46- Eau et irrigation -4- Pourquoi irriguer?

POURQUOI FAUT-IL IRRIGUER?

Avant de parler davantage d’irrigation, il est important de comprendre de quoi nous parlons. Donc je vais essayer de répondre à la question: qu’est-ce que c’est et à quoi ça sert?

Les plantes, comme tous les êtres vivants, ont besoin d'eau. Il s’agit d’un élément vital. Sans eau, pas de vie, ni animale, ni végétale. Mais dans le cas des plantes, l'eau joue un rôle multiple, finalement plus complexe que dans le cas des animaux.

Le premier rôle, comme chez tous les êtres vivants, est d'être le liquide qui emplit et baigne les cellules, maintenant les organes cellulaires en état d'activité.

L'eau est également «la sueur» des plantes, c'est-à-dire ce qui permet à la plante de réaliser sa propre régulation thermique par la transpiration, qu’on appelle d’ailleurs, dans ce cas, l’évapotranspiration.

L'eau est aussi le véhicule des différents éléments minéraux et hormonaux à travers la plante, sous forme de sève, comme le sang chez les animaux.

Mais ce qui distingue les plantes des animaux, en ce qui concerne l'eau, c'est que la plante n'a pas de moyen autonome de manger. Manger représente, chez les animaux, le moyen d'absorber les éléments minéraux que leur organisme réclame, à travers des aliments plus ou moins solides. La plante réalise cette action vitale principalement par les racines, et en partie aussi par les feuilles et l’écorce jeune. Mais les racines ne peuvent absorber que de l'eau, chargée en éléments minéraux dissouts.

Donc l'eau représente, pour la plante, autant la boisson que la nourriture.

L'irrigation représentée dans la tombe de Sennedjem, en Egypte, à l'époque du pharaon Ramses II, vers les années 1275 avant JC, c'est à dire il y a plus de 3000 ans.

L'irrigation s'utilise en agriculture depuis plus de 5000 ans pour permettre aux plantes, organisées dans la plupart des cas en monoculture, de poursuivre leur activité, même pendant les mois pendant lesquels les pluies sont insuffisantes ou absentes.

L’agriculteur doit pouvoir subvenir aux besoins de ses cultures lorsque la nature ne peut pas le faire. Il s’agit dans ce cas, de permettre à la plante de terminer son cycle, d’assurer la production d’aliments (le manque d’eau pourrait la compromettre) et, dans le cas des cultures pérennes, d’assurer leur survie jusqu’à l’année suivante.

Une fois que ce concept est compris, on rentre dans des considérations techniques, qui vont concerner le système d’irrigation, la disponibilité en eau, la qualité de l’eau disponible, les doses d’eau, leur fréquence, etc.

Une bonne gestion de l’eau va permettre d’optimiser les ressources tout en obtenant de bons résultats agronomiques et productifs.

Une mauvaise gestion de l’eau va au contraire provoquer toutes sortes de stress hydriques, par manque ou par excès, accompagnés de problèmes agronomiques, de risques de pollution des nappes phréatiques et de mauvais résultats productifs.

Pour ne citer qu’un exemple que je connais bien, dans mes conditions de plaine dans la région de Séville, je peux conduire le verger jusqu’à la récolte, et préparer la récolte suivante avec moins de 3.000 m3 d’eau par hectare et par an, quand je connais des vergers, dans des conditions comparables, ou parfois moins difficiles, qui consomment entre 2 et 5 fois plus d’eau.

Les éléments nutritifs absorbés par les racines sont donc toujours dissouts dans l’eau. Leur provenance, du sol ou des engrais naturels ou chimiques, ne change pas la manière dont la plante peut les assimiler.

Du fait qu’ils sont solubles dans l’eau, les éléments non absorbés par les racines, risquent d’être entrainés vers les nappes phréatiques en cas d’excès d’eau ou de pluie abondante. Une mauvaise gestion de l’eau entraine donc aussi un important risque de pollution de ressources hydriques.

Dans un climat où les pluies sont réparties de manière assez homogène tout au long de l’année, l’irrigation n’est pas nécessaire car la réserve hydrique du sol est naturellement reconstituée par chaque épisode de pluie. En revanche, en climat méditerranéen, continental sec, aride ou semi-aride, la plupart des plantes ne sont pas capables de se maintenir sans l’aide de l’agriculteur. L’irrigation est donc nécessaire pour subvenir aux besoins des plantes dans les périodes où la réserve d’eau du sol devient insuffisante.

Il y a quelques années, ici à Séville, région dans laquelle sans irrigation il n’y aurait pratiquement pas d’agriculture, j’ai reçu un groupe de jeunes élèves d’une école d’agriculture du Danemark. Ils ne comprenaient pas pourquoi la ferme était équipée de pompages et de tuyauteries. J’ai donc dû leur expliquer les caractéristiques climatiques de la région pour qu’ils comprennent l’utilité d’un système qui, à l’évidence, n’est pas nécessaire chez eux.

Une autre différence entre les plantes et les animaux, est que ces derniers peuvent se déplacer pour aller à la recherche de l’eau. Concrètement, l’agriculteur peut localiser l’apport d’eau aux animaux de telle manière que chaque litre d’eau est consommé, sans aucun gaspillage.

Dans le cas des plantes, c’est différent puisque la plante doit trouver l’eau dans le volume de sol qu’elle prospecte avec ses racines. Il est plus difficile pour l’agriculteur de ne pas gaspiller d’eau, car il lui est très difficile de contrôler de manière exacte, tant la consommation des plantes que l’ajustement des apports d’eau. C’est là que la technicisation de l’irrigation peut apporter des solutions.

Il faut être conscient que l’irrigation n’est pas un caprice d’agriculteur, mais un besoin réel dans de très nombreuses zones de la planète. Sans irrigation, les problèmes de disponibilité des aliments seraient encore beaucoup plus graves.

De plus le riz, l’un des principaux aliments de base au niveau mondial, a besoin d’une phase d’inondation permanente pour produire, occasionnant une forte consommation d’eau douce.

Il est clair que sans irrigation, les problèmes alimentaires seraient beaucoup plus graves. La faim pousse souvent à la révolte. On peut donc considérer que l’irrigation est un important facteur de paix sociale.

 

Cependant, il faut en connaitre les limites. Les ressources en eau douce ne sont pas inépuisables et il est indispensable de les gérer de manière cohérente.

Un des principaux facteurs de gaspillage des ressources en eau douce est la mauvaise gestion de l’irrigation. L’agriculteur doit connaitre ses cultures, ses besoins à chaque moment et savoir (et pouvoir) augmenter ou réduire les apports d’eau pour les adapter aux besoins. Il y a donc à l’évidence un important problème de formation/information des agriculteurs d’une part, et de prise de conscience d’autre part.

Une bonne gestion des cultures permet d’augmenter la productivité de chaque champ. Un champ bien irrigué va produire plus, donc il faudra moins de surface irriguée pour produire la même quantité d’aliments. Une amélioration de la productivité par la formation et la technification représente donc un important facteur d’économie d’eau, donc de durabilité de l’agriculture irriguée.

Quel sont les problèmes qui vont pousser un agriculteur à arroser trop ?

Ils sont nombreux. On peut parler

-       Du système d’irrigation (irrigation par submersion, par aspersion ou par goutte à goutte)

-       De la disponibilité en eau (forages ou bassins qui permettent de disposer de l’eau à volonté, ou réseaux communautaires avec tours d’eau qui ne laissent que des périodes disponibles limitées)

-       De la qualité du contrôle des besoins en eau de la plante par l’agriculteur (contrôle de l’humidité du sol, du fonctionnement de la plante, des données climatiques, etc.)

-       De la peur de l’agriculteur. Il est fréquent que les agriculteurs aient peur du manque d’eau plus que de l’excès d’eau. Pourtant l’excès d’eau est généralement plus préjudiciable que le manque. Cette peur irraisonnée vient aussi du fait qu’une plante asphyxiée montre, au début du problème, un symptôme très semblable à celui d’une plante souffrant de sécheresse.

-       Du type de sol. Certains sols sont difficiles à gérer car la circulation de l’eau y est compliquée. En général, l’agriculteur préfèrera souvent prendre le risque d’un excès d’eau ce qui est presque toujours une erreur.

Je reviendrai sur ces problèmes dans plusieurs articles à venir.

46- Water and irrigation -4- Why do we irrigate?

WHY DO WE HAVE TO IRRIGATE?

Before talking more about irrigation, it is important to understand what we are talking. So I will try to answer the question: what is it and what is it for?

Plants, like all living beings, need water. This is vital. Without water, no life, neither animal nor vegetal. But in the case of plants, water plays a multiple role, eventually more complex than in the case of animals.

The first role, as in all living beings, is to be the fluid that fills and bathes the cells and maintaining cell elements in activity.

Water is also the "sweat" of plants, that is to say that enables the plant to produce its own heat control through sweating, called also, in this case, evapotranspiration .

Water is also the vehicle of different minerals and hormonal elements through the plant in the form of sap, such as blood in animals.

But what distinguishes the plants of animals, as regards water, is that the plant has no independent way to eat. Eating is, in animals, the way to absorb minerals that their body requires, through more or less solid foods. The plant performs this vital action primarily by the roots, and partly by the leaves and young bark. But the roots only can absorb water, charged in dissolved minerals.

So the water represents, for the plant, the drink and the food.

Irrigation represented in  the tomb of Sennedjem, in Egypt, in the time of Pharaoh Ramses II, to the years 1275 BC, more than 3,000 years ago.

Irrigation is used in agriculture for more than 5000 years to allow plants, organized in most cases in monoculture, to continue their activity even during the months when rainfall is insufficient or absent.

The farmer must be able to provide water to his crops when nature can't do it. In this case it's to allow the plant to complete its cycle, to ensure the production of food (the lack of water could compromise it) and, in the case of perennial crops, to ensure their survival till next year.

Once this concept is understood, we enter into technical considerations that will concern the irrigation system, water availability, quality of available water, water doses, frequency, etc.

Good water management will help optimize resources while getting good agronomic and productive results.

Poor water management will instead cause all kinds of water stress, for lack or excess, along with agronomic problems, risk of groundwater pollution and bad productive results.

To cite one example that I know well, in my plain conditions in the region of Seville, I can drive the orchard until harvest, and prepare the next harvest with less than 3,000 m3 of water per hectare a year when I know orchards, under comparable conditions, or sometimes less difficult, consuming between 2 and 5 times more water.

Nutrients absorbed by the roots are always dissolved in water. Their origin, from soil or from natural or chemical fertilizers, does not change the way the plant can assimilate them.

Because they are soluble in water, not absorbed by the roots elements, may be driven to groundwater in case of excess of water or heavy rain. Thus, a poor water management also entails a significant risk of pollution of water resources.

In a climate where rainfall is fairly evenly distributed throughout the year, irrigation is not necessary because the soil water provision is naturally replenished by each rain event. However, in a Mediterranean, continental dry, arid or semi-arid climate, most plants are not able to sustain themselves without the help of the farmer. Irrigation is therefore necessary to support the plants during periods when the water reserve of the soil becomes insufficient.

A few years ago, here in Seville, a region where, without irrigation, there would be virtually no agriculture, I received a group of young students from a Danish agricultural school. They did not understand why the farm was equipped with pumping and piping. So I had to explain the climatic characteristics of the region, to help them to understand the value of a system that, obviously, is not necessary in their country.

Another difference between plants and animals is that these ones can move to go in search of water. Specifically, the farmer can locate the supply of water to the animals so that every liter of water is consumed, without any waste.

In the case of plants, it is different since the plant has to find water in the soil volume that it prospects with its roots. It is harder for the farmer to not waste water, because it is very difficult to monitor accurately, both the consumption of plants and the adjustment of irrigation volumes. This is where the technification of irrigation can provide solutions.

Be aware that irrigation is not a farmer's whim, but a real need in many, many areas of the planet. Without irrigation, food availability problems would be even more serious.

Also the rice, a major staple food in the world, need a permanent flood phase to occur, causing a high consumption of fresh water.

It is clear that without irrigation, food problems would be much more serious. Hunger often leads to rebellion. We can therefore consider that irrigation is an important factor of social peace.

 However, we must know the limits. Fresh water resources are not inexhaustible and it is essential to manage them consistently.

A major factor in wastage of fresh water resources is the mismanagement of irrigation. The farmer needs to know his crops, its needs at every moment and know (and be able) to increase or reduce water supply to suit the needs. So there is obviously on the one hand an important training/information issue for farmers, and secondly the awareness.

Good crop management can increase the productivity of each field. A well-irrigated field will produce more, so it will take less irrigated area to produce the same amount of food. To improve productivity through training and technification is therefore an important factor in saving water, and of sustainability for irrigated agriculture.

What are the problems that will push a farmer to irrigate too much?

They are many. We can talk

- Of irrigation system (flood, sprinkler or drip irrigation)

- Of water availability (wells or ponds that will yield water at will, or community networks with water turns that leave only limited time available)

- Of quality of plants water needs controls by the farmer (humidity control of soil, plants operating, climatic data, etc.)

- Of farmer's fear. Farmers are often afraid of the lack of water, more than the excess water. But excess water is usually more damaging than lack. This irrational fear also comes from the first symptom of an asphyxiated plant is very similar to the symptom of a plant suffering from drought.

- The type of soil. Some soils are difficult to manage because the water circulation is complicated. In general, farmers often prefer to take the risk of excess water, which is almost always a mistake.

I will return to these issues in several articles to come.

46- Agua y riego -4- ¿Porque regar?

¿PORQUE REGAR?

Antes de hablar más de riego, es importante entender de qué estamos hablando. Pues voy a intentar responder a la pregunta :

¿Qué es y para qué sirve?

Las plantas, al igual que todos los seres vivos, necesitan agua. Se trata de un elemento vital, sin agua, no hay vida, ni animal, ni vegetal. Pero en el caso de las plantas, el agua juega un papel multiple, al final más complejo que en el caso de los animales.

El primer papel, al igual que para todos los seres vivos, es de ser el líquido que llena y baña las células, manteniendo los órganos celulares en estado activo.

El agua es también el ”sudor” de las plantas, es decir lo que le permite a la planta realizar su propia regulación térmica por la transpiración, que en este caso llamamos evapotranspiración.

El agua también es el vehículo de los distintos elementos minerales y hormonales por toda la planta, en forma de savia, del mismo modo que lo hace la sangre en los animales. Pero lo que distingue las plantas de los animales, en lo que a agua se refiere, es que la planta no tiene medio autónomo de comer. Comer representa, para los animales, el medio de absorber los elementos minerales que su organismo necesita, por el consumo de alimentos más o menos sólidos. La planta realiza esta acción vital principalmente por las raíces, y también parcialmente por las hojas y la corteza joven. Pero las raíces solo pueden absorber agua, cargada con elementos minerales disueltos.

El agua pues, representa para la planta tanto la bebida como la comida.

 El riego representado en la tumba de Sennedjem, en Egipto, en la época del faraón Ramses II, hacia los años 1275 AC, es decir hace más de 3.000 años.

El riego se usa en agricultura desde más de 5.000 años para  permitir a las plantas, organizadas en la mayoría de los casos en monocultivo, de mantener su actividad, incluso durante los meses en los que las lluvias son insuficientes o ausentes.

El agricultor debe poder cubrir las necesidades de sus cultivos cuando la naturaleza no lo puede hacer. Se trata, en este caso, de permitir a la planta de terminar su ciclo, de asegurar la producción de alimentos (la falta de agua lo podría impedir) y, en el caso de cultivos perennes, de garantizar su supervivencia hasta el año siguiente.

Cuando está el concepto entendido, entramos en consideraciones técnicas, que van a afectar el sistema de riego, la disponibilidad de agua, la calidad del agua disponible, las dosis de agua, la frecuencia de riego, etc.

Una buena gestión del agua va permitir optimizar los recursos consiguiendo buenos resultados agronómicos y productivos.

Una mala gestión, al revés, va provocar todas clases de estreses hídricos, por falta o por exceso, acompañados de problemas agronómicos, de riesgos de contaminación de los acuíferos y de malos resultados productivos.

Para tan solo dar un ejemplo que conozco muy bien, en mis condiciones de vega en la zona de Sevilla, puedo llevar los árboles hasta la recolección, y preparar la cosecha siguiente con menos de 3.000 m3 de agua por hectárea y por año, cuando conozco fincas, en condiciones comparables, o incluso menos desfavorables, que gastan entre 2 y 5 veces más agua.

Los elementos nutritivos absorbidos por las raíces siempre van disueltos en agua. Su procedencia, del suelo o de los abonos naturales o químicos, no cambia la forma en que la planta los puede asimilar.

Ya que son solubles en agua, los elementos no absorbidos por las raíces, pueden ser arrastrados hacia los acuíferos en caso de exceso de agua o de lluvia abundante. Una mala gestión del agua, provoca un riesgo de contaminación de los recursos hídricos.

En un clima en el que las lluvias se reparten de manera bastante homogénea a lo largo del año, el riego no es necesario, ya que la reserva hídrica del suelo se reconstituye naturalmente con cada episodio de lluvia. Al contrario, en clima mediterráneo, continental seco, árido o semi-árido, la mayoría de las plantas no pueden sobrevivir sin ayuda del agricultor. El riego es necesario para aportar a las plantas el agua que necesita en los momentos en los que la reserva de agua del suelo es insuficiente.

Hace algunos años, aquí en Sevilla, región en la que, sin riego casi no existiría agricultura, tuve la visita de un grupo de jóvenes alumnos de una escuela de agricultura de Dinamarca. No entendían porque la finca estaba equipada de bombeos y de tuberías. Tuve que explicarles las características del clima de la zona para que entiendan la utilidad de un sistema que, obviamente, no es necesario en su país.

Otra diferencia entre plantas y animales, es que estos últimos se pueden desplazar para buscar agua. En concreto, el agricultor puede localizar el aporte de agua a los animales de tal manera que cada litro de agua se consume, sin desperdicio.

En el caso de las plantas, es diferente ya que la planta debe encontrar el agua en el volumen de suelo que prospecta con sus raíces. Es más difícil para el agricultor no desperdiciar agua, ya que es difícil controlar de manera exacta, tanto el consumo de la planta como el ajuste de los aportes de agua. Es cuando la tecnificación del riego puede aportar soluciones.

Hay que ser consciente que el riego no es un capricho de agricultor, pero una real necesidad en muy numerosas áreas del planeta. Sin riego, los problemas de disponibilidad de alimentos serían aún más graves.

Además el arroz, uno de los principales alimentos básicos a nivel mundial, necesita una fase de inundación permanente para producir, ocasionando un fuerte consumo de agua dulce.

Está claro que sin riego, los problemas alimentarios serían mucho más graves. El hambre lleva a menudo a la revuelta. Se puede considerar pues que el riego es un importante factor de paz social.

Sin embargo, hay que conocer los límites. Los recursos de agua dulce no son inagotables y es imprescindible gestionarlos de manera coherente.

Uno de los principales factores de desperdicio de los recursos de agua dulce es la mala gestión del riego. El agricultor ha de conocer sus cultivos, sus necesidades en cada momento y saber (y poder) aumentar o reducir los aportes de agua para adaptarlos a las necesidades. Está claro que existe, por un lado un importante problema de formación/información de los agricultores, y de concienciación por otra parte.

Una buena gestión de los cultivos permite aumentar la productividad de cada campo. Un campo bien regado producirá más, con lo que serán necesarias menos hectáreas regadas para producir la misma cantidad de alimentos. Una mejora de la productividad por la formación y la tecnificación representan pues un importante factor de ahorro de agua, y de sostenibilidad de la agricultura de regadío.

¿Cuáles son los problemas que van a llevar a un agricultor a regar en exceso?

Son numerosos. Se puede hablar

-       Del sistema de riego (riego por inundación, por aspersión, por goteo)

-       De la disponibilidad del agua (sondeos o balsas que permiten disponer del agua a voluntad, o redes comunitarias con turnos que solo dejan periodos de disponibilidad limitados)

-       De la calidad del control de las necesidades de agua de la planta por el agricultor (control de la humedad del suelo, del funcionamiento de la planta, de los datos climáticos, etc.)

-       Del miedo del agricultor. Es frecuente que los agricultores teman la falta de agua más que el exceso. Sin embargo en exceso es generalmente más dañino que la falta. Este miedo proviene de que una planta asfixiada muestra, al principio del problema, un síntoma muy similar al de una planta afectada por sequía.

-       Del tipo de suelo. Algunos suelos son difíciles de gestionar ya que la circulación del agua es complicada en ellos. El agricultor en general prefiere tomar un riesgo de exceso de agua, lo que es casi siempre un error.

Volveré sobre estos puntos en varios artículos en el futuro.