Amélioration des relations décrivant le drainage pour caractériser le rendement de la production de grandes cultures sur les plans agronomique et environnemental
Citation
Reynolds, W.D. 2019. Improved drainage relationships for characterizing the agronomic and environmental performance of field crop production. Geoderma xxx: xxx-xxx.
Résumé en langage clair
Le rendement des cultures agricoles sur les plans économique et environnemental dépend fortement d’une gestion efficace de l’eau dans la zone racinaire des cultures. Par exemple, une trop grande quantité d’eau dans la zone racinaire peut « noyer » les cultures et lessiver les engrais vers les fossés de drainage et les cours d’eau, tandis qu’une trop petite quantité d’eau réduit le rendement et la qualité des cultures. Cette étude a permis de mettre au point des relations mathématiques améliorées pour caractériser les taux de drainage de l’eau dans le sol et le teneur en eau du sol, qui sont des éléments essentiels pour assurer une gestion efficace de l’eau dans la zone racinaire. Cette étude a également permis de montrer comment les relations décrivant le drainage peuvent être combinées avec des critères de production agricole et d’impact environnemental pour caractériser les conséquences positives et négatives des stratégies d’irrigation et de l’application d’amendements inorganiques au sol.
Résumé
Les équations algébriques simples décrivant le drainage permettent d’obtenir des distributions de la teneur en eau du sol non saturé et du flux de drainage en fonction de la profondeur et du temps, suffisamment exactes pour pouvoir être utilisées, mais elles donnent systématiquement une sous estimation de la pression matricielle. L’objectif principal de cette étude était d’améliorer l’estimation de la pression matricielle et, par conséquent, d’augmenter la valeur des équations algébriques décrivant le drainage dans les applications agroenvironnementales. Un objectif secondaire était d’illustrer comment ces équations algébriques peuvent être utilisées pour informer et caractériser le rendement de la production de grandes cultures sur les plans agronomique et environnemental.
Un facteur de correction quasi empirique a été mis au point pour réduire l’erreur de pression matricielle à un niveau acceptable de 0 à 22 % par rapport aux résultats de la simulation numérique pour les sols à capillarité faible, modérée et élevée à des profondeurs de profil de 0,3 m et de 1,0 m, et pour le drainage selon des temps de saturation allant de 0,01 à 30 jours. Sans correction, l’erreur de pression matricielle allait d’un maximum à peine acceptable de 35 à 40 % pour les sols à capillarité faible et modérée à un maximum clairement inacceptable de 141 % pour les sols à capillarité élevée. Les équations décrivant le drainage, ainsi que la pression matricielle corrigée et les critères cibles tirés de la littérature, ont été utilisés pour illustrer comment divers taux d’ajout de loam limoneux ont influé sur le fonctionnement agronomique et environnemental d’un sol sableux agricole en termes de temps de drainage de la zone racinaire, de flux de drainage, de capacité de stockage de l’air et de l’eau utilisables par les plantes, d’eau facilement disponible, et de perte excessive potentielle d’eau et de nutriments par percolation profonde et lessivage.