L’irrigation des cultures maraîchères a une longue histoire, motivée par la réalité selon laquelle l’eau est une ressource limitée. L’importance accordée à la quantité d’eau adéquate pour une croissance réussie des plantes continue de croître.
Selon le cabinet basé à Fairfax, en Virginie Association d'irrigation, l'irrigation a commencé en 6000 avant JC. Elle a commencé à peu près à la même époque en Égypte et en Mésopotamie (aujourd'hui Irak et Iran), en utilisant l'eau des crues du Nil ou du Tigre/Euphrate. Les eaux de crue, qui se sont produites de juillet à décembre, ont été détournées vers les champs pendant 40 à 60 jours. L’eau était ensuite évacuée vers la rivière au bon moment du cycle de croissance.
En 1800 après JC, les terres irriguées dans le monde atteignaient près de 20 millions d’acres. Cela se compare à environ 600 millions d’acres aujourd’hui.
Le potentiel de l’irrigation par aspersion portable dans la production agricole a été reconnu après la Seconde Guerre mondiale. Le catalyseur a été la disponibilité croissante de l’aluminium. Le métal léger a commencé à remplacer les tubes en acier lourds et les raccords en fonte ou en acier.
L'importance de l'aluminium est évidente dans les statistiques de la période. Les chiffres du gouvernement américain révèlent que 1.25 million de livres de tubes ont été installées aux États-Unis en 1946. En 1955, ce chiffre était passé à 50 millions de livres.
Il existe quatre principaux types d'irrigation : de surface (inondation et sillon) ; arroseur; goutte; et sous la surface. Les méthodes de surface perdent généralement le plus d’eau par évaporation et leur popularité diminue depuis plusieurs décennies à mesure que des systèmes de goutte-à-goutte efficaces prennent leur place.
Le monde végétal a connu une évolution vers l’irrigation goutte à goutte au cours des dernières décennies.
L'irrigation goutte à goutte (également connue sous le nom de goutte à goutte ou micro-irrigation) permet une application contrôlée avec précision de l'eau et des engrais en permettant à l'eau de s'égoutter lentement près des racines des plantes à travers un réseau de vannes, de tuyaux, de tubes et d'émetteurs. La plasticiculture est l'utilisation combinée de l'irrigation goutte à goutte, du paillis de polyéthylène et des plates-bandes surélevées. Selon les experts de l'industrie, la productivité et la précocité les plus élevées pourraient être obtenues dans la production maraîchère en combinant la plasticulture avec l'utilisation de greffes.
« La plupart des maraîchers avec lesquels je traite disposent d'une forme d'irrigation », a déclaré Ron Goldy, éducateur principal en vulgarisation À l'Université d'État du Michigan.
Goldy a initié et exploite le Réseau d'irrigation du sud-ouest du Michigan, un programme payant de surveillance de l'humidité du sol qui fournit aux producteurs des relevés hebdomadaires et des conseils sur l'application de l'irrigation.
"En fonction de la récolte, la plupart sont allées au goutte-à-goutte", a déclaré Goldy. "Certaines cultures ne se prêtent pas au goutte-à-goutte, comme le maïs, les carottes, le céleri, les oignons, les haricots, les pommes de terre, les cornichons, les pois et d'autres qui sont plantés à haute densité."
Selon Goldy, les autres avantages offerts par les systèmes goutte à goutte comprennent :
- Les irrigateurs goutte à goutte utilisent également les lignes goutte à goutte pour fertiliser
- Le ruban compensateur de pression a permis l'utilisation du goutte-à-goutte sur les sites vallonnés
- Le goutte-à-goutte est bien meilleur en matière de sécurité alimentaire
- Drip permet une utilisation plus efficace de l'eau et des nutriments
- Le goutte-à-goutte peut fonctionner avec une pression et un volume inférieurs et convient donc mieux à ceux dont le débit est faible.
- Le goutte-à-goutte minimise la pression des maladies en ne mouillant pas les feuilles et les fruits
- Les producteurs peuvent irriguer au goutte-à-goutte tout en continuant à exercer d’autres activités sur le terrain.
- Le goutte-à-goutte est plus facile à automatiser
"L'irrigation est l'un des meilleurs moyens de réduire les risques liés aux cultures de grande valeur, même dans un État où les eaux sont élevées comme le Michigan", a déclaré Goldy. «J'encouragerais tous les producteurs de légumes de grande valeur à irriguer d'une manière ou d'une autre, de préférence au goutte-à-goutte.»
Une enquête sur les méthodes d'irrigation en Californie par le American Society of Civil Engineers a collecté des informations sur les méthodes utilisées par les producteurs pour irriguer leurs cultures en 2010. Les résultats ont été comparés à des enquêtes antérieures pour évaluer les tendances.
Selon les résultats, entre 1972 et 2010, la superficie plantée a augmenté de 15 à 30 pour cent pour les vergers et de 6 à 15 pour cent pour les vignobles. La superficie plantée en légumes est restée relativement stable, tandis que celle consacrée aux grandes cultures a diminué, passant de 67 à 41 pour cent de la superficie irriguée. La superficie des terres irriguées par des méthodes d'irrigation à faible volume (goutte à goutte et micro-aspersion) a augmenté d'environ 38 pour cent, tandis que la superficie des terres irriguées par des méthodes de surface a diminué d'environ 37 pour cent.
Selon USDA, malgré les espoirs d'une tempête causée par El Niño, les agriculteurs californiens sont confrontés à une nouvelle année de sécheresse en 2016. Même après quatre années de pire sécheresse jamais enregistrée, la production agricole californienne a atteint un record de 54 milliards de dollars en 2015, représentant plus de la moitié de la production agricole du pays. produits frais. Les eaux souterraines ont contribué à compenser le manque de précipitations en Californie, mais la surexploitation des eaux souterraines ne peut pas se poursuivre indéfiniment.
Les agriculteurs californiens ont réagi à la sécheresse en mettant leurs terres en jachère ; passer à des cultures qui rapportent une valeur plus élevée par unité d’eau ; et changer de technologie d’irrigation. Presque toutes les terres cultivées de Californie sont irriguées, c'est pourquoi l'amélioration continue de l'efficacité de l'irrigation est essentielle pour résister à la sécheresse.
Efficacité de production
David Zoldoske, directeur du Centre de technologie d'irrigation (CIT) de l'Université d'État de Californie à Fresno, travaille depuis 35 ans avec les producteurs sur les questions d'irrigation.
Le CIT a été créé en 1980, à la suite de l'une des pires sécheresses de l'histoire de la Californie (avant celle actuelle) en 1976-77.
Zoldoske a déclaré que la législature de l'État était déterminée à faire davantage pour affiner les pratiques d'irrigation en Californie, au moment même où l'irrigation goutte à goutte prenait tout son sens. Le centre a fait évoluer ses travaux de laboratoire d'essais parallèlement au développement de produits d'irrigation.
« Nous avons en quelque sorte ouvert la voie en matière de tests d'équipement d'irrigation au cours des 35 dernières années », a-t-il déclaré.
"Nous travaillons avec des goutteurs à goutte, du ruban adhésif pour la culture de légumes, et nous effectuons également de nombreuses recherches et formations sur le terrain pour partager ce que nous avons appris avec les producteurs", a-t-il déclaré. "Nous avons grandi au point que nous promouvons désormais l'innovation avec les entreprises et les produits d'irrigation."
Zoldoske se souvient de l’époque précédant la technologie goutte à goutte, où « tout était irrigué avec des asperseurs. Les légumes ont longtemps été cultivés avec des asperseurs. L’agriculture de précision a changé tout cela.
Il a déclaré que les premiers défis liés à l'utilisation du goutte-à-goutte incluent la détermination de l'ampleur de son efficacité et de la durée pendant laquelle le système doit fonctionner. Il a également été nécessaire de travailler sur la taille des trous dans les émetteurs et d'empêcher les insecticides d'endommager le ruban anti-goutte.
"La technologie nous a permis d'améliorer considérablement notre production et notre efficacité grâce à l'utilisation de ruban adhésif dans la production de légumes", a déclaré Zoldoske.
Il a remarqué la réticence des producteurs qui étaient à l’aise avec l’irrigation par aspersion, avant de comprendre comment contourner le plastique pour les besoins de plantation et de récolte.
« Avec le goutte-à-goutte, nous pouvons vraiment gérer l’eau appliquée et les engrais en général », a-t-il déclaré. "Il existe une bonne compréhension de la gestion de la profondeur, de l'utilisation de meilleurs plastiques et d'émetteurs pour obtenir le bon débit et le bon espacement afin d'obtenir une filtration améliorée."
Il a déclaré que l'utilisation de drones pour la télédétection donne une meilleure idée de l'efficacité de l'irrigation sur le terrain.
« Nous pouvons identifier les points de fuite, les plantes soumises à un stress et identifier rapidement les problèmes d'irrigation, de fertilité, de sol et d'insectes. Cela peut aider à corriger les problèmes pendant la saison de croissance et vous fournir cette information rapidement.
Il y a plusieurs années déjà, Zoldoske a participé à des travaux utilisant des capteurs pour surveiller l'indice végétatif de grands champs de melons.
« Après une semaine ou dix jours, vous pourriez examiner les différentes zones du champ avec quelques vérifications sur le terrain et sortir et estimer le rendement et la taille du produit. Cela a aidé les responsables du marketing à pré-vendre le champ avant sa récolte. Certaines de ces informations pouvant être fournies, nous les connaissions il y a 10 à 15 ans.
L’utilisation des nouvelles technologies « a été un processus d’évolution », a-t-il déclaré. « Ce n'est pas parce qu'une seule personne le fait que c'est largement adapté. Nous commençons à voir des producteurs injecter de l'air dans les conduites d'égouttement, ce qui facilite l'aération de l'eau dans la zone racinaire, ce qui entraîne une augmentation du rendement. Nous avons constaté une augmentation de 15 pour cent des melons commercialisables au cours des cinq dernières années.
Zoldoske a déclaré que les producteurs utilisent davantage de pratiques de gestion sans labour ou avec un labour minimum, « de sorte que le sol n'est pas autant travaillé. Cela aura des avantages à la fois en termes de coût et d’importance accordée à la santé des sols. Les gens font plus attention à ce que le sol soit aussi sain que possible. Certains cultivent des légumes plus salins, ce qui éloigne une partie de ces terres des cultures sensibles au sol.
Il a déclaré que les pénuries de main-d'œuvre restent un problème, en particulier avec la nécessité d'une main-d'œuvre plus qualifiée pour comprendre et utiliser les derniers outils technologiques.
"L'irrigation goutte à goutte nécessite moins de main d'œuvre mais plus qualifiée qu'avec les asperseurs", a-t-il déclaré. « Avant, vous déplaciez les arroseurs à la main. Il y a maintenant plus d'informations. L'ensemble de la communication sans fil a été un gros plus. Il vous donne des informations sur les pressions et les débits d'irrigation, l'état d'humidité du sol, ainsi que les relevés de vent et d'eau.
« Les producteurs disposent aujourd’hui de beaucoup plus de données à portée de main pour prendre des décisions. À l’avenir, nous allons voir beaucoup plus de données collectées régulièrement sur le terrain, via un iPhone ou autre.
L'approche pratique de Drip
John Nye, président et co-fondateur de l'association basée à St. Joseph, dans le Michigan. File-eez, est impliqué dans le secteur de l'irrigation depuis plus de 40 ans. Il a travaillé avec le producteur Jim Demski, l'un des premiers producteurs du sud-ouest du Michigan à utiliser le goutte-à-goutte.
"Ils cultivaient des tomates depuis longtemps avec une irrigation par aspersion par-dessus", a déclaré Nye. « Ce qui se passerait, c’est qu’ils auraient un certain nombre de cicatrices. Il cultivait des tomates depuis longtemps – 15 ans ou plus. Il ne faisait que gagner de l'argent, sans gagner d'argent. Il était enthousiasmé par les perspectives de plates-bandes surélevées, de films, de plastique goutte à goutte, d'alimentation en eau et en nutriments dans ce système. C'était une grande étape de faire tout cela en même temps. C’était en fait la meilleure façon de procéder.
« J'ai travaillé dans plusieurs domaines. Sa production étant sur un terrain plat, il recevait environ 700 caisses de tomates n°1 par acre. Lorsqu'il s'est converti aux plates-bandes surélevées, à l'aide d'un film, les rendements sont passés à 1,500 XNUMX boisseaux par acre. Il a plus que doublé le rendement et la qualité a beaucoup augmenté. Il ne pouvait pas suivre les commandes. D'autres producteurs de la région l'ont vu et ont voulu l'utiliser.
"(Drip) est pratique pour les poivrons, les aubergines et diverses autres cultures maraîchères", a-t-il déclaré. « Maintenant, tout le monde dans l'industrie maraîchère, sauf dans les terres noires, utilise cette technologie. Avec des rendements de tomates de plus de 2,000 XNUMX caisses par acre, c'est une histoire assez excitante.
L'utilisation du goutte-à-goutte a été facilitée par des tubes de meilleure qualité et par une meilleure connaissance de l'alimentation en nutriments, a déclaré Nye.
« Cela a été une petite évolution – une évolution passionnante. Tout le monde dans l’industrie s’y est lancé et n’est jamais revenu en arrière, une fois qu’ils ont vu à quel point cela peut être bon.
Nye a déclaré qu'il y avait une certaine résistance des producteurs à l'installation goutte à goutte au début.
« Cela semblait représenter beaucoup de dépenses – beaucoup de changements. Pour ceux qui l’ont essayé, les récompenses étaient là et l’ensemble de l’industrie s’est emboîté le pas. Cela représente un investissement considérable. La production et la qualité sont d’autant plus élevées, avec au final des coûts unitaires inférieurs.
Il a déclaré que les améliorations apportées aux tubes les ont rendus « si fiables qu’il est peu probable qu’ils se bouchent ». Cela fonctionne comme nous le souhaitons. C'est à peu près une chose sûre si les producteurs mettent en place la bonne filtration et suivent ce que nous savons faire. Il a été peaufiné et amélioré. Maintenant, le système est si fiable et si largement utilisé qu'un nouveau producteur peut démarrer directement et peut facilement comprendre et développer (un système) et l'utiliser pour lui-même. Cela a été une véritable évolution.
Avec les systèmes les plus récents, les producteurs allument et éteignent les pompes avec des téléphones portables et sont en mesure de surveiller le débit et les injections d'engrais.
"La technologie d'aujourd'hui peut surveiller si une tempête de pluie se produit et le téléphone peut être utilisé pour éteindre le système – et vous pouvez le faire de loin", a déclaré Nye.
Nye a déclaré que le prochain développement important sera la généralisation des pratiques de recyclage visant à « réutiliser les matériaux que nous retirons et à les recycler ».
Une histoire de gains
Phil DeMarco de Hammonton, New Jersey, ancien membre du conseil d'administration de l'Irrigation Association et impliqué dans les travaux d'irrigation depuis sept décennies, est né et a grandi dans une ferme du sud du New Jersey. Il a observé l'utilisation précoce d'approches d'irrigation portatives en aluminium, déplacées à la main, dans la ferme maraîchère de son père, qui a pris racine dans les années 1940.
"Il s'agissait généralement d'appareils faits maison", a déclaré DeMarco. « Les pompes fabriquées en usine ont vu le jour dans cette région aux alentours de la Seconde Guerre mondiale. Les systèmes de type treuil à eau ont été utilisés pour la première fois vers la fin des années 1970. Lorsque j'ai distribué du matériel d'irrigation en 1975, il y avait quelques unités portables, mais nous construisions principalement nos propres pompes diesel haut de gamme et les vendions avec du PVC souterrain. Une zone de légumes à Vineland, dans le New Jersey, utilise encore de l'aluminium déplacé à la main. C'est la seule zone où l'on voit encore quelques petites fermes de 8 à 10 acres l'utiliser.
"Drip a envahi le secteur des légumes", a-t-il déclaré. « Cela permet d'économiser du travail, est économique, il n'y a pas de gaspillage d'eau et vous n'utilisez l'eau que dans une zone désignée. Vous le placez également en dessous, avec la plante sous plastique. Ils cultivent des tomates, des légumes verts et tout. Le maïs sucré utilise même un peu de goutte-à-goutte, mais c'est une culture à croissance rapide.
« Des économies sont réalisées grâce à l'irrigation goutte à goutte, et vous ne vous occupez pas des machines et des canalisations. Cela ne fait rien d'autre que démarrer une pompe ou ouvrir une vanne. Cela a fait une grande différence. Dès que (les producteurs) voyaient quelque chose de nouveau arriver dans la rue, ils sautaient dessus.
Il a déclaré que le sud du New Jersey ne connaît pas le problème de disponibilité de l'eau observé dans d'autres régions du pays.
- Gary Pullano, éditeur associé