ou pieds, le mouvement de l'eau n'est pas toujours vertical. Plusieurs facteurs l'e xpliqu en t : - le sous-solage à fo rt é c a rte m e n t avant la mise en culture et les façons culturales ou le com pactage in d u it p ar le passage d 'e n g in s dans les interlignes provoquent en surface ou dans une partie du profil une varia tio n de la porosité, d o n c des para mètres hydriques ;
- la végétation de la canne m odifie la répartition de l'eau apportée par les p lu i e s ou les a rr o s a g e s . Les feuilles et les tiges interceptent l'eau q u i s 'é c o u le p ré fé r e n tie lle m e n t le long des tiges.
Figure 6. Mise en évidence de flux obliques dans un champ de canne (site de Analaiva, Madagascar, GAUDIN et
al., 1998).
6a. Dispositif de mesures comprenant une batterie de 30 tensiomètres dont les bougies sont réparties de part et d'autre de la ligne de canne. Conditions d'expérience : canne âgée de 1 0 mois, sol profond et homogène de texture limono-sableuse, irrigation par rampe pivotante.
6b. Visualisation des flux obliques. La direction des flux est perpendiculaire aux courbes d'isopotentiel obtenues par krigeage.
mesures de l'eau dans le sol f 4^ ¡ |
---Conclusion
Encadré 2Caractérisation de quelques sols
rencontrés en culture cíe canne à sucre
Caractéristiques hydrodynamiques pouvant être obtenuespar tensio-humidimétrie (méthode du drainage interne)
sols sablo-limoneux ou limono-sableux profonds (sables roux d'Analaiva)
- Circulation aisée de l'eau
- Enracinement profond de la canne
- Percolation dans la réserve facilement utilisable : pilotage de l'irrigation par ten- siométrie
sols à caractère andique
-Très grande perméabilité à saturation (mesure par perméamétrie à disque)
- Chute rapide de la conductivité hydraulique suite à une faible diminution de l'humidité volumique, comportement de « pseudo-sables »
- Nappe à moyenne profondeur avec de possibles écoulements latéraux (sols en pente) et une éventuelle contribution à l'alimentation en eau de la canne
Difficulté à installer les dispositifs de mesure ou à les mettre au point
sols gravillonnages
- Circulation aisée de l'eau
- Enracinement profond de la canne - Rôle positif des gravillons à préciser
sols avec cuirasse, sols sur basalte
- Réserve utile apparemment limitée par la profondeur d'apparition de l'horizon induré ou de la roche mère. L'expérience des agronomes, confortée par des obser vations ponctuelles, montre que les racines traversent parfois une couche réputée infranchissable
Cas où les hypothèses à la base de la méthode de drainage interne ne sont pas vérifiées
sols à argiles gonflantes, vertisols
- Etude avec les capteurs de déplacement (voir « Stratégies de gestion des irrigations sur vertisols de Guadeloupe » p. 132-140)
- La réserve facilement utilisable occupe la porosité d'origine biologique
Un phénomène identique se produit avec la rosée. La lig n e de c u ltu r e d é fin it d o n c une z o n e p riv ilé g ié e d 'i n f i l t r a t i o n ( Q U I D E A U , 1 9 8 8 ; ORIO L et al., 1995).
La redistribution de l'eau dans le sol peut, en pareil cas, être étudiée grâ ce à un d is p o s itif m u lti-te n s io m é - t r i q u e , q u i c o n d u i t à t r a c e r les co urbe s d 'é ga l p o te n tie l h y d riq u e (figure 6). A l'île Maurice, cette te ch nique a servi à préciser les régimes h y d ro d y n a m iq u e s associés à l'e m p lo i du g outte à goutte enterré sur des sols à caractère andique (BELL et
al., 1990 ; H O D N E TT et al., 1990).
En profondeur, la verticalité des flux reste cependant la règle. De plus, en l'absence de nappe et si l'é v a p o ra tio n , ou l'é v a p o tra n s p ira tio n , sont
faibles, on observe une tendance à l'hom ogénéité du potentiel matriciel dans l'e n s e m b le du p ro fil du sol ; ceci im p liq ue un gradient de charge hydraulique égal à -1 (dH/dz = - 1). L'e xpression du flu x se s im p lif ie : q z = + K(0). Le flu x de drainage est alors accessible in d ire c te m e n t par une mesure d'h um id ité, ou bien par une m esure te n s io m é tr iq u e via la courbe caractéristique de l'h um idité du sol. JO U R DAN (1983) a ainsi mis en évidence que le m aintien du sol dans la RFU (définie par lui com m e le tie r s s u p é r i e u r de l ' h u m i d i t é contenue par le sol à sa capacité au c h a m p ) p o u v a it, en sols s a b le u x , c o n d u ire à une perte d'eau, de 1 à 4 mm par jo u r pour une tranche de sol de un mètre.
La canne à sucre est une plante qui pousse dans des sols très variés. O n la cultive avec succès aussi bien sur des argiles très lourdes que sur des tourbes presque pures ou sur des sols sableux. Ses exigences sont une cer taine p ro fo n d e u r, une bon ne aéra tion, une circulation de l'eau correc te et la libre descente des racines. Il est admis que la faible rétention en eau d 'u n sol sableux en c o m p a ra i son d 'u n sol argileux se trouve c o m pensée en te rm e a g ro n o m iq u e par un m eilleur enracinement de la can ne dans le sol léger (T R A N -M IN H , com m . pers.).
La grande faculté d'adaptation de la canne à sucre aux conditions de sol, son niveau élevé de consom m ation en eau (avec des pointes de 10 à 12 m m /jo ur), la longueur du c ycle (au moins une année) sont autant de fac teurs qui font de cette plante un cas très particulier. Compte tenu du flux h y d riq u e très élevé qui traverse la culture, le système sol-canne consti tu e u n e s i t u a t i o n in t é r e s s a n te à é tu d ie r p ou r tester des m odèles de fonctionnem ent hydrique d'un systè me continu sol-plante-atmosphère. La d is p e r s io n g é o g r a p h i q u e des zones de culture, la priorité donnée à la p ro d u c tio n dans l'e x p lo ita tio n des périmètres sucriers et les d iffic u l tés m éthodologiques rencontrées en p a r tic u lie r dans les sols g r a v illo n nages et les v e rtis o ls o n t s o u v e n t retardé les études. Si la tarière reste un o u til irre m p la ç a b le p our a ppré hender des situations simples, il est im portant pour l'avenir d 'a p p ro fo n dir les connaissances et de mettre au point des techniques pour améliorer la g e s tio n de c e tte re s s o u rc e q u i d e v ie n t rare, l'e a u . Le t r a v a il de G U ILLAUM E et CABIDO CHE (1999) sur les vertisols illustre bien la dyna m ique souhaitable de la recherche.
dyna m iq u e de l'eau dans le sol
B ib lio g ra p h ie
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mesures de l'eau dans le sol
Résumé...Abstract...Resumen
R. GAUDIN, M. BROUWERS, J.-L. CHOPART — L'eau utile et les caractéristiques hydrodynamiques des sols sous culture de canne à sucre.
Les paramètres qui interviennent dans la définition de la réserve utile d'un sol, la profondeur d'enracinement et les humidités volumiques au point de flétrissement et à la capacité de rétention, sont obtenus par des protocoles qui ne sont pas spécifiques de la canne. Une a tte n tio n particulière est donnée aux méthodes de détermination de la capacité de rétention et aux représentations de Marcesse et de Féodoroff. L'enracinement important de la plante conduit souvent à considérer la tranche 0-2 m pour évaluer la réserve utile. Les transferts d'eau sous canne peuvent être quantifiés grâce à la loi de Darcy généralisée aux milieux insaturés. Le flux est le produit de K(0), conductivité hydraulique fonction de l'humidité volumique, par le gradient de charge hydraulique. Ces flux sont le plus souvent verticaux à grande profondeur. Ce n'est pas toujours le cas près de la ligne de cannes car la base des tiges est une zone privilégiée d'infiltration de l'eau captée et orientée par les feuilles et les tiges qui fonctionnent comme un entonnoir.
Mots-clés : réserve utile, Saccharum , enracinem ent, capacité au champ, capacité de rétention, conductivité hydraulique.
R. GAUDIN, M. BROUWERS, J.-L. CHOPART — Useful water and soil hydrodynamic characteristics under sugarcane cultivation.
The parameters used to define the available reserve of a soil, depth of rooting and soil water contents at wilting point and retention capacity, are obtained using protocols that are not specific to sugarcane. Particular attention is paid to methods for determining retention capacity and to Marcesse's and Feodoroff's representations. The plant's extensive root system often means that it is the 0-2 m layer that is considered when evaluating the available reserve. W ater tra n s fe rs u n d er sugarcane can be identified using Darcy's law, extended to unsaturated media. W ater flo w is the product of K (0 ), hydraulic co nd uc tivity , which is a fu nction o f vo lu m e tric soil m oisture, and h yd ra u lic g ra d ie n t. These flow s are generally vertical, and very deep down. This is not always the case near a row of sugarcane, since the base of the stem is a prime site for infiltration of the water collected and channelled by the leaves and stems, which act as a funnel.
Keywords: available reserve, Saccharum, rooting, field capacity, retention capacity, hydraulic conductivity
R. GAUDIN, M. BROUWERS, J.-L. CHOPART — El agua útil y las características hidrodinámicas de los suelos con cultura de caña de azúcar.
Los parámetros que intervienen en la definición de la reserva útil de un suelo: la profundidad de enraizamiento y las hum ed ad e s v o lu m é tric a s en el p un to de marchitamiento y en capacidad de retención, se obtienen mediante protocolos que no son exclusivos de la caña. Se concede una a ten ció n especial a los m étodos de determ inación de la capacidad de retención y a las representaciones de Marcesse y Féodoroff. El importante enraizamiento de la planta hace que, frecuentemente, se considere el tramo 0-2 m para evaluar la reserva útil. Las transferencias de agua bajo la caña pueden cualificarse gracias a la ley de Darcy g e n e ra liza d a en medios insaturados. El flujo es el producto de K(0), conductividad hidráulica función de la humedad volumétrica, por el gradiente de carga hidráulica. Estos flujos son, a menudo, verticales a gran profundidad. Esto no ocurre siempre así cerca de la linea de cañas ya que la base de los tallos es una zona privilegiada de infiltra ció n de agua que es captada y dirigida por hojas y tallos que funcionan como un embudo.
Palabras clave: reserva útil, enraizamiento, capacidad de campo, capacidad de retención, conductividad hidráulico.
