Gestion de l'eau dans le sol

La taille des agrégats dans le lit de semence détermine la quantité d'eau qui peut s'évaporer. L'évaporation d'eau est minime pour une taille des agrégats d'environ 2 mm. La paille à la surface du sol, réduit aussi les pertes d'eau par la réflexion du rayonnement solaire qui empêche le sol de se réchauffer.

S'il ne pleut pas après le semis, l'eau présente dans et sous le lit de semence est alors critique pour la bonne implantation de la nouvelle culture. Il est important de retenir cette eau et de la gérer avec soin pour que la semence germe.

Le soleil chauffe le sol

Quand le soleil se lève et commence à briller sur un champ récemment semé, l'énergie de ses rayons chauffe l'eau dans et sous le lit de semence Une partie des molécules d'eau acquiert assez d'énergie pour passer à la forme gazeuse et essayer de s'échapper du lit de semence pour passer dans l'air sous forme de vapeur d'eau.

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Cette évaporation de l'eau est souvent visible à l'œil nu quand le sol humide est réchauffé par les rayons du soleil, comme on le voit ci-dessus. En principe, c'est le même phénomène qui se produit quand de l'eau bout dans une casserole sur une gazinière et s'échappe sous forme de vapeur.

Le limon laisse perdre l'eau

L'évaporation d'eau de la surface du sol après le semis est principalement régulée par la taille des agrégats du lit de semis.

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Particules du sol. Source : Heinonen, R. 1985. Soil management and crop water supply. Dept of Soil Sciences, Swedish University of Agricultural Sciences, Uppsala. Figure 26, page 71.

La figure ci-dessus illustre la relation fondamentale entre l'évaporation de l'eau et le diamètre des particules/agrégats. Un premier pic maximum d'évaporation se produit pour une taille des particules de 0,005-0,02 mm. C'est approximativement la plage de tailles de particules du limon et ceci reflète le transport capillaire de l'eau du lit de semence vers la surface du sol. Sur de tels sols limoneux, il est important d'interrompre le transport capillaire pour ne pas perdre d'eau.

Une texture grossière crée des turbulences

Un second pic maximum de taux d'évaporation est atteint quand la taille des agrégats dépasse 50 mm, ce qui est souvent le cas des sols à teneur élevée en argile. En présence d'agrégats aussi grossiers dans le lit de semis, l'air s'écoule avec des turbulences et le lit de semis s'assèche. Ces pics sont séparés par une évaporation minimale de l'eau, le diamètre des agrégats étant alors égal à 2 mm environ. Ces agrégats ne sont pas assez petits pour permettre le transport capillaire de l'eau, mais pas assez grands pour créer des flux d'air turbulents. Ces agrégats créent comme un couvercle sur le lit de semence et l'évaporation d'eau est alors réduite à son minimum.

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Blé d'hiver, 3 semaines après le semis

A: Agrégats < 2 mm donnent 95 % d'émergence
B: Agrégats 2-5 mm donnent 60 % d'émergence
C: Agrégats > 5 mm donnent 35 % émergence

Un modèle expérimental peut en apporter la démonstration à l'aide  de la taille des agrégats, voir image ci-dessus. En d'autres termes, la taille des agrégats régule l'évaporation d'eau d'un sol ouvert.

La paille réfléchit les rayons

Les résidus végétaux, comme la paille, agissent aussi sur l'évaporation d'eau du sol. La paille laissée en surface affecte les pertes d'eau de deux manières au moins :

  • La paille de couleur claire réfléchit les rayons du soleil alors que le sol de couleur sombre absorbe l'énergie solaire.
  • La paille peut interrompre la remontée capillaire de l'eau.

Ces deux facteurs réunis font que la surface du sol ne chauffe pas autant au printemps ce qui limite l'évaporation de l'eau.

Le travail simplifié peut souvent tirer des bénéfices de cet effet. Une meilleure retenue de l'eau combinée à une meilleure protection contre l'érosion font de la technique simplifiée le système prédominant dans les zones de culture sèches, comme les prairies des USA et du Canada.