Programme d'irrigation des tomates - Méthode du bilan hydrique


Fiche technique - ISSN 1198-7138  -  Imprimeur de la Reine pour l'Ontario
Agdex : 257/560
Date de publication : avril 1990
Commande no. 90-113
Dernière révision : avril 1990
Situation :
Rédacteur : C.S. Tan - Agriculture Canada, Station de recherches (Harrow, Ontario)

Table des matières

  1. Besoin d'irrigation
  2. Irrigation et rendement des tomates
  3. Facteurs agissant sur les besoins d'irrigation
  4. Méthodes pour établir les besoins d'irrigation
  5. Exemple 1
  6. Exemple 2
  7. Exemple 3
  8. Sommaire

Besoin d'irrigation

Au Canada, environ 93 % des tomates de transformation sont produites en Ontario où 76 % de la superficie consacrée à cette culture se trouve dans le sud-ouest de la province. Les tomates de transformation constituent la récolte horticole ayant la plus forte valeur dans cette province.

Les tomates de transformation sont des plants à maturité tardive et à enracinement superficiel dont les besoins en eau sont grands. Un cultivar moyen a besoin d'environ 40 cm d'eau tout au long de la saison de croissance. Dans le sud de l'Ontario, les précipitations de pluie durant cette période sont très irrégulières, les quantités variant de 20 à 60 cm. La plupart du temps, les précipitations ne fournissent pas assez d'eau aux tomates pour assurer des rendements optimaux.

La popularité de la mécanisation des récoltes a poussé un nombre plus grand de producteurs de tomates à établir leurs plantations de préférence dans des sols légers. L'irrigation devient de ce fait un sujet de préoccupation plus présent. Les périodes de sécheresse obligent à fournir une irrigation supplémentaire au cours de certaines saisons. Un surplus d'eau peut nuire tout autant à la récolte que des conditions trop sèches. C'est pourquoi les producteurs de tomates sont à la recherche de pratiques éprouvées de régie de l'eau afin de maximiser la production de tomates par parcelle de terrain.

L'irrigation produira les meilleurs résultats seulement si les apports d'eau sont bien dosés et effectués au bon moment, de façon à réduire le stress hydrique.

Irrigation et rendement des tomates

Des apports d'eau irréguliers et inadéquats ont réduit la croissance, le rendement et la qualité de différents cultivars de tomates. Bien que des plantations irriguées aient produit de bons rendements chaque année (tableau 1), les effets de l'irrigation ont varié grandement d'une année à l'autre, selon la quantité et la répartition des pluies au cours de la saison de croissance. Dans le sud de l'Ontario, quoique certains cultivars aient mieux réagi que d'autres à l'irrigation, l'augmentation moyenne du rendement de cinq cultivars a été de 11 tonnes à l'hectare (1 430 $/ha), l'augmentation la plus forte étant de 21,6 tonnes (2 813 $/ha) et la plus faible de 4,5 tonnes (585 $/ha) pendant une période de quatre ans.

Tableau 1. Comparaison des rendements moyens de cinq cultivars de tomates de 1985 à 1988, avec et sans irrigation

Rendement de valeur marchande (tonnes/ha)

Année Cultivars sans irr. avec irr. Aug. Revenu brut $/ha*
1985
 
 
 
 
FM6203
35,4
47,7
12,3
1 599
H2653
36,8
41,1
4,3
559
H722
41,4
48,8
7,4
962
O7814
-
-
-
-
PUR812
41,4
55,5
14,1
1 833
Moyenne
 
38,8
48,3
9,5
1 238$
1986
 
 
 
 
FM6203
58,2
70,6
12,4
1 612
H2653
30,3
33,2
2,9
377
H722
52,4
65,6
13,2
1 716
O7814
63,4
69,7
6,3
819
PUR812
57,6
64,0
6,4
832
Moyenne
 
52,4
60,6
8,2
1 071$
1987
 
 
 
 
FM6203
42,9
45,0
2,1
273
H2653
31,4
39,4
8,0
1 040
H722
37,4
39,8
2,4
312
O7814
45,3
50,1
4,8
624
PUR812
45,3
50,5
5,2
676
Moyenne
 
40,5
45,0
 
585$
1988
 
 
 
 
FM6203
18,8
38,9
20,1
2 613
H2653
15,5
34,5
19,0
2 470
H722
23,4
40,9
17,5
2 275
O7814
24,0
50,9
26,9
3 497
PUR812
24,8
49,5
24,7
3 211
Moyenne
 
21,3
42,9
21,6
2 813$

*D'après le prix moyen de 130 $/tonne métrique (118 $/tonne) de 1989.

Facteurs agissant sur les besoins d'irrigation

Les caractéristiques du sol, des plants, du climat et les méthodes de gestion sont autant de facteurs qui agissent sur les besoins en eau des tomates.

Au nombre des caractéristiques pédologiques importantes, on retrouve le taux d'absorption et la capacité de rétention de l'eau disponible des sols ayant des textures différentes (tableau 2). Il est utile de connaître le taux d'absorption de l'eau lorsqu'on conçoit les systèmes d'irrigation et de fixer une vitesse d'arrosage pour empêcher la mise en boue du sol. La capacité de rétention de l'eau disponible se rapporte à la quantité d'eau retenue par le sol dans la zone des racines et elle se situe entre la capacité au champ et le point de flétrissement permanent. La capacité au champ est la quantité maximale d'eau du sol disponible aux plantes. Le point de flétrissement permanent est la quantité minimale d'eau du sol au-delà de laquelle les plants ne peuvent extraire l'eau efficacement. La capacité de rétention d'un sol dépend largement de sa texture. Les sols à texture grossière retiennent moins d'eau que les sols à texture fine. Cela signifie que les premiers nécessiteront une irrigation plus fréquente que les deuxièmes. Il est important de connaître la capacité de rétention de l'eau disponible pour calculer la fréquence d'irrigation d'un champ quelconque.

Tableau 2. Écarts de la capacité de rétention et du taux d'absorption de l'eau disponible pour diverses textures de sol
Texture du sol
Capacité de rétention (mm d'eau/cm de sol)
Taux d'absorption (mm/h)
Sable
0,5 à 0,8
12 à 20
Sable loameux
0,7 à 1,0
7 à 12
Loam sableux
0,9 à 1,2
7 à 12
Loam
1,3 à 1,7
7 à 12
Loam limoneux
1,4 à 1,7
4 à 7
Loam limono-argileux
1,5 à 2,0
4 à 7
Loam argileux
1,5 à 1,8
4 à 7
Argile
1,5 à 1,7
2 à 5

Les caractéristiques importantes pour les plantes sont la profondeur d'enracinement, le stade de croissance lorsque survient un déficit en eau du sol et le seuil de réduction du rendement ou la réduction tolérable de l'eau du sol. Les tomates transplantées sont des plantes à enracinement relativement peu profond. Bien que les racines pénètrent parfois jusqu'à un mètre, la plus grande partie se concentre dans les premiers 30 cm. La figure 1 présente les utilisations d'eau, quotidienne et saisonnière, des tomates irriguées tout au long de la saison de croissance. Les quantités d'eau utilisées pour les tomates irriguées varient selon le stade de développement de la culture. Les périodes de pointe d'utilisation surviennent pendant la nouaison et la fructification. Des apports d'eau irréguliers et inadéquats à ces époques peuvent altérer la nouaison et provoquer la pourriture apicale. On obtient une qualité et un rendement optimaux en apportant, par irrigation, une quantité d'eau égale aux besoins en eau de la culture en période de pointe. Le seuil de réduction du rendement ou réduction tolérable de l'eau du sol est le pourcentage d'eau disponible qui peut être extrait du sol avant l'apparition d'effets négatifs sur le rendement et la qualité de la récolte. Le coefficient de réduction tolérable de l'eau du sol est de 50 % pour les tomates.

Les caractéristiques climatiques importantes sont les précipitations de pluie, la radiation solaire, la température de l'air, les vents et l'humidité relative. L'eau évaporée par la végétation et le sol doit être remplacée par l'irrigation ou les pluies au cours de la saison de croissance. S'il pleut, les besoins d'irrigation sont moindres en général. Des pluies fines et graduelles échelonnées sur une longue période suffisent à réalimenter adéquatement la zone des racines, sans besoin d'irriguer, tandis que des averses de courte durée provoquent souvent du ruissellement et une percolation en profondeur. Étant donné la grande irrégularité des pluies, il est nécessaire de faire des relevés à proximité des champs où une irrigation est prévue. La quantité d'eau utilisée par les tomates dépend de la radiation solaire, de la température, du vent et de l'humidité relative. Les conditions climatiques sont nombreuses mais, pour estimer la quantité maximale d'eau utilisée par les tomates, il suffit de multiplier la température de l'air par la radiation solaire.

Taux d'utilisation d'eau par les tomates (mm/jour).

Figure 1. Taux d'utilisation d'eau par les tomates (mm/jour). Cliquez ici pour l'équivalent en text.

Les méthodes éprouvées de gestion sont indispensables; elles permettent de tirer le maximum de l'irrigation. Le producteur doit planter les bons cultivars et aux populations recommandées, assurer une lutte efficace contre les mauvaises herbes, les maladies et les insectes, et maintenir des niveaux de fertilité adéquats.

Méthodes pour établir les besoins d'irrigation

Voici trois moyens bien simples de savoir quand irriguer ou ne pas irriguer.

Premièrement, on peut procéder à un examen tactile du sol qui permettra de juger, par simple toucher, si le sol est assez sec pour irriguer ou assez humide pour attendre quelque temps. Bien que ce soit une méthode économique et rapide, sa précision laisse grandement à désirer.

L'utilisation de tensiomètres permet d'obtenir une autre opinion. Ces appareils mesurent la succion capillaire. Beaucoup de cultivateurs de l'Ontario en possèdent. Leur utilisation pose cependant un problème car les lectures varient selon le type de sol. Les tensiomètres donnent les meilleurs résultats dans des sols sableux où ils peuvent enregistrer presque toute la gamme d'humidité disponible. Dans les sols lourds, une grande proportion de l'humidité disponible n'est pas détectable par le tensiomètre.

La troisième méthode est celle du bilan hydrique. Elle s'appuie sur des données climatiques et présente les avantages suivants sur le plan de la programmation de l'irrigation :

  1. aucun équipement n'est nécessaire,
  2. elle est d'une grande précision,
  3. elle est d'utilisation simple et
  4. elle est souple et peut facilement s'adapter à d'autres cultures.

Dans la méthode du bilan hydrique, la zone des racines est perçue comme un réservoir d'eau disponible. Le réservoir se remplit de deux façons : par les pluies et par l'irrigation. L'eau en est extraite par les plants. Le cultivateur se sert du bilan hydrique comme on gère un compte bancaire. L'irrigation et les pluies deviennent les dépôts effectués dans le compte et l'utilisation quotidienne d'eau par les plants, les retraits. L'humidité du sol disponible dans la zone des racines est alors comparable au solde du compte. Pour que la méthode du bilan hydrique soit efficace, le cultivateur doit calculer la quantité d'eau extraite du sol pour déterminer la quantité à ajouter afin de maintenir le degré d'humidité dans l'écart idéal. La chose la plus importante pour l'établissement d'un calendrier d'irrigation avec cette méthode est d'évaluer avec précision l'utilisation quotidienne d'eau par les plants. On peut l'estimer en se servant du pourcentage de couverture végétale et du taux d'évapotranspiration maximale calculé à partir des données climatiques. Le bilan hydrique pour l'irrigation des tomates s'établit en six étapes de base.

Étape 1 Estimer la quantité d'eau disponible dans la zone des racines

Le tableau 2 présente les quantités estimées d'eau disponible par unité de profondeur d'enracinement par les sols de texture différente. Avant la floraison, la plus grande partie des racines de tomate se trouve à une profondeur de 30 cm, puis à 60 cm lors de la nouaison et de la fructification. On calcule la quantité totale d'eau disponible en multipliant la teneur en eau disponible appropriée par la profondeur d'enracinement.

Étape 2 Estimer la réduction tolérable de l'eau du sol (ou seuil de réduction du rendement) entre les irrigations

Comme nous venons de le voir, la réduction tolérable de l'eau du sol est cette portion de l'eau disponible dans la zone des racines (50 % pour les tomates) qui peut être extraite sans provoquer d'effets nuisibles sur le rendement et la qualité. Pour obtenir cette donnée, on multiplie simplement la quantité d'eau disponible par 50 %.

Étape 3 Estimer le taux d'utilisation d'eau

Le tableau 3 présente des données sur l'utilisation quotidienne moyenne d'eau par les tomates à trois endroits dans le sud de l'Ontario, compte tenu du pourcentage de couverture végétale (pourcentage de la surface du sol couvert par les plants).

Étape 4 Choisir quand irriguer

Idéalement, on détermine le moment de la première irrigation au printemps. On prend comme point de départ le moment où le sol est complètement mouillé à la suite d'une irrigation ou d'abondantes pluies qui amènent le réservoir du sol à se remplir jusqu'à la capacité au champ. Si le sol n'est pas à capacité au champ, il faut déterminer la quantité initiale d'eau disponible dans la zone des racines par observation directe (examen tactile du sol) ou par des relevés (méthode du tensiomètre). On détermine à quel moment irriguer en soustrayant l'utilisation quotidienne d'eau (étape 3) de la quantité totale d'eau disponible dans la zone des racines (étape 1) jusqu'à ce qu'on atteigne le niveau de réduction tolérable (étape 2). La procédure est décrite au tableau 4.

Tableau 3. Estimation de l'utilisation quotidienne moyenne d'eau (mm) par les tomates dans le sud de l'Ontario*
Mois/
Date
Ridgetown
% couv.vég
Simcoe
% couv. vég.
Windsor
% couv. vég.
0-30 30-70 70-100 0-30 30-70 70-100 0-30 30-70 70-100
Mai 1-7 0.4 1,7 2,2 0,4 2,2 2,8 0,4 1,7 2,2
Mai 8-14 0,7 3,0 3,8 0,7 3,0 3,8 0,7 3,0 3,8
Mai 15-21 0,7 3,0 3,8 0,9 3,8 4,7 0,8 3,1 3,9
Mai 22-31 0,7 3,0 3,8 0,9 3,8 4,7 0,8 3,1 3,9
Juin 1-7 0,8 3,4 4,2 1,0 4,0 5,0 0,8 3,4 4,2
Juin 8-14 0,8 3,4 4,2 1,0 4,0 5,0 0,8 3,4 4,2
Juin 15-21 0,9 3,8 4,7 1,0 4,2 5,2 0,9 3,7 4,6
Juin 22-30 1,0 4,2 5,2 1,1 4,4 5,5 1,0 3,9 4,9
Juill. 1-7 0,9 3,8 4,7 1,1 4,3 5,4 1,0 4,0 5,0
Juill. 8-14 0,9 3,8 4,7 1,1 4,3 5,4 1,1 4,2 5,2
Juill. 15-21 0,9 3,4 4,6 1,1 4,3 5,4 1,1 4,2 5,2
Juill. 22-31 0,9 3,4 4,6 1,1 4,3 5,4 1,0 3,8 4,8
Août 1-7 0,9 3,4 4,6 1,0 3,9 4,9 1,0 3,8 4,8
Août 8-14 0,8 3,0 3,8 0,9 3,6 4,5 0,8 3,4 4,2
Août 15-21 0,6 2,6 3,2 0,8 3,3 4,1 0,7 2,8 3,5
Août 22-31 0,6 2,6 3,2 0,8 3,3 4,1 0,7 2,8 3,5
Sept. 1-7 0,5 2,0 2,6 0,7 2,7 3,4 0,5 2,2 2,7
Sept. 8-14 0,4 1,8 2,2 0,6 2,4 3,0 0,5 1,9 2,4

* Calculée à partir des données sur l'évapotranspiration hebdomadaire maximale à chacun des endroits en utilisant les facteurs 20, 80 et 100 % correspondant aux trois groupes de pourcentages (0-30; 30-70; 70-100) de la couverture végétale. (Données sur l'évapotranspiration maximale hebdo-madaire tirées de Treidl, 1970. Données sur les paramètres de cultures de Tan et Fulton, 1980).

Étape 5 Calculer les quantités d'eau d'irrigation

Quantité d'eau à irriguer = réduction tolérable / réduction tolérable = 50 % x eau disponible / réduction tolérable

L'efficacité de l'irrigation varie selon la dimension et l'uniformité des champs et selon les conditions climatiques. La percolation en profondeur, le ruissellement et l'évaporation peuvent annihiler les arrosages. Les systèmes d'irrigation par aspersion, bien construits et bien utilisés, ont une efficacité de l'ordre de 75 % en général; les systèmes goutte à goutte sont habituellement beaucoup plus efficaces.

Étape 6 Calculer la durée des arrosages

Durée d'arrosage= quantité d'eau à appliquer / taux d'arrosage

La durée des arrosages est fonction de la quantité d'eau à appliquer (étape 5) ainsi que de la vitesse d'absorption de l'eau par le sol (tableau 2). Si le sol absorbe lentement l'eau, choisir un système dont le taux d'arrosage sera suffisamment lent pour empêcher la mise en boue du sol.


Tableau 4. Exemple de l'application du bilan hydrique à l'établissement d'un calendrier d'irrigation pour les tomates

Endroit : Harrow
Type de sol : Sable loameux
Profondeur d'enracinement :
avant la floraison (avant le 15 juin) : 30 cm
après la floraison (après le 16 juin) : 60 cm
Quantité maximale d'eau disponible :
avant la floraison : 30 mm (voir exemple 1)
après la floraison : 60 mm (voir exemple 1)
Réduction tolérable de l'eau du sol :
avant la floraison : 15 mm (voir exemple 1)
après la floraison : 30 mm (voir exemple 1)

Date
Juin 1987
Pluie (mm)
Couverture végétale %
Eau utilisée (mm)
Eau disponible (mm)
Eau d'irrigation (mm)
1 0,8 25 0,8a    
2 44,4 25 0,8 30,0b  
3   25 0,8 29,2  
4   25 0,8 28,4  
5 0,4 30 0,8 28,0  
6 1,6 30 0,8 28,8  
7   30 0,8 28,0  
8 1,6 40 3,4 26,2  
9   40 3,4 22,8  
10   40 3,4 19,4  
11 8,4 40 3,4 24,4  
12   45 3,4 21,0  
13   45 3,4 17,6  
14   45 3,4 14,2c 20ef
15   50 3,7 30,0  
16   50 3,7 60,0d  
17   50 3,7 56,3  
18   50 3,7 52,6  
19 9,4 50 3,7 58,3  
20   60 3,7 54,6  

  1. Voir tableau 3.
  2. Le 2 juin, une pluie abondante (44,4 mm) a rempli le réservoir du sol jusqu'à capacité au champ.
  3. La quantité totale d'eau disponible dans la zone des racines à 30 cm a baissé au-dessous du niveau de réduction tolérable de 15 mm.
  4. Quantité totale d'eau disponible après la floraison = eau disponible (mm/cm) x profondeur d'enracinement = 1,0 mm/cm x 60 cm = 60 mm.
  5. Quantité d'eau d'irrigation = réduction tolérable de l'eau du so /Efficacité d'irrigation = 15 mm / 0.75 = 20 mm
  6. Durée d'arrosage = Quantité d'eau d'irrigation / Taux d'arrosage = 20 mm / 12 mm/h = 1 h 40

Exemple 1

Soit :
Type de sol : Sable loameux
Profondeur d'enracinement (avant floraison) : 30 cm
Profondeur d'enracinement (après floraison) : 60 cm

Calculs :

Étape 1 :

Eau disponible totale dans la zone des racines (avant floraison)
= eau disponible (mm/cm) x prof. d'enracinement
= 1,0 mm/cm x 30 cm
= 30 mm


Eau disponible totale dans la zone des racines (après floraison)
= 1,0 mm/cm x 60 cm
= 60 cm

Étape 2 :

Réduction tolérable de l'eau du sol (avant floraison) = 50 % x eau disponible dans la zone des racines = 50 % x 30 mm = 15 mm
par conséquent, l'irrigation débute lorsque 15 mm d'eau ont été utilisés (cf. tableau 3)

Réduction tolérable de l'eau du sol (après floraison) = 50 % x 60 mm = 30 mm
par conséquent, l'irrigation débute lorsque 30 mm d'eau ont été utilisés (cf. tableau 3)

Étape 3 :

On peut se servir du tableau 3 pour estimer l'utilisation d'eau quotidienne selon la période de la saison et le pourcentage de couverture végétale. Par exemple, à Ridgetown, dans les deux premières semaines de juillet, si la culture couvre 50 % de la surface du sol, l'utilisation quotidienne d'eau est de 3,8 mm.

Étape 4 :

On peut déterminer le moment d'irriguer en divisant le coefficient de réduction tolérable de l'eau du sol (étape 2) par l'utilisation quotidienne prévue pour la culture (étape 3). Par exemple, s'il ne pleut pas au cours des deux premières semaines de juillet, il faudrait irriguer (15 mm/3,8 mm) tous les quatre jours avant la floraison et tous les huit jours (30 mm/3,8 mm) après la floraison.

Étape 5 :

Quantité d'eau d'irrigation (avant floraison)= réduction tolérable (étape 2)/efficacité d'irrigation = 15 mm/ 0,75 = 20 mm

Quantité d'eau d'irrigation (après la floraison) = 30 mm/0,75 = 40 mm

Étape 6 :

Durée d'arrosage (avant la floraison)
= quantité d'eau (étape 5)/taux d'arrosage (tab. 2) = 20 mm/12 mm/h = 1 h 40
Durée de l'arrosage (après floraison)
= 40 mm/12 mm/h = 3 h 20

Exemple 2

Soit :
Type de sol : Loam
Profondeur d'enracinement (avant floraison) : 30 cm
Profondeur d'enracinement (après floraison) : 60 cm

Calculs :

Étape 1

Eau disponible totale dans la zone des racines (avant floraison)
= 1,7 mm/cm x 30 cm = 51 mm

Eau disponible totale dans la zone des racines (après floraison)
= 1,7 mm/cm x 60 cm = 102 mm

Étape 2

Réduction tolérable de l'eau du sol (avant floraison)
= 50 % x 51 mm = 25,5 mm

Réduction tolérable de l'eau du sol (après floraison)
= 50 % x 102 mm = 51 mm

Étape 3

Même que dans l'exemple 1

Étape 4

S'il ne pleut pas dans les deux premières semaines de juillet, il faudrait appliquer tous les sept jours environ (25,5 mm/3,8 mm) avant la floraison et tous les treize jours (51 mm/3,8 mm) après la floraison.

Étape 5

Quantité d'eau d'irrigation (avant la floraison)

= 25,5 mm/ 0,75 = 34 mm
Quantité d'eau d'irrigation (après la floraison)

= 51 mm /0,75 = 68 mm

Étape 6

Durée d'arrosage (avant la floraison)

= 34 mm/ 12 mm/h = 2 h 50

Durée d'arrosage (après la floraison)

= 68 mm/ 12 mm/h= 5 h 40

Exemple 3

Soit :
Type du sol : Argile
Profondeur d'enracinement (avant la floraison) : 30 cm
Profondeur d'enracinement (après la floraison) : 60 cm

Calculs :

Étapes 1 à 5

Même que dans l'exemple 2

Étape 6

Durée d'arrosage (avant la floraison)
= 34 mm/5 mm/h = 6 h 48
Durée d'arrosage (après la floraison)
= 68 mm/5 mm/h = 13 h 36

Sommaire

Puisqu' un apport irrégulier ou inadéquat d'eau peut réduire la croissance, le rendement et la qualité de différents cultivars de tomates, il est important de connaître les facteurs qui influencent les besoins d'irrigation afin établir un bilan hydrique. Ce bilan hydrique s'établit en six étapes de base et vous permet de déterminer les quantités d'eau d'irrigation ainsi que la durée des arrosages.


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Sans frais : 1 877 424-1300
Local : 519 826-4047
Courriel : ag.info.omafra@ontario.ca