besoins en eau et quelques méthodes de gestion de l...

Al Awanùa 94 - Septembre 1996 65

Besoins en eau et quelques méthodes degestion de l ' irrigation au niveau de laparcelle du riz (Oryza Sativa L.) rrigué(Revue

Lage M.r et El Mourid M.2I INRA, Centre régional de Ia recherche agronornique du Ghalb, Kénitla, B�P.257 - Maroc'� INRA, Centre régional de la recherche agronomique de Doukkala-Abda*Chaouia, Settat, BP 589,Maroc

RésuméLe riz (Orl,za sativa L.) est la céréale la pLus cultivée clans le monde après le blé. Il occupectctuellenlent une supe(icie d'erwiron 160 Million d'hectares. Il étqit essentiellement cultivédcut.ç les trcpiques et à l'équateur où il bénéficie de I'eau et de la cltaleur Actuellement, il estcul.tit;é même sous clinnt n.éditerranéen pourvu qu'iL soit irrigué durant la période estivale.

Au Mcttoc:, la supe(icie résérvée au riz est de 12 000 ha localisée clans lct région du Gharb.Le cyls cle dévebppentent de cette cuLtlrre se dércule entre mai et octobre. Plusieurs contraintesentrovent I'expansiott de cette culture, la plus inryortante étant lct contrainte clintatique es-sentiellentent I'eau. Vu que cette culture est totalement irriguée, elle consomme énorméntentd'eau. Sa consonrmation au chcuup est estinûe à 17 400 mt/ha. EIle correspond ci Ia com-pensatiott des besoins d'évepotranspiration, d'évaporation du plut d'eau, du droinage etdes infiltretions des eaux dans le sctl.

Les besoins en enu du riz peuveû êtrc approchés soit par des méthode.y intlirectes qui englobentLes métlzodes enrpiriques, soit par des nÉtlntles cLirectes basées sur l.'équation du bitan hy-drique expérincntaletnent ovec olt sctns avoir recours à la lysimétrie. Le choix de chacune cleces nÉthocles e.vt lié ci I'objectif tle I'utilisateur ainsi qu'à h clisponibilité cles données rela-tives à la régiotr d'étude.

Des éturles menées dans le région ntécliterrcméenne dans le but de réduire kt consommalionen eau clu riz soit par une gestion de la subnrcrsion ou ltar I'utilisation el'autres techniquesd'irrigation aufte que la submersion, ont abouti ci des résultats variables et concluants. Notreobjectif est de faire une mise au point sur les acquis dans ce dontaine.

Mots-c lés : Riz. hesoins en eau. techniques d ' i r r igat ion

bibl iographique)

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Abstract: Water requirements and some water managmentpractices for lowland rice (Oryza Sativa L.).After wheat, rice (oryza sativa) is the world's most importantfood crop with 460 nùllions hec-tares (ha). It is a warm season crop and grown essentially in the humid tropical and subtrct-pical regions where it beneficiates from heat end humididity. Recently, rice has been p;rownever under the mediterranettn climate where summer iruigation is possible.

In Moroccco, the area reservedfor rice is l2 000 ha. This crop is relatively new and entirelymechanized. Rice productiott is concentrated in the Gharb region (north westent region) on

flat heavy soils. Growing season may through october

This crop faces m.any constraints wich are technical (soil leveling, disease, and low rate ofutilisation of cenified seeds), socio-economic (low consumption of rice, I kg /person/year) ctndclimatic (mainly precipitations). Water availability is the most limiting factor : low rainfui af-

fects water storage in the dants and limits lhe increase of the rice area. In Morocco rice uses17 400 m3/ha of water This high water consumption covers evapotranspiration, water evcl-poration, drainage and soil infiltration.

Water needs might be deternùned empirically or by measurments with or without the use forthe lysimeter methode. The choice of one of the two methods depends on the purpose and theavalability of data for the regiotr.

Studies undertaken in order to reduce water use by rice, mainly in the mediterrenean regiort,have led to different results. Most iruigation techniques used have resulted in a lower grainyield thcm the flooding technique. Other studies are now undertaken. Many researchers thinkthat research should be done on genetic intprovement, by mutagenesis, to create varieties adap-ted to fktoding conditions. Reducing rice water consumption, is the main objective of medi-terranean countries. Our objective is it to review ?

Key words : Rice, inigation water requirements, irrigation technics

(i$lièrJ..# i-b4 çrll ot+n uà+ r,tll 6. -uIf .:,h+t- : s-ÀL

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Al Avvanùa 94 - Septernbre 1996

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csJl ù!1,3: ,Çtll ot*+LJl ,;r1l : t-,ra.El".et K

lntroductionEn climat rnéditerranéen, la production du riz cst l imitée par la rareté de I 'eau. Cette cultureest particulièrernenl cultivée en été. Dans ce type de climat, la pluviométrie s'étale de2]5 it900 rnm clont plus rJe 65 o/o sont des pluics hivernalcs (FAO. 1990). L'évapotranspilation an-nuellc atteint I 200 mm/an dépassant lalgernent la pluviométrie totale (FAO. 1990). Donc lapratique de la culture du riz nécessite I ' irr igation dans ccs régions. Les riziculteurs d:ns cespays conduisent le riz dc la même làçcn que dans les tropiques par submersion totale, ce quinécessite d'énormes quantités d'eau. Actusllement des recherches sur les techniqucs d'irri-gation de pointe qui visent l 'économic de I 'eau, pour le riz cultivé en climat méditerranéen,sont en cours (FAO. 1990).

Le riz au Maroc est conduit d'une fàçon intensive ct mécanisée. I l cst cultivé <ians des closanténagés pour assuler I ' irr igation par subrnercicln. Cettc culture a perrnis une valorisation destenes hydromorphes de la région du Gharb .

La rizioulturc au Maroc a connu un dévcloppement importarrt rnais restc tributaire dcs condi-tions olimaticlucs. Actuellement, lo superf icie anrénagée pour le riz cst de 12.000 ha. Cette der-nière est conditionnée par la disponibil i té de I 'eau au nivcau du barrage Idriss plelnier ; d'oùseulctnent 5 000 à 9 000 ha sont emblavés par cctte oultu;e. Dans le cadrc de "aménlgement

A 1


hydro-agricole du Gharb, il cst prévu d'étendre cette superficie à 39.000 ha ce qui représen-tera l5 Vo dela superficie inigable totale de la zone (Bouhache 198 l).

Au Gharb, les besoins en eau d'irrigation du riz sont estimés à 17.400 m3/ha ilahlou 1989).Cette consommation excessive ne reflète pas les vrais besoins en eau du riz. Or, vu la conjonc-ture climatique défàvorable qu'a connue notre pays et qui s'est répercutée sur les disponibi-lités en eau des banages, et afin de permettre l'élaboration d'un bon programme rizicole etmieux exploiter les caux d'irrigation, une connaissance précise des besoins réels en eau duriz est nécessaire.

Besoins en eau du rizD'après Doorenbos et Pruitt (1971),les besoins en eau sont définis comme étant la quantité

d'eau dont a besoin une culture saine, poussant dans de grands charnps sous des conditionsnon limitantes, pour compenser les pertes en eau à travers l'évapotranspiration. C'est aussile volume de I 'eau consommée au cours de tout le cycle de développement de la plante al-lant de la mise en eau à la récolte.

Les principaux facteurs influençant iu.onrorn*otion en eau sont, l 'évaporation, les infl l tr-a-

tions latérales, la préparation du sol et la submersion init iale. Les conditions agissant sur ces

facteurs sont le climat. les calactéristiques du sol, la longueur de la période d'inigation, la pro

lbndeur de la nappc, le ndement et la méthode de plantation (semis direct à sec, le prégetmé,

le repiquage) et d'irrigarion (Grist 1986). D'après Ingram (1993), généralement, un riz plu-

vial nécessite 700 à 800 mm d'eau pour une durée du cycle de 130 jours. Le riz irrigué né-

cessite 100 à'725 mm pour la préparation du sol et 800 à 900 mm pour la croissance du riz

ce qui donne un total de 900 mm à 1.625 mm. Plusieurs études ont montré que la consom-

mation en eau d'irrigation du riz varie entre 800 mm (Kung et Atthhyodhim 1968) et

I 500 mm (Jing 1988), et que les besoins de la plante se chiffrent entre 20 et 30 Vo de la consom-

mation totale.

Lc tableau ci-dess<tus donne quelques cxemples de la consommation en eau du riz en Asie.

Tableau 1. Quelques données sur la consommation en eau du riz en Asie (synthèse)

Pavs Eau consommée Transpirée Pércolée Evaporée Référence

JaponChine(provirr:e de Human)Thaïlande( I 96s)Laos

Sri Lanka

685 à 1300864

NC55 o/o

NC25 Vo

NC20 Vo

Léonard (1948)Pan (1952)

1 240

1 257(n2j)I 830(3 à 4mois)

NC NC

20Vo 60Va(2.4mrn/j) (7.3mm/j)

NC Kung et al.

21 o/o Kotter(1969)(2; lmrn/i)

Lord (1932)

NC : Non communiqué

Al Awqmict 94 - Septembre 1996

Kung (1966 b) oonclue qu'en moyenne, les besoins en eau du riz en Asie du repiquage à la

réoolte varient de 800 mm à 1.200 mm avec des extrômes de 520 mm et 2 549 mm. La trans-piration varie de 200 à 500 mrl ; l 'évaporation entre 180 et 380 mm et la percolation entre

200 et700 mm. La consomlnation par jour varie entre 6 et l0 mm. (extrêmes 5.6 et 20.4 mm).

Méthodes de mesure des besoins en eau du riz

Les besoins en eau du riz doivent être planifïés durant toute sa période de croissance. Ces be-

soins doivent couvrir : a- l 'évapotranspilation (ET) ; b- I ' infi l tration et la percolation (I et P).

Quand lc couvert végétal croit, I 'ET devicnt dépendante de sa surfacc fbliaire totale (Brij et

Early 198 I ). L'ET est dif l lci lement rnesurable au champ, mais plusieurs méthodes ont été dé-

veloppées pour 1'estimer à partir d'un bac d'évaporation ou à partir des données agrométéo-

rologiques.

L'inflltration latérale et la percolation verticale constituent le mouvement de I'eau dans Ie sol.

Ces deux variables sont aussi dilTcilement mcsurables séparément, ce qui conduit à les me-

surer ensemble (IP). Donc les besoins en eau du riz sont définis comme étant la somme de

ET et de IP durant toute la période de sii croissance (Brij ct Early 1981).

Détermination de l'évapotranspi:'ation

L'évarpotranspiration (ET) peut êtrc estinrée indirectement par I 'une des multiples rnéihodcssc basant sur des paramètres rnétéorologiques. Certaines uti l isent dcs équations qui se basentsur des méthodes telles que l 'aérodynamique ou Ie transfèrt de masse, l 'équil ibre énergé-

tique (méthode de ratio de Bowcn) et la combinaison entre les deux. La méthode de l 'équi-l ibre énergétique est la meil leurc méthode dans cette approche (De Datta 198 I ). Mais ces mé-thodes requièrent des instrumentations complexes (Tomar and O'Tool 1980). Le groupe derecherche de l 'évapotranspiration (RGE 1967) a rapporté quc I 'ET estimé à partir de ces rné-thodes est inférieure à l'évaporation totalc mesurée par un évaporimètre de 20 cm de diamètre.

D'autres méthodes se basent sur de simplcs relations empiriclues pour estimer l 'évapotrans-piration potentielle. Doorenbos et Pruitt ( 1977) suggèrcnt les méthodcs de Blanney - Criddel,la radiation solaire, l 'évaporation bac et l 'équation de Penman pour calculer l 'évapotranspi-ration de référencc moyennant dcs données clirnatiques. L'ellct des carerctéristiques de laculture sur ses besoins en eau cst donné par le coeff ' icient cultural Kc qui est la relation entreET référencc (Et^) et l'évapotranspiration de la culture : ET culturc - Kc Et^

D'après Wickham et Sen (1978), sur toutes les méthodes d'estimation de l 'évapotranspiration,l 'équation de Penman a une base théorique solide, mais dcmande des données qui sont rare-rnent cc-rllectées. Une autre approche, est de corréler les mesures de l'évapotranspiration (ET)ct les données de l 'évaporation à partir d'un bac ouvert (EP), installé dans un champ de rizdurant toute une saison de croissance. Jonhnson (1965) a développé les relations l inéaires sui-vantes entre ET et EP pour un riz conduit sous submersion durant scs trois phases de orois-saince. Les relations trouvées sont mentionnées dans le tableau 2.

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10 Al Awanria 94 - Septembre 1996

Tableau 2. Relations entre l'évapotranspiration (ET) et l'évaporation bac d'un riz conduit soussubmersion (Jonhson 1965)

Stade de croissance Relation trouvée R2

Stade végétatif

Stade reproducteur

Stade maturité

E T = l . l 0 4 E P + 0 . 3 5

ET = 1 .145 EP

ET= 0.880 EP + 0.81

0.93

0.93

0.96

Aussi pour deux saisons de croissance du riz en Philippines, Kampen (1970) a obtenu les équa-tions suivantes pour un riz conduit sous submersion :

Thbleau 3. Relations entre l'évapotranspiration (ET) et l'évaporation bac d'un riz conduit soussubmersion pour deux saisons de croissances (Kampen 1970)

Saison humide

Stade de croissance Relation trouvée R2

Saison sèche

Relation trouvé R2

Stade végétatif ET = 0.8 EP + 0.3 0.88 ET = 0.9 EP + 0.5

ET = 0.9 EP + 0.5

0.77

0.83Stade reproducteur ET = 0.8 EP + 0 .2 0.17

Ces équations ont été utilisées dans les études des bilans hydriques en Luzon centrale (Phi-l ippines) et elles ont donné des satisfactions dans I 'estimation de l 'ET pour les difTér'entsstades de croissance du riz (Sahni et Early 1981).

D'autres relations reliant l 'évaporation à partir d'un bac classe A et l 'évapotranspiration ontété mises en évidence. La relation suivante a été établie par Tomar et O'Toole (1919) :ET = L2 EP. Par contre, Yoshida (1979) a démontré que l'évapotranspiration potentielle es-timée à partir d'un champ de riz est plus f 'aible que celle de l 'évaporation bac observéc. Lepotentiel d'évapotranspiration (E) est fbrtement corrélé avec le bac d'évaporation par larelation : E, = 0.93 Ebac.

D'après V/ikham et Sen (1978), l 'évaporation àpartird'un bac ouvert donne beaucoup plusde satisf 'action pour I 'estimation de I 'ET, et donc de l 'évaporation du riz sous les conditionsde submersion, que d'autres techniques. Aussi I'installation et I'utilisation d'un bac d'évaporationsont moins coûteuses que celles d'un solarimètre. Il y a cependant des cas où les bacs ne peu-ventpas être uti l isés. Donc, i l fhut un sirnple modèle reliant la radiation solaire à l 'évapora-tion à partir d'un bac ouvert. Des relations entre la radiation solaire (S) et l 'évaporation bacclasse A (Ebac) ont été mises en évidence. Pour un sol oouvert de riz avec une alimentationen eau suffisarlte sans aucun déhcit hydrique, l'évapotranspiration peut utiliser toute la ladiationnettc. Le taux d'évapotranspiration correspondra au taux maximurn selon l 'équation :

E = 0.0105 S (mm/j), (Yoshida 1979)S = radiation solaire incidente (cal/cm2li)E = évapotranspiration

Cette équation donne l'estimation de l'évapotranspiration potentielle d'un champ de riz s'iln'y a pas d'efïet oasis pouvant I'aft'ecter. Ce modèle a été utilisé durant 10 ans aux Philippines

AI Awamia 94 - Septembre 1996

pour calculer le déficit hydrique annuel, mensuel et hebdomadaire. Cctte équation est la

même que celle trouvée par l ' IRRI sur des nresures expérirnentales au champ où ils ont ob-

tenu l 'équation suivante, ET= 0.01072 S (Yoshida 1979).

Les mesures expérimentales directcs utilisées pour le calcul des besoins en eau du riz sont très

diverses et varient selon leur coût et selon la cor.nplexité de I'opération à mener. La plupart

ont été basées sur I 'uti l isation d'un lysimètrc, outi l qui permet la mesure de tous les termesde l 'équation du bilan hydrique, mais elle est très coûteuss. Pour le riz en irrigué, la lysimé-

trie pesable est nécessaire pour les mesures journalières à des intervalles courts dans le temps.Par contre pour le riz pluvial, diflérentes méthodes peuvent ôtre utilisées (Forest et Kalms 1984).

Tomar et O'Tool (1980) ont proposé un microlysimétre simple et sensible pour mesurer l'éva-potranspiration journalière et horairc à partir d'un champ de riz submergé. La méthode consisteà mesurer cette évapotranspiration à partir de la baisse du niveau d'eau dans une colonne d'eauliée à cet appareil. Ce microlysimètre pcut être môme installé un à deux jours avant la trans-p lantat ion de la cul ture .

Détermination de la percolationUne des méthodes préconisée consiste à placer 3 à 4 bacs de dimensions déflnies, dans un champde riz. Chacun des bacs pemet la mesure d'un des termes de l'équation du bilan hydrique (Ta-

bleau 4).

Thbleau 4. Equipement uti l isé pour la détermination des besoins en eau et de la percolation

du riz en Thaïlande (Kung et ctl. 1965)

Bacs Description Traitements Mesures

1 1

ABCD

Avec fbndAvec lbndSans londSans fbnd

Avec Riz T + ESans riz EAvec Riz T + E + PSans riz E, + P

T= Transpintion '

P = Percolation (verticale) ;E = Evaporation

Cette technique a été appliquée dans plusieurs pays d'Asie et d'Afrique. Les résultats d'uneétude conduite au Burkina Faso sc basant sur cette méthode por.rr le calcul de la percolationsont mentionnés au tableau ci-dcssous.

Tableau 5. Evapotranspiration et percolation moyenne journalière (Zida 1994)

Mois Août Septembre Octobre Novembre

Décade I

ET (mm/j)

Perc (mm/j)

L J

4.8 4.9

7.4 8

t / 1

6.6 7.7 7.8

1 . 8 0 . 1 t . 2

t / 1

7.8 1.5

r .5 0 .8

1 , )

6 5.1

4.3 2.4

1 ' l

l . l

I Z Al Awamia 94 - Septembre 1996

Pour tenir compte de I'infiltration latérale, une autre pratique utilisée aux Philippines parI'IRRI, simple et moins coûteuse, consiste à mesurer la consommation totale journalière eneau d'un champ de riz (ET + Percolation + Infiltration). Ceci se f'ait à I'aide d'un "slopping

gauge" placé dans un champ bien représentatif (Sahni et Early 1 98 l ). Le principe consiste àmesurer la différence de niveau d'eau entre deux périodes bien déterminées quand il n'y a pasde drainage de l'eau de la rizière. La lecture s'efÏectue par le biais d'une réglette graduée. Lerésultat obtenu renseigne sur les pertes en eau durant la période déterminée. Les mesures duniveau d'eau dans la parcelle (NE), l 'évaporation (EP) et la pluviométrie (Pl) sont relevéesjournalièrement au même moment. L inflltration latérale et la percolation (IP) peuvent être cal-culées en utilisant la fbrmule :

Besoins en eau = ET + IP = !l!!-\El+ Pl

5

(i et fsont les valeurs init iales et f inales réspectivements dujourj et dujourj+1).

En résumé, le tableau (6) nous donne une idée sur quelques méthodes expérimentales prati-quées aux Philippines pour mesurer les différents termes de l'équation du bilan hydrique.

Tableau 6. Comparaison de certaines méthodes alternatives pour mesurer les besoins en eau

d'un riz conduit sous submersion (Sahni et Early l98l)

Alternatives Instrumentation Termes mesures Observation

A Lysimétre + pluviomètre (ET + P) L installation du lysimétrestandard est difficileMesures doivent êtrefaites par un personnelqualifié

Bac classe A + PJuviomètre EP (l) ; ET Facile à installer,mesures simples

Slopping gauge + Bac classe A + BEE(2) ; EP Facile à installer,

Pluviomètre standard ET; SP (3) mèsures simples

Slopping gauge + Bac classe A BEE(2) ;+ Pluviomètre Plastic EP ET ; SP(3) Facile à installer ; mesures

plus simples qu'avec lepluviomètre standard

Slopping gauge + BEE Installation, mesures et

pl,uviomètre en plastic calculs très simples

Cylindre pour le calcul de (ET + P(4)) Ne mesure pas

ET + percolation + Pluviomètre les infiltrations latérales

en plastic Installation n'est pas difficile mais demande des précautions

C

D

(1) : Evaporation bac ; (2) : Besoins en eau ; (3) : Infiltration et percolation, (4) : Percolation

Al Awamia 94 - Septembre 1996

Quelques méthodes de gestion de I'irrigation au niveaude fa parcelle du rizLe riz est une céréalc adaptée aux conditions de submersion. Cette technique permet uncontrôle des mauvaises herbes non aquatiques, augmente l 'assimilation des nutriments, pré-vient le stress hydrique et facil i te I 'uti l isation des produits chirniques sous fbrme granulaire(Chandler 1919).La submersion cst un outi l de gestion el. non un besoin en eau pour le riz(Brown et al. l9l8; Bettge et Mc Cauley | 985). Pourvu que le sol contient sulfisamment d'eauet d'oxygène (75 à 80 Vo),le riz croîtra plus vigoureusement et donnera un bon rendement (Jun-kai 1978 ; FAO 1990).

L'irrigation pour Ie riz satisfait d'abord ses besoins physiologiques, et puis excrce une influencesur I 'aération et la température du sol ainsi que I 'humidité du charnp (microclimat) (Jing1988). Donc, l 'eau pour le riz, en plus de ccs fonctions physiologiques est une composanteimportante du milieu écologique dc cette culture.

La technique de I ' irr igation par submersion conduit à une consommation excesslve en cau.D'après Brown et al. (1978), 48 Vo de I ' irr igation appliquée est perdue à travers l 'évapo-transpiration, le reste est uti l isé pour I ' infi l tration, la percolation et par le drainage superfï-c ie l .

L' importance de ces pertes est influencée par plusieurs làcleurs ; sol, cl imat, niveau destechniques de la gestion de I 'eau... etc. (Soriano 1993).

D'après Junkai (1978) et la FAO ( 1990), la méthode habituelle de I ' irr igation par submersionou en nappe profonde doit être abandonnée. Pour couvrir les besoins hydriques clu riz aucours de son développement, le maintien d'une couche d'eau dans les rizières ne présente pasd'intérêt particulier. Au contraire cette couche est défàvorable au développement racinaire dela plante et à la décomposition de la matière organique du sol (Junkai 1978). D'après la FAO(1990), I ' irr igation sans submersion est une manièrc de diminuer les etïets nét'astes de la sub-mersion sur I 'environnement (développement des maladies chez les humains, la contamina-tion dcs eaux souten'aines par les nitriites, les dégagements de méthane ct cl'oxyde nitreux quicontribucnt à I 'effèt serre).

Nombrcuses sont les études qui ont été conduites pour augmenter I 'efï icience cl 'uti l isation de1'eau par le riz conduit sous subnrersion. Et ceci s'est lâit à travers la minimisation cles pcrtcspar pcrcolation, infi l tration latérale et drainage superficiel.

Minimisation des pertes par percolationPlusieurs méthodes ont été testées et cornparées à la méthode de la submersion. Puddling (ma-laxation du sol avec de I 'eau) cst la méthode la plus efficace et la plus uti l isée dans la prépa-ration des sols des rizièrcs. Elle permet d'augmentel la capacité du sol à retenir I 'eau et di-minue le taux de percolation avec un contrôlc efl ' icace des mauvaises herbes. (Sanchez 1973; De Datta and Kerim 1974;DeDatta et al 1979). D'après Kawasaki (1975), cette techniquea permis une réduction de la percolation de 60 Vo.

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1 Àt a Al Awamia 94 - Septembre 1996

D'autres méthodes pour minimiser les pertes par percolation dans la rizière sont résumées dansle tableau 7.

Les résultats obtenus par tous ces chercheurs ont montré que la technique de submersion to-tale continue durant tout le cycle de croissance du riz n'est pas nécessaire pour atteindre unrendement potentiel. Plus le niveau de la couche d'eau maintenue dans une rizière est élevéplus les pertes par percolation sont importantes (Soriano 1993).

Tableau 7. Méthodes adoptées pour minimiser les pertes en eau d'une rizière (synthèse)

Technique adoptée Economie d'eau (Vo) Rendement* Références

Maintien d'une couche 4l

d'eau entre 5 cm et la saturation(toute la saison de croissance)

Irrigation intermittente de 5 cm 42

de niveau après disparitionde I 'eau stagnante(toute la saison de croissance)

Irrigation intermittente de 37-44

T c m a p p l i q u é e 2 à 3 j o u r saprès la disparition d'eau stagnante(toute Ia saison de croissance)

lrrigationintermittente I à5 jours 25-50

après la disparition de I'eau de larizière(sur sol sablo-limoneux)

Maintien d'une couche d'eau 49

de 2.5 à 3.5 cm (après la tloraison)

Conduite du r iz sous saturation 30-58(tout le cyclc de croissance)

NC Subramanian et al. 1978

I WTC.TNAU, 1985

I Jhaet a1 .7981

NC Sandhu et al.1980

2 Sivanappan et Saifudeen197"1

I Soriano et Bhuiyan, 1989

* par rapport à la subrnersion continueI : rendement non aït'ecté2 : rendement plus élevéNC : non communiqué

Minimisation des infiltrations latérales

D'après Soriano (1993), une bonne maintenance et consolidation des diguettes entourant la

parcelle du riz ; un maintien d'une f 'aible couche d'eau dans la parcellc, un bon nivellement

et une irrigation fréquente avec de faibles quantités d'eau permettent de minimiser les pertes

par infiltration latérale.

Al Awanùa 94 - Septembre 1996

Minimisation des perles par drainage superficielCes pertes sont tàcilement cr-rntrôlables par I 'augmentation et la consolidation des diguettes

entoul'ant la parcelle du riz (Soriano 1993).

Effet des différentes méthodes de gestion de I'irrigationGénéralement, les recherches sur la meil leure uti l isation de I ' irr igation sur le riz ont montréque le rendentent potentiel est atteint quand le sol est maintenu sous dcs conditions de satu-ration ou de submersion (Abd Elhafèz 1982 ; Tabbal et al. 1993b). Plusieurs études ont été

conduites afin de comparer différentes conduites de I'irrigation sur le riz par rapport à la sub-

mersion continuo. D'après Angladette (1966),la conduite du riz sur un sol saturé en eau enMalaisie a abouti à de tâibles rendements. Ceci a été confirmé par une étude conduite en Ita-l ic qui a montré une diminution du rendement de 68 Vo pour un riz sur sol saturé par rappoûà un riz submergé (Angladette 1966). Aussi Sharma et Rajat (1919) ont montré que le riz ensubmersion donne un surplus dc rendement de 30 % par rapport au riz non submergé. Par contreune étude conduite par Nour et Mahrous (1994) consistant à tester l 'effèt de 8 conduites dil '-Iérentes d'irrigation sur le rendcment du riz, a démontré que I ' iruigation en sol saturé (T2) adonné I'clllcience d'utilisation d'eau la plus élevée durant deux années d'études (respectivement

0.87 et 0.93 kg de grain/rnr en 1992 et 1993) (tableau 8).

Thbleau 8, Nombre d'irrigation, Besoins en eau (BEE), Quantité d'eau économisée (EE), ef'-flcience d'utilisation de l'eau (EUE) pour différents régimes d'inigation en 1992 et 1993 (Nouret Mahrous 1994)

BEE m3 /Èd* EE(Va)

75

Traiternents Nombred' irr i cat ion

Renclement EUE kg /m3r/lèd

T I

t992 1993 1992 1993

30 6067 6t57

17 4723 4570

16 4510 4364

16 4594 4494

15 4206 4069

191)2 1993 1992 1993

4.25 4.52 0.53 r 0.559

16.8 19.7 3.91 3.86 0.586 0.595

19.4 22.2 3.78 3.83 0.585 0.609

18.4 20.6 3.64 3.64 0.556 0.568

z 3 . z 25.9 4.03 4.20 0.654 0.702

29.9 2.90 2.66 0 49s 0.410

T2 30 2596 2547 43.3 44.7 3.95 4.15 0.870 0.930

T3 18 4857 4 ' t00 l5 . l 18.0 4.06 4.18 0.596 0.631

T4

T5

T6

T7

T8 t2 3906 3'133 27.0

x lèd = fèddcn I ha= 2.38 x valeur en fedden

Tl : submersion continue ;T2 : Satuiat ion continue ;T3 : Ir igation chaque 4, 6 et 6 jours aux stadesvégétatil', reproducteur ct maturité pour les intcrvalles respectif's. T4 : Irrigation chaque 4, 6 et Sjourscomme àT3 ;T5 : Irr igation tous les 4,6 et l0 jours;T6: Irr igation tous les 4,8 et 8 jours comme àT3 ;'17 : Irrigation tous les 6 jours durant tout le cycle et T8 : Irrigation tous les 8 jours.

76 Al Awqmia 94 - Septembre 1996

Ceci est dû à la réduction importante de la consommation cn eau sans une réduction signifi-cative dans le rendement. Cette méthode s'est révélée la plus intéressante, mais elle doit êtreaccompagnée d'un bon nivellement et un bon contrôle des mauvaises herbes. Ce résultat a étéaussi confirmé par une étude conduite aux Philippines (Tabbal et el. 1993) consistant à tes-ter différentes méthodes de gestion de I'eau d'inigation. Le traitement sous le régime en solsaturé à une consommation en eau de 4l Vo moindre que celle d'un régime sous submersion.Le rendement dans le premier régime est statistiquement le même que celui de la submersion(tableau 9). Le régime d'inigation en sol saturé est satisfâisant durant toute la période de crois-sance du riz à condition que les mauvaises herbes soient bien contrôlées.

Tableau 9. Rendement moyen, consommation en eau, efTicience de I 'uti l isation de I 'eau etéconomie de I'eau dans un régime standard et des pratiques alternatives de la gestion de I'eaud'irrigation (moyenne de deux années 1988-89 et 1990-91) (Tabbal et al. 1993)

Traitement Rendement Consommation Etrcience de I'utilisationt/ha en eau (mm) de I'eau ke/ha/mm

E c o n o m i ede I'eau (Vo)

2.5

3.6

T I

T2 < ^ ^

T3 4,68

T4 4.05

2289.0

1486.2

| 355.8 3.7

896.2 4.8

35

40.7

60.6

Tl= submersion continue (niveau d'eau2 à 7 cm) ;T2 = çomme Tl jusqu'à I ' init iation paniculaire puis sol saturéT3 = sol saturé durant tout le cycle ; T4 : Irrigation à saturation et assèchement

(l jour) alternativement.

Ceci rejoint les résultats trouvés par Borrell (1991) en Australie qui a montré que I ' irr igationpar submersion au stade IP et I ' irr igation en sol saturé n'ont pas réduit le rendement signifi-cativement. L irrigation en sol saturé a donné la meilleure efÏcience d'utilisation de 1'eau. Elleest significativement supérieure aux autres traitements (tableau l0).

Aussi, dans le souci de mieux gérer I ' irr igation par submersion, d'autres études ont été me-nées afin de déterminer la meil leure l iéquence d'irrigation à appliquer au riz. Nour e/ a/.(1994) testant I 'efI 'et de I 'augmentation de l ' intervalle d'irrigation sur le rendement, ont mon-tré que le rendement et ses composantes diminuent en fbnction de l 'augmentation de I ' inter-valle d'irrigation (tableau I I ).

L' intervalle d'irrigation de 6 jours a donné la meil leure efïlcacité d'uti l isation de I 'eau durantles deux années d'étude, comparativement aux deux autres intervalles. Ceci a été confirmépar une étude conduite au Bangladesh (Hassan et Sarkar 1993), qui a montré que l ' intervallede 7 jours a donné la meil leure efficience de I 'eau (tableau l2).


Tableau 10. Rendement en grain, et uti l isation de I 'eau d'une variété Lemont se développantsous 5 méthodes d'irrigation à Millaro research station, North Queensland, 1989 saison sèche(Borrell 199 I )

11

Traitement Rendement grain(t/ha)

Consommationd'cau (mm)

EUE EEVo

Submersion au semisIrrigation intermittente au stade3|. suivie de submersionSubmersion à I ' IP'Sol saturéIrr isat ion intermittente

9 .38 .8

8.4' 7o �

5 .4

I 400| 370

| 210940790

0.660.65

0.690.840.68

0

t 23 l42

,f = feuil les,IP= initiation paniculaire

Tableau 11. Efi'et de trois différents intervalles d'irrigation sur la consomrnation en eau detrois variétés du riz semées à la volée (Nour e/ al. 1994)

Traitements* Besoins en eau totaux (mm)1992 1993

EUE ( kg/m.)1992 1993

Irrigation tous les 6 jours

Irrigation tous les 9 jours

l s 08.3

r3 08.0

l s33.0

| 332.7

0.'740 0.680

0.660 0.620

0.640 0.600Irrisation tous les 12 iours 11 62.1 I 193.0

* Moyenne de 3 variétés du riz

Tâbleau 12. Nombre d'irrigation, besoins en eau et efïcience d'uti l isation de I 'eau d'un rizmutant conduit sous différentes gestions de I ' imigation. Bangladesh, 1992 saison sèche (Has-san et Sarkar 1993)

Traitcments Nombre BEE Rendement grain EUEd'irrisation (mm) (t/ha) (ks/m,)

Submersion (5cm + 2om)

Irrigation tous les 3 jours*

Irrigation tous les 5 jours*

Presque chaque jout. 2139.5

879.5

879.5

719.5

7

7

8.6

1.1

/ . )

1.5

0.36

0.87

0.85

0.96lrrigation tous les 7 iours* 5

* Application de 5 cm d'eau après la disparit ion de I 'eau en submcrsion (3, 5 et 7 jours)

La submersion continue demande 214 Vo plus d'eau que les autres traitements mais produitseulement I 3, I 5 ct 15 Vo plus de grain que quand 5 cm d'eau est appliquée après 3, 5 et 7jours, après la disparit ion de I 'eau stagnante. D'après ces auteurs, le traitement de 7 jours estrecommandé pour les régions où I 'eau est rare.

Des études conduites par I ' IRRI. durant une saison sèche en 1969, ont montré qu'i l n'y'a au-cune diflérence significative dans le rendement quand la quantité d'eau utilisée par la culturevarie entre 750 et I 000 mm (Tabbal 1993).


Le stress hydrique survenu sur le riz cause une réduction sévère du rendement et de ses com-posantes (Abd Elhaf'ez 1982) . D'après De Datta, (1981), Abd Elhafèz (1982),Cruz et al. (1936),le riz est sensible au stress quand il est imposé au stade végétatiI'et au début du stade repro-ducteur que quand il survient au stade floraison et remplissage des grains. Par contre ccrtainsauteurs contredisent ceci en confirmant que le déficit survenu durant Ie stade végétatif (repi-quage à I'initiation paniculaire) a un ef'tet très faible voir même nul sur le rendement que quandil survient au stade reproducteur (initiation paniculaire à floraison) (IRRI. 1973 ; Aragon etDe Datta 1982) (tableau 13).

Tableau 13. Efïet du stress hydrique survenu à différents stades de çroissance sur le rende-menr (IRRI. 1973)

(e stress est aprplique durant I mois)

Pas de shess

Rendement (t/tB)

6.2

Strcss pr&æe I / / | / I / | / | / / | / | | | I / | / | | / | | 4.4

Strcss tardif I // il I | / | // I / / / / / I / / / / / | / / / | / I tl // /

F

2.0

Strcss tardif jusqu'à la récotûeil/tl //I II /// ||/ I| || |//I/I /||//|ilt||//|/tl/ tR

F

0.5

F= f'loraison ; R = Récolte ; l//l/ : Période du stress hydrique appliqué

Les excès de I 'eau intluencent également le rendement du riz quand ils surviennent durant lestade initiation paniculaire . Le riz submergé durant 7 jours acÇusera une réduction de rende-ment de 80 à 100 Vo (Tabbal et al. 1993b\

Autres techniques d'irrigation du rizD'après DeDatta (19'75), le riz croît sous des conditions de non submersion (upland rice)dans plusieurs pays du monde où i l pousse uniquement sous la pluie. Le rendement de ce rizpeut atteindre I tlha. Ceci montre que le riz n'a pas besoin de conditions de submersion pourdonner de bons rendements, d'où le développement de plusieurs techniques d'irrigation. Les


recherches préliminaires ont testé I ' inigation par aspersion comme une méthode alternative

dans le but de minirniser les peftes en eau. Mais les résultats trouvés ont été très différents (Fer-

guson and Gilmour 1977, 1918; Vy'etscott and Vines 1986 ; McCauley 1990). D'après West-

cott er Vines (1986), cette technique a augmenté I ' inf 'estation par des maladies telles que rhi-

zogtonia solani et par conséquence elle intlue sur le rendement en grain significativement(4,45 tlha contle 7,14 t/ha en 1983 et 5,9 Uha contre 7,85 t /ha en 1984 respectivement pour

I'irrigation par aspersion et la submersion). Ces résultats sont confirmés par McCauley (1990),

qui a chiffré cette diminution du rendement à 20 Vo par rapport à la submersion. Par contreCsaba (1993) a montré qu'il n'y a pas de diflérence significative entre les rendements moyensde 10 variétés du riz conduites sous les deux systèmes d'irrigation. La moyenne des rende-ments respeçtifs (aspersion et submersion) est de 4,11 tlha et 4,78 tlha.

Une autre alternative consiste à appliquer l'irrigation à la raie (tïrrow inigation). Cette tech-nique a montré des résultats plus satisfaisants avec un surplus de production du riz par unitéd'eau d'irrigation appliquée (Wells et al. 1991).

Une étude a été conduite en Italie dans le but de tester la croissance de plusieurs variétés deriz sous des conditions sèches, avec l ' inigation gravitaire dans la région nord de I 'Italie (Po

Valley). La quantité d'eau consomméc par le riz était de 4.300 ml/ha. Le rendement moyende l0 variétés conduites sous les conditions de non submersion est de 456 t/ha sur une duréede cycle moyen de 155 jours (Russo 1994). D'après cet auteur, cette consommation en eauest très f'aible à cause de I'approximité de la nappe d'eau de la surf'ace.

D'autres techniques d'irrigation ont été essayées. Dans le Missouri (USA) par exemple, la cul-ture du riz en planche surélevée avec un système d'irrigation à la raie permet une économied'eau sans réduction des rendements (6.300 kg/ha); avec un grand nombre d'avantages (éli-

mination des diguettes, 1'assèchement plus rapide de la rizière avant Ia récolte et I 'eff iciencede rotation avec d'autres cultures non inondés). D'autres techniques d'irrigation à la gorgée,automatisées, combinées avec des tuyaux d'alimentation de raie, pemettent une économie d'eauen réduisant les pertes par percolation en fin de raie, tout en fournissant une alimentation eneau plus régulière et en réduisant le temps total nécessaire à I ' irr igation (FAO 1990).

Certains auteurs montrent que pour la conservation de I'eau des rizières, de nombreuses pra-tiques peuvent être envisagées comme I'aménagement des parcelles, les entrées d'eau mul-tiples, la réduction des intervalles entre les diguettes, I'entretien des canaux secondaires et ter-tiaires etc..., car la culture du riz en irrigué nécessite un bon réseau cl ' irr igation et de drainageainsi qu'un meilleur nivellement du terrain afin de mieux contrôler le niveau d'eau qui couvrele sol (Dobelman 1976).

D'autlcs auteurs se sont orientés vers la création de variétés qui s'adaptent aux condifions dela non submersion, par exemple sur les variétés pluviales qui s'adaptent mieux à la sécheresseà causc de leurs systèmes racinaires plus développés que les riz inigués (Reyniers et al. 1976)ou vers la création de nouvelles variétés (FAO 1990). Mazzini (1980); Baldi et Mazzini( 1983), ont montré par des essais conduits en ltalie, que des variétés de riz nouvellement créesont donné de bon résultats sous des conditions de non submersion. Les rendements moyensétaient de 5,33 t/ha, avec un maximum de 7,83 t/ha et un minimum de 3,37 tlha.

79

80 Al Awamia 94 - Seprembre 1996

Selon Ibolya (1980) et FAO (1990),le développement d'un nouveau système de culture duriz qui économise I'eau dans la région méditerranéene impliquerait un génome moditié du riz.

Conduite de I' irrigation du riz au MarocLa superficie réservée au riz au Maroc est de l2 000 ha située dans la région du Gharb dontI 000 ha sont aménagés par des riziculteurs privés et I I 000 ha par l'état. Mais vu que la conduitede cette culture est conditionnée par la disponibilité en eau du barrage (Iclriss premier), seuls5 000 à 9 000 ha sont cultivées annuellemenr (Bouhache 1981).

La riziculture au Maroc est conduite par submersion totale durant tout son cycle de croissanceavec un certain nombre de remplissage et de vidange qui varient selon I 'emplacement duclos au niveau du tertiaire. La culture du riz occupe théoriquement dans les secteurs équipésla tête d'un assolement où il est cultivé trois années sur quatre. Il est cultivé dans des clos amé-nagés pour assurer l ' irr igation par submersion. La superficie d'un clos rizicole varie de I à2.5 ha (Jing 1988). Cette culture a permis une valorisation des terres hydromorphes de la ré-gion du Gharb.

Programme de distribution de I'eauLa lâchée d'eau se fait dans les canaux secondaires alimentant les tertiaires, dont I 'exploita-tion est assurée directement par les agriculteurs. La main d'eau est retenue comme une basede tour d'eau. Elle est de 45 l/s. Elle doit t'aire 1'objet d'une rotation sur 10 jours. Le remplissaged'un clos de 2,5 ha se f 'ait en deux jours (ORMVAG 1 990).

Conduite de I' irrigationLes facteurs influençant la conduite de I'irrigation du riz au Gharb sont (ORMVAG. 1990) :

o le mode de semis ;o la position du clos sur le tertiaire ;n le niveau d'organisation du clos sur le tertiaire (amont ou aval) ;o la période de semis ;o l'état du nivellement des clos rizicoles ;o la situation de I ' infiastructure d'irrigation ;o la disponibil i té de I 'eau d'irrigation.

L inigation du riz au Gharb se caractérise par un certain nombre de remplissages et de vidanges.La hauteur de la lame d'eau pratiquée varie entre l0 cm et 50 cm. Ceci est dû essentiellementau mauvais nivellement des rizières (ORMVAG 1990). Le nombre de vidanges et de rem-plissages des clos rizicoles au cours de tout le cycle du riz varie en fonction de l'état {es ca-naux d'irrigation, de I 'organisation des riziculteurs (tour d'eau) et de la position du clos surle tertiaire. D'après une enquête effectuée dans la région du Gharb, 28 Vo des riziculteurs en-


quêtés pratiquent trois remplissages et plus de deux vidanges, 42 7o pratiquent trois remplis-sage et deux vidanges,23 Vo pratiquent deux remplissages et une vidange et enfin seulement2 Vo Watiquent un seul remplissage et pas de vidange (Coulibaly et Echcharki 1995). Les ri-ziculteurs pratiquant deux vidanges sont ceux de I'aval ou du milieu du canal (ORMVAG 1990).

Après le deuxième remplissage, 90 Vo des riziculteurs irriguent et'.,idangent selon la hauteurdu plant du riz, au niveau du point le plus haut et du point le plus b:.1 dans le clos. Les rizi-culteurs ont tendanoe à chercher un niveau moyen qui n'occasionne ni i 'asphyxie du riz ni lestress en eau. Ce co'mpromis est très difficile à atteindre du fait du mauvais nivellemcnt desrizières (ORMVAG. 1990). En général, les clos sont submergés coniiamment nne fois que leplant du riz a atteint l0 cm de hauteur. La hauteur de la lame d'eau faiblc nu début suit la crois-sance du riz jusqu'à sa stabil isation qui varie entre l0 et 50 cm.

Estimation de la consommation en eau dans une rizièreAu Maroc, les premiers essais sur la détermination expérimentale des besoins en eau du rizont été conduits en I 953 dans Ia région du Gharb (Coyetaux I 953). Les résultats trouvés ontmontré que le riz au Gharb consomme I I 000 m3/ha .Mais la pluoart des termes de l'équa-tion de la conservation de la masse à savoir I ' infi l tration des eaux d'irrigation au niveau dusol ,a ins iqu 'auniveaudescanauxd'amenéedeI 'eauontétéest iméesthéor iquc. lc . t . [Jneautre étude conduite par I 'off ice du Gharb a estimé la consommatior: en eau du riz àl3 710 m3/ha à partir de I 'ETP turc selon l 'équation ET culture = l,2ETP turc. (Ezzamiti1983) (Tableau I4).

Tabfeau 14. Estimation de Ia consommation en eau du riz à partir de I'ETP'Iurc (Ezzamitir 983)

MaiPériode de croissance

Juin Juillet Août Seotembre Total

8 l

Consommation en eau 4 070 2 240 3 020 2 360du riz mr/ha

2020 I 3710

Ces besoins incluent d'autres qui ont été ajoutés pour couvrir la quantité nécessaire à la sub-mersion (2 500 m3/ha pour un remplissage et 2 500 m3/ha pour deux mises à sec réparties enjuin et août).

D'autres essais ont été conduits par I 'ORMVAG (1986) dans la région rizicole, dans le t:ut

de connaître la consommation en eau du riz en fonction de la date de semis. Les résultats trou-vés ont montré que quelque soit la date de semis pratiquée la consommation en eau varie.au-tour de 12 000 m,/ha (Tableau l5). Le semis est réalisé avec une quantité d'eau de 2 500 m,/ha.Une première vidange s'ensuit. Ensuite un deuxièrne remplissage de l 250 mr/ha s'effectuel4 jours après le semis. Une deuxième vidange est eft'ectuée 6 semaines après la première sui-vie d'un troisième remplissage de l25A mVha. Le tableau ci dessous résume lcs besoins eneau d'irrigation du riz pour quatrc dates de semis échelonnées dans le temps (ORMVAGr 986).

82 Al Awamict 94 - Septembre 1996

Tableau 15. Besoins en eau d'irrigation du riz (m,/ha) en tbnction des dates de semis(ORMVAG I986),

Date de semis

l- '7 Mai 8-14 Mai l5-21 Mai 22 -28Ma i

Consommation totale(m3/ha)

t2148 122t1 1 2 1 7 7 12070

Ces quelques études réalisées au Maroc sur la consommation en eau du riz, ont montré quecelle-ci ne dépasse guère les l4 000 m./ha.

D'après cette étude bibliographique sur la gestion de I 'eau dans les rizières et les techniquesd'irrigation adoptées autres que la submersion, nous constatons que le problème de I'eau auniveau des rizières est un problème capital. La recherche sur la méthode d'irrigation la moinscoûteuse et la plus pratique a conduit au développement de plusieurs idées de recherche. Cer-tains auteurs prônent le changement de la technique d'irrigation actuellement répandue quiest la submersion et de conduire le riz comme les autres céréales, D'autres, sont pour unemeilleure gestion des eaux au niveau de la parcelle sans changer la technique habituelle (sub-mersion continue). Et enfin, une autre équipe (améliorateurs et agrophysiologistes) optent pourla création de nouvelles variétés qui s'adapteraient ir un système d'irrigation autre que la sub-mersion.

Conclusion

La quantif ication des besoins en eau du riz est une étape importante et décisive, qui permet-tra de mieux appréhender les besoins réels de cette culture. Plusieurs méthodes ont été misesau point dans ce sens. La plupart d'entre elles sont complexes et imprécises. D'après de nom-breuscs études, la lysimétrie reste la meil leure méthode du point de vue précision bien que lesméthodes empiriques gardent leurs intérêts par leurs simplicité et leur rapidité d'obtenir desrésultats.

Une lbis la consommation de la plante est déterminée, il sera question de minimiser les pertesen eau causées par le système de submersion. Serait-i l question de changer la technique d'ir-rigation ? or la plupart des résultats trouvés dans de nombreux pays n'ont pas abouti à des ré-sultats satisfaisants vu que les techniques d'inigation essayées continuent à se heurter à desdiminutions de rendements ; ou seraiI il préférable de créer de nouvelles variétés capables des'adapter aux conditions de non submersion ? I 'amélioration génétique, ouvrira alors denouvelles voies plus prometteuses. C'est sur cette problématique que nous avons orienté lestravaux de recherche luturs à l'INRA Maroc pour mieux cerner les apports d'eau au riz.

Al Awamia 94 - Septembre 1996 83

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