Une gestion précise de l’eau d’irrigation et de l’azote améliore l’efficacité de l’utilisation de l’eau et de l’azote dans le cadre de l’agriculture de conservation du maïs.

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 12060 (2023) Citer cet article

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Une expérience de terrain de trois ans a été mise en place pour faire face à la menace d'épuisement des eaux souterraines et à la durabilité des systèmes agroalimentaires. Le système d'irrigation goutte à goutte souterraine (SDI) combiné à la gestion de l'azote dans le cadre d'un système maïs-blé (MWS) basé sur l'agriculture de conservation (AC) a des effets sur les rendements des cultures, la productivité de l'eau d'irrigation (WPi), l'efficacité de l'utilisation de l'azote (NUE) et la rentabilité. Les rendements céréaliers du maïs, du blé et du MWS dans l'IDS avec 100 % d'azote recommandé étaient significativement plus élevés de 15,8 %, 5,2 % et 11,2 %, respectivement, que le système conventionnel d'irrigation par sillons/inondation (CT-FI). Les économies d'eau d'irrigation du système (~ 55 %) et le WPi moyen étaient plus élevés dans le maïs, le blé et le MWS sous le système SDI que dans le système CT-FI. Il y a eu une économie de 25% d'engrais N dans le maïs et le MWS alors qu'aucune économie de N n'a été observée dans le blé. Les revenus nets du MWS étaient significativement plus élevés (265 USD) dans le cadre du SDI avec 100 % de N (sans subvention) que dans le système CT-FI, malgré un coût de production plus élevé. Les rendements nets ont augmenté de 47% en considérant une subvention de 80% pour la pose du système SDI. Nos résultats ont montré un grand potentiel de complément de l'AC avec la gestion SDI et N pour maximiser la productivité, NUE et WPi, ce qui peut être économiquement bénéfique et respectueux de l'environnement dans les MWS du Trans-IGP d'Asie du Sud.

Le système maïs-blé est le troisième système de culture le plus important (~ 2,90 M ha) après les systèmes riz-blé et coton-blé1 et présente un potentiel compte tenu de l'émergence d'une crise de l'eau dans les plaines indo-gangétiques d'Asie du Sud. Dans le cadre de l'irrigation par inondation conventionnelle du riz, une quantité importante d'eau d'irrigation est perdue par évaporation et percolation du sol2,3. Ces dernières années, la superficie cultivée en maïs a augmenté dans le nord-ouest de l’Inde, en grande partie grâce aux politiques gouvernementales favorables visant à promouvoir sa culture afin d’économiser de précieux coûts d’eau d’irrigation et d’électricité4. La culture conventionnelle du maïs et du blé sur un champ plat nécessite 6 à 7 opérations de labour ainsi qu'une irrigation par inondation, ce qui implique un apport énergétique élevé et une utilisation inefficace de l'eau d'irrigation et de l'azote des engrais (N), et des bénéfices économiques moindres5. Une technique alternative pour économiser l'eau et augmenter la productivité de l'eau d'irrigation (WPi) et l'efficacité de l'utilisation des engrais azotés (NUE) comprend le passage à des plates-bandes surélevées permanentes basées sur des pratiques d'agriculture de conservation (AC) (sans labour et paillage de paille), la planification de l'irrigation et la fertirrigation1, 6.

Il y a un grand défi à relever pour améliorer la productivité et réduire les coûts de culture dans le système maïs-blé. L'adoption de plates-bandes surélevées permanentes irriguées par sillons a augmenté les rendements, NUE, résolu les problèmes de main-d'œuvre et d'eau et sauvé l'environnement7,8,9,10. Dans un système de plantation permanent sur plates-bandes surélevées, le maïs et le blé sont plantés au sommet de plates-bandes de 37,5 cm de large avec des sillons de 30 cm de large et retiennent les résidus des cultures précédentes à la surface du sol11. Des études antérieures ont montré que le maïs planté sur des plates-bandes surélevées permanentes avec rétention des résidus entraînait des économies de 11 % en eau d'irrigation et un WPi supérieur de 16 % par rapport à la plantation conventionnelle8,12.

L’agriculture de conservation, associée à une application précise de l’eau et des nutriments, offrira des opportunités d’intensification des systèmes céréaliers pour un changement indispensable vers la transformation des systèmes agroalimentaires en Asie du Sud. La superposition de l’irrigation goutte à goutte combinée à la fertigation à l’azote dans le système AC pourrait constituer un choix économiquement réalisable pour les grandes cultures en rangs, telles que le maïs13,14,15 et le blé15,16,17,18, afin d’augmenter le WPi et le NUE. L'irrigation goutte à goutte de surface présente de sérieuses limites en raison du processus complexe consistant à ancrer les latérales au début et à les retirer après la récolte de chaque culture, car elles interfèrent avec les opérations sur le terrain au cours de l'année. Contrairement à l'irrigation goutte à goutte de surface, le système d'irrigation goutte à goutte souterrain (SDI) réduit l'évaporation du sol, permet une meilleure distribution de l'eau et des engrais directement à la zone racinaire de la plante pour répondre et synchroniser la demande de la plante, ce qui se traduit par un WPi et un NUE plus élevés, et permet également d'économiser du travail. coût et permet des pratiques normales de travail du sol13,18,19. L’application conventionnelle de N en surface sous forme d’urée favorise les pertes par volatilisation de N, en particulier lorsque les résidus de culture sont retenus sous forme de paillis20,21. Une fertirrigation précise de l'azote dans plusieurs divisions via SDI pourrait réduire les pertes d'azote par lessivage et volatilisation, améliorant ainsi le NUE dans un système maïs-blé surélevé permanent basé sur l'AC 19,22,23. Ainsi, un placement précis de N ainsi que de l'eau d'irrigation dans la zone racinaire active de la culture via SDI améliorera le NUE et le WPi dans un système maïs-blé surélevé permanent basé sur l'AC.