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Recherche de meilleures pratiques agricoles pour la culture de la pomme de terre


par Fatah AMEUR
Ecole nationale supérieure agronomique El-Harrach Alger - Ingénieur d'état en Agronomie, Spécialité : Hydraulique agricole 2011
  

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4.2,~Ç 4.ØÇ.~~..1Ç A-.:Ç.+1Ç ZiÑ.4-.~Ç
REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
4.1
·1Ç cz43Ç æ 411.~Ç ~.1.~~Ç ÉÑÇÒæ
MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE
SCIENTIFIQUE
- J.Ç,%1Ç - ÔÇ,.1Ç.?~ 11 41,1Ç ~~"Ø11Ç 4,Ña.1Ç
ECOLE NATIONALE SUPERIEURE AGRONOMIQUE EL-HARRACH -ALGER

Mémoire

En vue de l'obtention du diplôme d'ingénieur d'Etat en Agronomie
Département: Génie Rural
Spécialité : Hydraulique agricole

RECHERCHE DE MEILLEURES PRATIQUES AGRICOLES
POUR LA CULTURE DE POMME DE TERRE A L'AIDE DU
MODELE STICS6.2

 

Présenté par : M. AMEUR Fatah

Soutenu le :13/07/2011

Jury :

> Président : M. HARTANI T., Maître de conférences, ENSA Alger

> Promoteur : M. SELLAM F. Chargé de cours, ENSA Alger

> Examinateurs :

· M. MADOUN B., Maître assistant, ENSA Alger

· Mme LARFI KHAIR B., Chargée de cours, ENSA Alger

Promotion : 2010-2011

A

 
 

REMERCIEMENTS

Au terme de ce try veil, Fruit d'une ,3nnee d',3cc,thlement et de

stolcisme, le tiens remercier Dieu, le tout puissant de m',31401/-

r,3vit,3ille l',3rdeur de bosser, octroye les moyens et les personnes qui

172'ont ,31de dins son el,thor,3tion,

L'ensernble de ce try vii/ dolt son existence mon prornoteur ~

SELLA f; ch,31-ge de cours l'ENSA, le tiens le remercier d',3volj-

cons,Kre une gr,3nde p3rtie de son temps pour diriger cette these,

un promoteur,3vec qui j',31 41-gement benefice de son experience et

de ses conseils ,3vises qui ont ec4fre et guide mon tr,3v,3il, erci

encore une lois pour t,3 rigueur et ton optimisme,

es remerciements vont eg,3lement ,3u president de jury, ~

HARTANI Tqui,3,3ccepte d'endosser 4 lourde charge d'ex,3miner

et de lager ce try veil ,3vec un esprit critique,

tin grind mem. ~ ADOVN B,, ie LARFI KHAIR B pour

l'interet qu'ils ont Porte l'ev,3111,3tion de ce tr,3v,3il et qui

trouveront ici /'expression de rr2,3 gratitude,

J',3dresse eg,3lement Ines remerciements tous les enseignwts du

dep3rtement de Genie Rural,

A /'ensemble du personnel enseignwt de l'Ecole N,3tion,31e

Superieure Agronornique,

TABLE DES MATIERES

REMERCIEMENTS A

DEDICACES B

TABLE DES MATIERES C

LES ABREVIATIONS G

LISTE DES FIGURES H

LISTE DES TABLEAUX I

LISTE DES ANNEXES I

INTRODUCTION GENERALE 1

I.- LA MODELISATION DANS LE `'SPAC» 3

I.1.- Concepts de base en modélisation 3

I.1.1.- Système 3

I.1.2.- Modèle 3

I.1.3.- Variable et paramètre 3

I.1.4.- Module 3

I.2.- Typologie des modèles des cultures 4

I.3.- Etapes de simulation 5

I.3.1.- Analyse du contexte 5

I.3.2.- Choix du modèle 5

I.3.3.- Ajustement 5

I.3.4.- Validation 5

I.3.5.- Utilisation de modèle 5

I.4.- Les dangers de la modélisation 6

II.- LA FERTILISATION DE LA POMME DE TERRE 6

II.1.- Concept de fertilisation 6

II.1.1.- La fertilisation organique 6

· Engrais organique d'origine animale 6

· L'engrais vert 6

II.1.2.- La fertilisation azotée 7

II.1.3.- Fertilisation phosphorique et potassique 7

II.1.4.- La fertilisation magnésienne 7

II.2.- Le rôle des éléments nutritifs 8

II.2.1.- L'azote 8

II.2.2.- Le phosphore 8

II.2.3.- La potasse 9

III.- ITINERAIRE TECHNIQUE DE LA POMME DE TERRE 9

III.1.- La préparation du sol 9

III.1.1.- Les labours : Quand et comment les réaliser ? 10

III.1.2.- La reprise du labour 10

III.2.- La fumure 10

III.2.1.- Fumure organique 10

III.2.2.- Fumure minérale. 11

III.2.3.- Méthodes d'apport 11

III.2.4.- Apport complémentaire 11

III.3.- La préparation des plants 12

III.3.1.- La conservation 12

III.3.2.- La pré germination 12

III.3.2.1.- Comment effectuer la pré-germination ? 12

III.4.- La plantation 12

III.4.1.- Densité de plantation 12

III.4.1.1.- Distance entre rangs 12

III.4.1.2.- Distance entre plants 12

III.4.2.- Date de plantation 13

III.4.3.- Profondeur de plantation 13

III.4.4.- Méthode de plantation 13

III.5.- Le désherbage 13

III.5.1.- Avant la levée 13

III.5.2.- A la levée 13

III.5.3.- Traitement de « rattrapage » 14

III.6.- Le buttage 14

III.6.1.- Quand butter ? 14

III.7.- L'irrigation de la pomme de terre 14

III.7.1.- Comment bien conduire l'irrigation 14

III.7.2.- Conséquences d'une irrigation mal conduites 14

III.7.2.1.- Un déficit en eau 14

III.7.2.2.- Un excès d'eau 14

III.7.3.- Le choix de la technique d'irrigation 15

III.8.- La protection phytosanitaire 15

III.8.1.- Les produits utilisés contre le mildiou et l'alternaria 15

III.8.2.- Les traitements insecticides en cours de végétation 15

III.8.3.- Technique de traitement. 16

III.9.- La récolte 16

IV.- LE PILOTAGE DES IRRIGATIONS 17

IV.1.- Définition 17

IV.2.- L'analyse de l'opération pilotage 17

IV.2.1.- Le déroulement de l'opération pilotage dans le temps 17

a. le stade de l'information 17

b. le stade de décision 17

c. le stade de l'exécution 17

IV.2.2.- Le choix de la dose et de la fréquence 17

IV.2.2.1.- Dose fixe et fréquence variable 17

IV.2.2.2.- Dose variable et fréquence fixe 18

IV.2.2.3.- Dose variable et fréquence variable 18

IV.3.- Les différentes méthodes de pilotage d'irrigation utilisées 18

IV.3.1.- La méthode basée sur la détermination du bilan hydrique 18

IV.3.1.1.- La demande en eau 18

IV.3.1.2.- L'offre en eau 18

IV.3.1.3.- Les correctifs 18

IV.3.2.- Méthodes basée sur la mesure d'un paramètre indicateur de stress hydrique 18

IV.3.2.1.- Le climat 19

IV.3.2.2.- Le sol 19

IV.3.2.3.- La plante 19

IV.4.- Pilotage des irrigations et modèles informatisés 20

V.- LE BILAN HYDRIQUE 20

V.1.- Définition 20

V.2.- Les éléments de bilan 20

V.2.1.- l'évapotranspiration 20

V.2.2.- La réserve initiale 21

V.2.3.- La pluie 21

VI.- LES INDICES DE SECHERESSE 22

VI.1.- Introduction 22

VI.2.- Indice basé sur `' Précipitation - Evapotranspiration `' : SPEI 22

I.- INTRODUCTION 24

II.- PRESENTATION DE LA ZONE D'ETUDE : LE BASSIN DE SIDI RACHED 24

II.1.- Introduction 24

II.2.- Situation géographique du sous bassin de Sidi Rached 24

II.3.- Caractéristiques géomorphologiques du sous bassin versant 25

II.3.1.- Paramètres géométriques 25

II.3.2.- Paramètres de formes 25

II.3.3- Paramètres de relief 25

II.4.- Réseau hydrographique 26

II.5.- Couvert végétal 27

II.6.- Contexte climatique 28

II.6.1.- Pluviométrie et évapotranspirations ETo 28

II.6.2.- Températures de l'air 29

II.6.3.- Le vent 30

II.6.4.- Le Rayonnement solaire global 31

II.7.- LES SOLS DE LA ZONE D'ETUDE 31

II.7.1.- Les sols Hydromorphes 31

II.7.2.- Les sols calcimagnésiques 31

II.7.3.- Les vertisols 31

II.7.4.- Les sols à Sesquioxydes de fer 32

II.7.5.- Les sols peu évolués 32

III.- PRESENTATION DU MODELE STICS 32

III.1.- Introduction 32

III.2.- Les entrées du modèle Stics 32

III.2.1.- Les données `'CLIMAT» 32

III.2.2.- Les données `'SOL» 33

III.2.3.- Les données `'ITINERAIRE TECHNIQUE» 34

III.2.4.- Les données `'PLANTE» 35

III.3.- La configuration du lancement du modèle Stics 36

III.4.- Le choix des sorties du modèle 36

I.- INTRODUCTION 38

II.- EAU ET AZOTE DANS LE SOL AU COURS DU CYCLE VEGETATIF. 38

II.1.- rotation `'pomme de terre primeur - arriere saison. 38

II.1.1.- Année humide 1999. 38

A. Réserve en eau de sol. 38

B. Quantité d'azote minéral 39

I.1.2.-Année sèche 2000 40

A. Reserve en eau de sol 40

B. Quantité d'azote minéral 41

I.1.3.- Année normale 2009 42

A. Reserve en eau de sol 42

B. Quantité d'azote minéral 43

II.2.- Rotation `'ble hiver - pomme de terre arriere saison» 44

I.2.1.- Année humide 1999 44

A. Reserve en eau de sol 44

B. Quantité d'azote minéral 45

I.2.2.- Année sèche 2000 46

A. Reserve en eau de sol 46

B. Quantité d'azote minéral 47

I.2.3. Année normale 2009 48

A. Reserve en eau de sol 48

B. Quantité d'azote minéral 49

III.- BILANS D'EAU ET D'AZOTE 50

IV.- RENDEMENTS 53

IV.1.- Rotation `'pomme de terre primeur - arrière saison» 53

IV.2.- Rotation `'blé d'hiver - pomme de terre arrière saison» 53

CONCLUSION GENERALE 55

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 57

LES ABREVIATIONS

CFVA

Centre de formation et de vulgarisation agricole

ET

Transpiration par la culture

ETM

Evapotranspiration maximale

ETP

Evapotranspiration potentielle

ETR (ET0)

Evapotranspiration de référence

FAO

Food Alimentary Organisation

Fertil

Fertilisation

H2PO4 -

Ion phosphorique monovalent (ion dihydrogénophosphate)

ITCMI

Institut Technique des Cultures Maraichères et Industrielles

K

Potassium

K2O

La potasse

Kc

Coefficient cultural

LAI

Leaf area index (Indice foliaire)

Mg

Magnésium

MgO

Oxyde de magnésium

NH4

Ammonium

N-NO3

Azote nitrique

NO3

Nitrate

P2O5

anhydride phosphorique

Plts

Plants

PO4H 3

acide ortho phosphorique

RU

Reserve utile

Scc

Stock d'eau à la capacité au champs

SPEI

Indice Normalisé De Précipitation-Evapotranspiration

Spf

Stock d'au au point de flétrissement

Ssat

Stock d'eau à la saturation

STICS

Simulateur multidisciplinaire pour les cultures standard

T max

Température maximale

T min

Température minimale

T moy

Température moyenne

Ta

Température de l'air

Ts

Température de surface

USM

Unité de SiMulation

Vv

Vitesse de vent

LISTE DES FIGURES

FIGURE

TITRE DE LA FIGURE

PAGE

Figure n°1

Dimensions du sous bassin versant

25

Figure n°2

Modèle Numérique du Terrain (MNT) du bassin versant

26

Figure n°3

Réseau hydrographique du bassin versant du Sidi Rached

27

Figure n° 4

Occupation des sols du bassin de Sidi Rached

28

Figure n°5

Pluie et ETo moyennes mensuelles (Ahmer El Ain, 1990 - 2010

29

Figure n° 6

Températures moyennes mensuelles (Ahmer El Ain, 1990-2010)

30

Figure n°7

Vitesse moyenne mensuelle du vent (Ahmer El Ain, 1990-2010)

30

Figure n° 8

Evolution du rayonnement solaire global (Ahmer El Ain, 1990-2010)

31

Figure n° 9

Proportion des classes de sols dans le sous bassin de Sidi Rached

32

Figure n°10

Valeurs des SPEI mensuels (Période climatique : 1990 - 2010)

33

Figure n°11

Masque de saisie des données `'sol» du modèle Stics.

34

Figure n°12

Fichier de l'itinéraire technique

35

Figure n°13

Données relatives à la plante

35

Figure n°14

Masque de saisie de la configuration de lancement du modèle Stics.

36

Figure n° 15

Réserves en eau du sol journalières simulées par STICS en année humide.

39

Figure n° 16

Quantités d'azote minéral journalières simulées par STICS en année humide.

40

Figure n° 17

Réserves en eau de sol journalières simulées par STICS en année sèche.

41

Figure n°18

Quantités d'azote minéral journalières simulées par STICS en année sèche.

42

Figure n° 19

Réserves en eau de sol journalières simulées par STICS en année normale.

43

Figure n° 20

Quantités d'azote minéral journalières simulées par STICS en année normale.

44

Figure n° 21

Réserves en eau de sol journalières simulées par STICS en année humide.

45

Figure n° 22

Quantités d'azote minéral journalières simulées par STICS en année humide.

46

Figure n° 23

Réserves en eau du sol journalières simulées par STICS en année sèche.

47

Figure n° 24

Quantités d'azote minéral journalières simulées par STICS en année sèche.

48

Figure n°25

Réserves en eau du sol journalières simulées par STICS en année normale.

49

Figure n° 26

Quantités d'azote minéral journalières simulées par STICS en année normale.

50

Figure n° 27

Rendements simulés par STICS (rotation `'primeur - arrière saison»

53

Figure n° 28

Rendements simulés par STICS (rotation `'blé hiver - arrière saison»

54

LISTE DES TABLEAUX

NUMERO

TITRE

PAGE

Tableau n°1

Densité des plants en fonction des écartements

12

Tableau n°2

Les paramètres de sortie du modèle

37

Tableau n°3

Bilans d'eau et d'azote pour les trois années climatiques

50

Tableau n°4

Valeurs de concentrations en NO3-N (mg/L) pour chacune des rotations

52

LISTE DES ANNEXES

NUMERO

TITRE

Annexe I

Donnes climatique annuelles (1990 - 2010)

Annexe II

Exemple de bilan global simulé par STICS

Annexe III

Exemple de sorties journalières STICS

INTRODUCTION GENERALE

En 2007, 19 millions d'hectares de pommes de terre étaient cultivés dans le monde, aussi bien dans les zones tempérées que tropicales ou arides. La Chine est le premier producteur de pommes de terre devant linde et la Russie. A eux trois, ces pays représentent 40 % du marché mondial. En 20 ans, la part des pays en développement dont figure l'Algérie est passée de 20 à 50 % pour représenter 52 % de la production mondiale en 2005.

Depuis les années 1990, la production de pommes de terre dans les pays en développement a amorcé une nouvelle phase de croissance. Inférieure à 30 millions de tonnes au début des années 60, elle dépasse les 100 millions de tonnes au milieu de cette décennie.

En Algérie depuis son introduction au milieu du 19ème siècle, la pomme de terre est devenue une des principales cultures destinée à l'alimentation humaine surtout après l'indépendance, ce qui explique sa pleine évolution, qui passe de 808 541 de tonnes en 1990 à 2 171 060 de tonnes en 2008 (Faostat, 2008). En analysant les données pour l'Algérie, en termes de surface cultivées, des productions et des rendements obtenus on se rend compte que la situation est encourageante.

Néanmoins ces données nous induisent à conclure que la production locale arrive à couvrir et à satisfaire la demande du consommateur. En effet la production est instable d'une année à une autre et aussi même dans la saison, causé parfois par les aléas climatiques et la non maîtrise de l'itinéraire technique en générale, particulièrement le choix du potentiel génétique de la semence, travail du sol, protection phytosanitaire.

La maîtrise de la fertilisation et de l'irrigation est l'un des maillons le plus important de l'itinéraire technique qui ont leur importance surtout lorsque on sait que les irrigations excessives sont non seulement un gaspillage de l'eau, mais aussi une perte d'engrais causant dans la plupart des cas la pollution des ressources en eau souterraine, et par voie de conséquence la diminution des ces ressources en quantité et en qualité qui est déjà une denrée rare.

C'est dans cette optique que s'inscrit notre contribution. Tenant compte des conditions agro pédo climatiques de la région de Ahmer El Ain, nous avons voulu tester différents itinéraires techniques de la culture de pomme de terre ainsi que différentes rotations et leurs impacts sur les bilans d'eau et d'azote. Pour ce faire, nous avons eu recours à la modélisation par le biais du modèle agropédoclimatique Stics élaborée par l'équipe de N. Brisson (Avignon, France).

De plus et afin d'analyser les effets des changements climatiques, les simulations ont concerné trois années particulières déterminées en utilisant un indice de sécheresse appelé SPEI que nous présenterons en bibliographie :

- Une année humide : 1999 - Une année sèche : 2000

- Une année normale : 2009

Deux types de rotations des cultures ont été analysés :

- Une monoculture `'blé d'hiver - pomme de terre arrière saison»

- Une rotation `'pomme de terre primeur - pomme de terre arrière saison».

Les termes de simulation ont été orientés de façon à ce qu'on puisse établir les bilans hydriques et azotés, l'efficience en eau d'irrigation et en azote, et aussi les rendements. Et puis essayer de comprendre la source des liens entre bilan de masse et son effet sur le rendement.

Notre document est structuré en trois grandes parties :

· Première partie : synthèse bibliographique où nous avons fait une mise au point sur les aspects les plus importants liés à notre travail en l'occurrence les bilans hydrique et azoté, la fertilisation, l'itinéraire technique, le pilotage des irrigations, aussi généralité sur la modélisation dans le monde agronomique.

· Deuxième partie : matériels et méthodes utilisées dans ce travail (présentation de la zone d'étude, modèle stics, ...)

· Troisième partie : résultats et interprétations où nous discuterons les résultats de simulations réalisées.

Nous terminons notre document par une conclusion générale dans laquelle nous focaliserons sur les résultats les plus importants et essayons de dégager des perspectives pour une continuité de ce travail.

I.- LA MODELISATION DANS LE `'SPAC» I.1.- Concepts de base en modélisation

Durant ces dernières décennies, le développement de l'outil informatique a joué un rôle important dans le progrès qu'a connu la recherche scientifique. C'est en particulier le cas pour l'étude des systèmes agronomiques. En effet, les modèles de fonctionnement des cultures sont des outils privilégies pour simuler le comportement d'une culture et définir son niveau de production quantitatif et qualitatif. Dans un objectif d'aide à la décision, ces modèles permettent d'analyser de manière systématique les conséquences d'une modification de la conduites d'une culture et d'évaluer les risques associes à de telle modification.

I.1.1.- Système

Les plantes de grandes cultures et les cultures maraîchères sont des systèmes insères dans un milieu hétérogène formé par le sol et l'atmosphère. Un tel système peut être regardé comme étant un ensemble d'entités, appelées composantes ou éléments, en interaction dynamiques (nasro-allah, 1992 in Hadria, 2006). Ces systèmes dits naturels interagissent avec l'environnement par le biais d'échange d'énergie et de matière. Quand le système qui nous intéresse est d'intérêt agronomique, il est appelé agro-système.

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