Modélisation de l’évapotranspiration sous différents niveaux de fertilisation en utilisant la technique isotopique

Abstract

En Algérie, les cultures maraichères sont tributaires de l’irrigation. Dans ce contexte, la présente étude est orientée vers la gestion efficiente de l’eau en combinaison avec la fertilisation azotée qui contribue à la croissance et l’amélioration des rendements. La démarche repose, d’une part, sur la recherche de doses d’engrais azotées optimum, au cours du cycle végétatif qui contribueraient à réaliser des référentiels techniques pour une utilisation efficiente et, d’autre part, de quantifier séparément l’évaporation et la transpiration dont l’objectif est de maitriser l’efficience des apports d’eau en relation avec les besoins en eau des cultures. Cette efficience d’utilisation, est impérative pour une meilleure production végétale et pour la préservation de l’environnement agricole. Cette recherche est mise en valeur, à travers une expérimentation réalisée sur trois années consécutives 2014-2017, dans la région d’Alger à caractère subhumide. La méthodologie adoptée porte sur la variation des doses optimales d’azote et leurs effets sur l’évolution de la culture de laitue (Lactuca sativa L.) dont l’impact socio-économique, est avéré, en s’appuyant sur la technique de marquage isotopique (15N), le bilan de masse isotopique (18O) et le modèle AquaCrop. Le dispositif expérimental adopté est de type bloc aléatoire complet, à quatre (04) niveaux : 0 (témoin), 60, 120 et 180 kg N/ha avec quatre (04) répétitions. Ces niveaux permettent de diagnostiquer l’effet des différentes doses sur la biomasse (matière sèche) et le rendement. Les résultats obtenus ont montré que les doses comprises entre 0 à 120 kg N/ha, augmentent significativement (p < 0,05) les rendements et la matière sèche dont les valeurs sont, respectivement, de 18,32; 45,49 à 57,93 t/ha et 4,32 ; 5,52 à 9,77 t/ha. La dose de 120 kg N/ha, est montrée statistiquement, comme la dose efficiente pour couvrir les besoins en azote de la laitue. Cette efficience atteint 74,48 %. Au-delà, l’azote est non valorisé par la culture. La précision du modèle dans l'étalonnage a été testée en utilisant les indicateurs statistiques suivant : R2, nRMSE et d, qui sont, respectivement, de 0,64 < R2> 0,81 ; 18 < nRMSE > 46,3 et 0,78 < d > 0,94 pour la couverture de la canopée et 0,92 < R2> 0,98 ; 21,6 < nRMSE > 34,5 et 0,91 < d > 0,96 pour la biomasse sèche. Les valeurs R2, nRMSE et d en 2016-2017 (année de validation) ont été obtenues comme suit : 0,81 < R2> 0,98 ; 5,9 < nRMSE > 25,7 et 0,93 < d > 1 pour la couverture de la canopée et 0,94 < R2> 0,98 ; 14,8 < nRMSE > 24,7 et 0,97 < d > 0,99 pour la biomasse sèche, respectivement. La contribution de la transpiration à l’évapotranspiration réelle est, respectivement, de 81,00 et 79,93 %, pour le bilan de masse isotopique et le modèle Aquacrop. Une bonne corrélation (r = 0,76) a été obtenue entre l’ETR mesurée par le bilan de masse isotopique et celle simulée par le modèle AquaCrop. Sur la base du rendement et de la biomasse sèche, le traitement T3 (120 kg N/ha) a donné un bon rendement par rapport aux d’autres traitements. Ce qui a été démontré à la fois par les résultats expérimentaux et les simulations du modèle. Ces résultats montrent que le modèle AquaCrop, pourrait être recommandé comme un outil pratique pour mieux gérer les pratiques agricoles notamment, la fertigation.