Les eaux d’irrigation Pr S. El Hajjaji

L’agriculture intensive dans les pays développés s’est traduite par: Une sélection végétale et animale Augmentation des rendements grâce à la mécanisation Usage croissant des engrais et des produits phytosanitaire Progrès des systèmes d’irrigation

Les modélisations permettent d’établir que les transferts des produits chimiques vers un aquifère, s’effectue sur une très grande durée avec des temps de dégradation qui se comptent en plusieurs années voire d’un siècle après l’emploi des substances phytosanitaires.

Les progrès en agriculture ont eu des aspects négatifs sur l’environnement et c’est pourquoi les pouvoirs publics encourage à promouvoir l’agriculture biologique Au Maroc, on retrouve la même situation. Depuis 1960, le Maroc a mobilisé des ressources en eau grâce à un grand effort d’investissement dans la grande, moyenne et petite hydraulique (construction de barrages, équipement des périmètres irrigués….)

88% des eaux sont mobilisées pour l’agriculture Situation inquiétante en raison de la dégradation de la qualité de l’eau et des sols ainsi que le gaspillage ayant accompagné l’exploitation des systèmes d’irrigation

L’effet de la qualité de l’eau d’irrigation sur les cultures est une préoccupation des agronomes, des économistes mais aussi des hydrogéologues qui ont une responsabilité majeure pour maintenir et préserver la qualité des eaux souterraines à usage domestique. L’eau d’irrigation n’est jamais pure; elle contient des sels dissous qui suivant leur concentration peuvent affecter les sols et les cultures.

Il importe d’adapter les pratiques agricoles à l’eau dont on dispose, sachant que les comportements seront différents suivant la nature des sels en cause. La composition d’une eau doit donc être examinée en fonction de son impact sur les terres et les plantes.

1. Analyse des eaux d’irrigation Certaines analyses doivent être effectuées sur place: pH, conductivité, CO2, O2. Complétées au laboratoire par le dosage des éléments: Na, Mg, Ca, Cl, SO4, HCO3 et des éléments spécifiques comme le bore, l’azote, les nitrates, l’ammonium, K, Fe, Mn…. Pour déterminer le degré d’aptitude de l’eau d’irrigation il y’a lieu de considérer les problèmes liés à sa teneur en sels, à son action sur la perméabilité des sols, à la présence des ions toxiques pour la croissance des végétaux et à des effets secondaires sur l’aspect de la plante.

1. Qualité de l’eau d’irrigation Elle doit répondre à certains critères de qualité pour minimiser les risques de salinisation des terrains Le calcul de la conductivité de l’eau permet d’estimer sa minéralisation et donc la qualité des sels dissous apportés au sol.

Classe C1 C2 Conductivité en ms/cm 0 à 250 250 à 750 Remarques Faible minéralisation Utilisation sur la plupart des cultures et des sols Minéralisation moyenne Utilisation sur des sols modérément lessivés et pour plantes moyennement sensibles

Classe C3 C4 Conductivité en ms/cm 750 à 2250 2250 à 5000 Remarques Eau salée Utilisation sur sol bien drainé et pour plantes tolérantes au sel. Contrôle de l’évolution de la salinité obligatoire Minéralisation forte Utilisation non souhaitable en agriculture

Cependant, la mesure de la conductivité de l’eau demeure incomplète car elle n’intègre pas le type de minéraux apportés

Minéraux Situation normale Situation douteuse Eau polluée Situation anormale Eau fortement polluée SO4 (mg/L) < 20 20 à 120 > 120 PO4 (mg/L) 300 à 500 > 500 NO2 (mg/L) < 0.01 0.01 à 0.1 > 1 NH4 (mg/L) Oxydabilité en O2, mg/L < 2 2 à 3 3 à 6 DBO5 (mg/L) < 1 > 6

3. Risques des carbonates et bicarbonates pour l’eau d’irrigation Une forte teneur en CO3 et HCO3 augmente le % en Na calculé comme suite %Na = r(Na)*100 / (r(ca + Mg + Na + K) Les ions CO32- et HCO3- combinés au Ca et Mg précipitent sous forme de CaCO3 ou MgCO3 dans les conditions de sècheresse.

Carbonate de sodium résiduel (RSC): Qd [Ca] et [Mg] décroissent, le % Na augmente et entraine un effet d’alcalinisation et augmentation du pH. Par conséquent, lorsqu’une analyse d’eau indique un pH élevé, cela peut être un signe d’une teneur élevée en ions carbonates. Carbonate de sodium résiduel (RSC): Le RSC se calcule de la façon suivante: RSC = (CO32- + HCO3-) – (Ca2+ + Mg2+) ou RSC = (TAC – TH)

C’est une manière de calculer la teneur en Na grâce à Mg et Ca C’est une manière de calculer la teneur en Na grâce à Mg et Ca. Cette valeur peut apparaître dans certains rapports d’analyse d’eau. Si RSC < 1.25: l’eau peut être utilisée pour l’irrigation Si RSC > 1.25: l’eau n’est par appropriée pour l’irrigation

nul Léger à modéré sévère meq/L < 1.5 1.5 à 7.5 > 7.5 RSC Risques des HCO3- pour l’eau d’irrigation en meq/L nul Léger à modéré sévère meq/L < 1.5 1.5 à 7.5 > 7.5 RSC < 1.25 1.25 à 2.5 > 2.5

Quelques techniques pour résoudre les problèmes des carbonates et bicarbonates dans l’eau d’irrigation Ajouter l’acide sulfamique pour obtenir un pH de 6.2 nécessaire pour dissocier les ions bicarbonates tout en permettant aux ions Ca et Mg de rester en solution faire des amendements comme le gypse (1 à 5Kg par m3 d’eau) ou répandu sur le sol (5 à 100 tonnes à l’hectare). Cette pratique est utilisée lorsque les sols ont peu de Ca2+ libre pour faire une lixiviation.

Quelques techniques pour résoudre les problèmes des carbonates et bicarbonates dans l’eau d’irrigation Ajouter du soufre aux sols contenant une teneur élevée en chaux, puis faire une lixiviation.

Risque de salinité une concentration élevée en sels ans l’eau ou dans le sol affectera négativement le rendement des récoltes et provoquera une dégradation des sols et une pollution des eaux souterraines L’utilisation d’une eau salée pour l’irrigation dépendra de plusieurs facteurs: Tolérance en sel de la récolte Caractéristiques du sol sous irrigation Conditions climatiques: la qualité des eaux d’irrigation est importante dans les zones arides affectées par des taux d’évaporation élevés entrainant une accumulation importante de sel dans le sol.

Procédure de gestion des sols sous irrigation L’eau réutilisée pour l’irrigation doit avoir un degré faible ou moyen de salinité risque nul: RS < 500 mg/L, conductivité < 750 ms/cm risque léger: 500 à 1000 mg/L, conductivité: 750 à 1500 ms/cm risque modéré: 1000 à 2000 mg/L, conductivité: 1500 à 3000 ms/cm risque Sévère: > 2000 mg/L, conductivité: > 3000 ms/cm

Procédure de gestion des sols sous irrigation Dans les zones côtière, risque d’infiltration d’eau saumâtre, donc risque de salinité des eaux d’irrigation pompée par puits ou forage!!! une eau avec un taux de salinité modéré peut être utilisée si une filtration modérée est effectuée eau avec degré de salinité élevé et un %Na > 6 ne devrait pas être utilisée pour l’irrigation.

SAR et l’irrigation Une grande quantité de Na a un effet néfaste sur la perméabilité du sol et sur l’infiltration de l’eau Na remplace Ca et Mg adsorbés sur les particules d’argile et provoque la dispersion des particules du sol Eclatement des agrégats du sol, ce qui provoque un sol dur et compact lorsqu’il est sec et excessivement imperméable à l’eau

SAR et l’irrigation Les sols sableux peuvent ne pas se détériorer aussi vite que les sols lourds, cependant le risque potentiel subsiste. La présence d’un taux élevé en Na induit un pH élevé et possibilité accrue de présence de maladies des herbes, d’érosion du sol, de manque d’oxygène et de disponibilité nutritive insuffisante

SAR et l’irrigation RAS (ou SAR) = Na/ (0,5(Ca2+ + Mg2+)1/2 Tolérance des cultures en fonction du RAS Très sensible: RAS: 2-8, Fruits, noix, citron, avocat Sensible: RAS: 8-18, Haricots Résistance modérée: RAS: 18-46, Avoine, Riz Résistant : RAS: 46-102, Blé, Orge, tomates, betteraves

SAR et l’irrigation RAS (ou SAR) = Na/ (0,5(Ca2+ + Mg2+)1/2 Risque du RAS lié à l’eau d’irrigation aucun: RAS< 3, Aucune restriction léger à modéré: RAS: 3 à 9, * 3 à 6: des précautions pour les cultures sensibles. * 6 à 8: Utilisation du gypse, control de l’origine du Na (analyse des sols tt les 1 à 2 ans élevé: RAS > 9, de grave dommages, eau inappropriée