3.1 Résumé :
Au Maroc, l’économie de l'eau et la gestion efficiente des ressources hydriques sont cruciales pour la durabilité de l'agriculture dans les périmètres irrigués. Ceci est particulièrement important avec la succession des sécheresses et la surexploitation de la nappe ce qui compromettre la production agricole et mettent en péril la consolidation des acquis réalisés dans le cadre du plan Maroc vert. La mise en œuvre des techniques et stratégies d’irrigation innovantes telles que l’irrigation localisée enterrée, le système d’irrigation à basse pression, l’irrigation déficitaire régularisé (Regulated Deficit Irrigation RDI) et le desséchement partial de la zone racinaire (Partial rootzone drying PRD) constitue de nouvelles orientations pour pérenniser la production agricole dans les années à venir.
En parallèle, la nutrition minérale (macro &oligo-éléments) est la composante la plus importante de la conduite culturale des agrumes. Le volume de la production et la qualité des fruits sont en étroite relation avec la nutrition minérale apportée aux arbres des agrumes. Les besoins des agrumes en oligoéléments sont largement inférieurs à ceux en macroéléments, mais leur rôle est aussi important. Toutefois, les études réalisées jusqu’à présent, en matière de fertilisation des agrumes au Maroc, se sont concentrées essentiellement sur les macroéléments. Peu d’attention a été accordée à la nutrition oligo-minérale bien que des symptômes de carence aient été souvent signalés. Ceci est d’une importance particulière puisque la majorité des vergers agrumicoles marocains sont situés sur des sols basiques et calcaires réduisant la biodisponibilité des oligoéléments pour la plante.
L’irrigation fertilisante (fertigation) constitue la technique la plus élaborée qui permet une meilleure valorisation de l’eau et les éléments fertilisants, et donc l’optimisation des rendements et la qualité des fruits d’agrumes. Cependant, les apports d’engrais se font en l’absence de toute démarche scientifique et de normes adaptées à nos conditions. Cela se traduit, soit par des apports insuffisants dont les conséquences se manifestent par des rendements loin de l’optimum, soit par des apports excessifs ce qui augmente les coûts, réduit la productivité et nuit l’environnement.
La gestion inappropriée d’irrigation et la fertilisation est parmi les causes d’une faible productivité et la rentabilité des vergers d’agrumes en plus de la dégradation de l’environnement (eau et sol). Ce niveau de productivité et de qualité est atteint, entre autres, par une bonne maîtrise de la fertilisation, l’irrigation et le choix adéquat de l’association variétés porte-greffes performantes. L’optimisation de la nutrition hydrominérale constitue, donc, le point clé pour l’amélioration des rendements, l’efficience d’utilisation en eau et les fertilisants et par la suite préserver les ressources naturelles (l’eau et sol).
Si l’adoption du système d’irrigation localisée a connu un grand essor ces dernières années, grâce aux efforts consentis dans le cadre du PMV, malheureusement la maitrise de la gestion des irrigations et de la fertigation n’ont pas suivi cette tendance. La fertilisation reste encore appliquée manuellement par la plus part des agrumiculteurs marocains (surtout au niveau des petites exploitations) cette pratique n’est pas adéquate sous un système d’irrigation localisé du faite qu’elle réduit significativement l’efficience d’utilisation de l’eau et du nutriment, en plus des risques environnementaux. Par conséquence, l’apport de la nutrition minérale à travers le système d’irrigation en goutte à goutte (fertigation) est une nécessité absolue.
L’économie d’eau d’irrigation et le maintien d’un niveau de productivité et de qualité des productions agrumicoles passent obligatoirement par la maîtrise de la technique d’irrigation et de fertigation. Cette maîtrise consiste à la connaissance des besoins en eau d’irrigation et en éléments fertilisant, et les doses optimales de ces intrants.
Une gestion adéquate de la fertilisation est un facteur crucial pour garantir des rendements optimaux avec une bonne qualité de fruits. Néanmoins, cet aspect reste mal maîtrisé dans les vergers agrumicoles marocains, constituant l'une des raisons majeures de rendements sous-optimaux et de la faible qualité de fruits. En effet, la plupart des programmes de fertilisation actuels reposent soit sur des recommandations locales très anciennes qui ne conviennent plus aux nouvelles associations variétés-porte-greffes, soit émanent d'autres pays dont les conditions de culture des agrumes diffèrent de celles des vergers marocains.
Par conséquent, il y a un besoin urgent de développer de nouveaux programmes de fertilisation qui s'adaptent aux conditions locales du sol et du climat, et fournissent aux nouvelles associations d’agrumes actuels leurs besoins nutritionnels réels. La gestion des éléments fertilisants fournit une bonne base pour la mise en œuvre de la fertilisation. Dans ce contexte, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour évaluer l'état nutritionnel actuel des vergers d'agrumes et élaborer des recommandations de fertilisation appropriées.
Dans ce sens, des essais sur la faisabilité de l’irrigation localisée enterrée, de stratégies d’irrigation RDI et PRD, conduite des agrumes en fertigation, l’utilisation des biofertilisants et l’application foliaire des fertilisants seront menés en sous serre et en plein champs au CRRA de Kenitra et de Tadla. En plus, le système de micro irrigation localisée traditionnelle largement adopté par les agriculteurs sera comparé à un nouveau système souterrain (Moistube) fonctionnant avec des pressions de l’ordre de 0.15 bar et des débits beaucoup plus faibles. La comparaison portera sur les performances hydrauliques, énergétiques et agronomiques. Egalement, l’adaptation d’un modèle hydraulique (Hydrus 3D) aux conditions climatiques et édaphique de Tadla permettra de disposer d’un outil d’aide à la décision pour affiner le dimensionnement et la gestion de l’irrigation localisée enterrée.
Mots clés :
Irrigation déficitaire, irrigation localisée, basse pression, indicateurs de performances, modélisation hydraulique , agrume, fertilisation, fertigation, variété/porte-greffe
3.2.1 Orientations stratégique
Depuis le lancement du Plan Maroc Vert en 2008, l’agriculture marocaine s’est engagée dans une course à davantage de productivité. Cette stratégie a retenu comme fil directeur un accroissement marqué des investissements privés pour augmenter les productions des principales spéculations agricoles. Les projections lancées en 2008 pour l’horizon 2020 ont été doublées voir triplées pour certaines cultures. La durabilité des systèmes de productions et l’amélioration des rendements sont totalement conditionnés par les disponibilités hydriques et le seront encore plus à l’avenir en se basant sur les prévisions météorologiques qu’augure une incertitude climatique accentuée. En effet, dans de nombreux bassins hydrauliques du pays, notamment dans les zones arides à semi-aride, où l’irrigation est une condition nécessaire à la production pérenne, les volumes en eau renouvelables sont en régression marquée. Cette situation est le résultat d’une demande en eau en constante augmentation du fait des objectifs irrationnels d’accroissement des rendements et des superficies mises en cultures, parfois avec des cultures très exigeantes en eau. Les solutions avancées s’articules sur deux recettes : le pompage dans les nappes souterraines et la reconversion des systèmes d’irrigation vers la micro irrigation.
Le pompage dans les nappes a atteint des proportions inquiétantes, et dans certaines zones elles sont en voie de tarissement, ce qui compromet la pérennité des systèmes de productions existants. La reconversion de l’irrigation gravitaire au goutte à goutte n’est pas toujours synonyme de diminution des consommations d’eau, lorsqu’elle ne s’accompagne pas d’une formation adaptée à son usage. Les encouragements sous forme de subvention consentis pour l’équipement en micro irrigation ont juste accéléré le rythme d’adoption de ce matériel, mais sans aucune garanti de la maitrise effective de l’irrigation.
La vulnérabilité de l’agriculture marocaine face aux aléas climatiques met en péril la maintenance des acquis réalisés dans le Plan Maroc vert. Dans les années à venir, l’impératif de produire plus avec moins d’eau constituera un défi incontournable. La maitrise de l’irrigation est à revoir à tous les niveaux. La mise en œuvre de techniques innovante telle que l’irrigation localisée enterrée, les systèmes à basse pression et le pompage solaire constituent de nouvelles orientations pour pérenniser la production agricole dans les années à venir.
Le Maroc s’est lancé dans une nouvelle stratégie de développement du secteur agricole appelée « Génération Green 2020-2030 ». Cette stratégie vise la consolidation des acquis réalisés dans le domaine agricole et la création de nouvelles activités génératrices d’emplois et de revenus. Cette stratégie se base sur une capitalisation des acquis réalisés par lePMV à travers l’adoption d’une vision nouvelle du secteur agricole basée sur une nouvelle gouvernance et la mise à disposition du secteur agricole de moyens modernes. Pour ce qui est de la durabilité, le Plan PMV a favorisé l’économie des eaux d’irrigation et la consolidation de la résilience de l’agriculture pour faire face aux aléas climatiques. Le plan Green Génération (GG) vient à point nommé et se propose entre autres de consolider les acquis réalisés par certaines filières prioritaires. La consolidation de cette filière passe obligatoirement par l’amélioration de la conduite de l’irrigation et la recherche de nouvelles techniques en mesure de maximiser l’efficience d’utilisation de l’eau et la rendre compétitive par rapport aux autres cultures.
C’est dans ce cadre que s’intègre le présent projet de recherche qui vise à la fois le développement des techniques de production innovante avec une capacité de résilience et la durabilité du secteur agrumicole considéré comme une filière far pour l’économie nationale. En effet, le secteur des agrumes constitue une composante très importante de l’économie nationale tant en valeur qu’en volume. Cependant, le rendement moyen réalisé au niveau des vergers des agrumes reste faible (soit 19 t/ha) en comparaison avec d'autres pays de la méditerranée producteurs d’agrumes dont les rendements moyens varient entre 20 et 34t/ha (FAO, 2019). Plusieurs contraintes sont à l'origine de cette faible productivité, à savoir la non maitrise des pratiques culturales comme la nutrition minérale. Par contre, la consolidation de la filière agrume passe obligatoirement par l’amélioration de la conduite de l’irrigation et de la fertilisation et la recherche de nouvelles techniques en mesure de maximiser l’efficience d’utilisation de l’eau et les éléments minéraux et la rendre compétitive par rapport aux autres cultures.
Egalement, ce présent projet de recherche répond aux besoins exprimées lors de la phase de cadrage, notamment à l’amélioration des connaissances en matière de raisonnement de la fertilisation des agrumes et la recherche de nouvelles stratégies de fertilisation pour réduire la dépendance aux engrais chimiques dont les prix sont chers et les effets sont néfastes sur l’environnement. Ceci s’aligne parfaitement avec les objectifs de l’axe 4 du deuxième fondement de la nouvelle stratégie agricole Génération Green, qui vise le développement d’une agriculture résiliente et éco-efficiente.
En effet, une gestion rationnelle et raisonnée de l’irrigation, la fertilisation et la fertigation considérant aussi bien les oligoéléments que les macroéléments, ainsi que le pouvoir biofertilisant des organismes du sol et des fertilisants organiques, avec le développement d’irrigation localisée entérée et à basse pression en plus des stratégies d’irrigation innovantes (DI & PRD) constituent un enjeu important pour une production agricole respectueuse de l’environnement et économiquement rentable.
Etat de l’art :
Le secteur des agrumes constitue une composante très importante de l’économie nationale tant en valeur qu’en volume. Devant l’augmentation continue du coût de production, et face à la libération des échanges commerciaux, les agrumiculteurs sont désormais amenés à rationaliser l’ensemble des facteurs de production. A l’état actuel, et suite à une concurrence accrue, la qualité des fruits représente un critère déterminant de la valeur commerciale de la production des marchés d’exportation. Le rendement moyen réalisé au niveau des vergers des agrumes reste faible (soit 19 t/ha) en comparaison avec d'autres pays de la méditerranée producteurs d’agrumes dont les rendements moyens varient entre 20 et 34t/ha (FAO, 2019). Plusieurs contraintes sont à l'origine de cette faible productivité, à savoir le non maitrise des pratiques culturales comme l’irrigation et la nutrition minérale.
Au Maroc, les ressources en eau ne cessent de raréfie, cette raréfaction est due à l’irrégularité spatiale et temporelle des précipitations, la pression démographique croissante, le développement des secteurs touristique et industriel. Dans ce contexte climatique, le Maroc doit s’engager dans une stratégie d’utilisation rationnelle et d’optimisation de l’utilisation de ses ressources hydriques. Pour ce faire, le Programme National d’Economie d’Eau d’Irrigation (PNEEI) a été lancée (vise la reconversion de 710 000 ha à l’horizon de 2022) pour l’économie d’eau d’irrigation. En effet, les surfaces irriguées totalisent 1,6 M ha, soit 21% des surfaces cultivées chaque année dont près de 40% est équipée en irrigation localisée (gàg). Sur cette superficie, 750.000 ha bénéficient des programmes d’irrigation du PMV. L’irrigation localisée est considérée comme une technique économe en eau, qui permet une augmentation des rendements des cultures. Le changement climatique pourrait exercer une contrainte additionnelle sur les réserves d’eau, ce qui rendrait encore plus importante, et difficile, la gestion de l’eau. Contrairement aux autres périmètres irrigués du Maroc, le Loukkos n’a pratiquement jamais connu de déficit hydrique. Le problème majeur que connaît la région de Loukkos réside dans le coût moyen du m3 d’eau livré à l’agriculteur. La valorisation de cette ressource est d'autant plus nécessaire que les ressources hydrauliques ne cessent de s’aggraver, l’économie d’eau est désormais un axe incontournable de la nouvelle politique régionale
Des programmes de recherche de porte-greffe de remplacement au bigaradier ont été initiés par l’INRA dans différentes régions agrumicoles. Ces programmes de recherche ont abouti à sélectionner certains porte-greffes résistant à la trestiza et qui ont montrés un effet notable sur la production et la qualité des fruits d’agrumes. En effet, plusieurs travaux de recherches ont montré un effet hautement significatif du porte-greffe sur la qualité des fruits d’agrumes, notamment l’acidité et la teneur en sucre (Cautuarias-Aviles et al., 2010 ; Bouazzama et Bahri, 2009, Gonzalez-Altozano and Castel. 1999 ; Nadori et al., 1988 ; Wright et Peña, 2002 ; Zekri et Al-Jaleel, 2004 ; Jacquemond et al., 1998 ; Gallash , 1992 ; Fallahi et al., 1989 et Aubert et Vullin, 1997), sur la vigueur des arbres d’agrumes (Benyahia et al., Beniken et al., 2017, Omari et al., 2016b) et sur le statut nutritionnelle des plants d’agrumes (Omari et al., 2011, 2012 et 2016b). En plus de porte-greffe, l’accumulation des sucres dans les fruits des agrumes est sous contrôle variétale et les techniques culturales en particulier l’irrigation et la fertilisation (Aubert et Vullin, 1997 ; Beniken et al., 2017 ; Prinsloo J. A. 2007).
Les résultats des travaux de recherche entrepris par l’INRA et d’autres instituts à l’échelle internationale, en termes de sélection des porte-greffes d’agrumes, ont produit un changement du profil des variétés et porte-greffes utilisés dans les nouvelles plantations d’agrume au Maroc. Parmi les porte-greffes candidates pour le remplacement au bigaradier figurent, entre autres, le Citrangecarrizo, Citrus volkameriana et le Citrus macrophylla. Ces porte-greffes ont montré des performances très satisfaisantes en terme de production mais malheureusement ces derniers sont réclamés de produire des fruits de qualité inférieurs (faible taux de sucre et acidité élevé) (Fallahi et al., 1989 ; Salibe et Mischan, 1984 et Blondel, 1974). Ce-ci va mis en cause la qualité de leurs fruits auprès des consommateurs au marché international.
En plus des contraintes citées auparavant (choix de porte-greffe de remplacement au bigaradier et l’amélioration de la production et la qualité des fruits chez certaines porte-greffe potentiel tel que Citrange carrizo, Citrus volkameriana et le Citrus macrophylla, on ajoute le déficit hydrique qui menace sérieusement
le secteur d’agriculture au Maroc. En effet, le Maroc est l'un des pays menacés par la pénurie d'eau à cause de la rareté des pluies. En plus, les précipitations varient fortement d’une région à l’autre et d’une année à l’autre. Les ressources en eau subissent également des pressions fortes par plusieurs secteurs notamment l’agriculture, l’industrie, le tourisme et l’eau potable. Au future, les quantités d’eau disponible ne peuvent pas satisfaire les besoins en eau d’irrigation en agriculture (et compris les agrumes), d’où la nécessité d’utilisé l’eau d’une manière la plus efficiente. De ce fait, il est de grande importance de développer des programmes et stratégies d’irrigation pour l’économie d’eau et pour optimiser le rendement et la qualité des produits agricoles notamment les agrumes.
En tant que principal secteur consommateur d'eau, l'agriculture doit adopter des stratégies et des méthodes de gestion de l'eau pour améliorer la durabilité des cultures (Provenzano et al., 2014). En outre, les statistiques du ministère d’agriculture ont montré une augmentation important de la superficie de vergers agrumicoles et irrigué en système d’irrigation localisé (Maroc citrus, 2019 ; Anonyme, 2019). Cette augmentation importante en superficie irrigué en goutte à goutte pousse les agricultures et chercheurs de développer des systèmes d'irrigation efficaces associés à des stratégies d'économie d'eau pour faire face à la pénurie d’eau, assurer la durabilité de la culture en plus de la préservation de l’environnement.
Si l’irrigation localisée est actuellement préconisée au Maroc pour l’économie de l’eau, son utilisation dans les régions arides à semi-arides pourrait engendrer des pertes par évaporation loin d’être négligeables (Al-Amoud et al., 2010). Une alternative à ce système serait l’utilisation de la technique d’irrigation souterraine notamment le goutte à goutte enterré. Il s’agit d’apporter l’eau sous la surface du sol au moyen d’émetteurs livrant l’eau à des débits généralement similaires à ceux de l’irrigation au goutte à goutte de surface (ASAE, 1999) et placées à des profondeurs qui dépendent de la nature du sol et du développement du système racinaire de la culture. La micro irrigation enterrée (MIE) peut être considérée comme une récente amélioration de l’apport d’eau par irrigation. La raison avancée est qu’elle empêche ou dans la plupart des cas réduit considérablement les pertes par évaporation directe, le ruissellement et la percolation profonde (Hanson et May 2007 ; Safi et al, 2007.). L’application précise de l’eau et notamment celle des fertilisants contribue très significativement à l’augmentation de l’efficience d’utilisation agronomique de l’eau par l’amélioration du rendement des cultures (Lamm et al., 2012). Les surfaces équipées par cette technique ne cessent de croître surtout aux USA où les superficies irriguées en MIEontaugmentédepresque60 % entre 2003 et 2008 (Lamm et al., 2012). Malgré les débats sur la différence entre les résultats escomptés et réels de cette technique (van der Kooij et al., 2013 ; Venot et al., 2014 ; Lamm, 2014), cette tendance est observée aussi dans d’autres régions du monde en raison de l’avancée de la recherche réalisée (El-Hendawy et al., 2014 en Égypte ; Douh, 2012 en Tunisie ; Karaşahin, 2014 en Turquie ; Arbat et al., 2013b et Couto et al., 2013 en Espagne ; Al Basha, 2014 en France). Au Maroc, les seuls essais réalisés par Bourziza et al., 2016 dans la région d’Erfoud sur le palmier dattier ont montré que cette technique réduit les pertes par évaporation de 15 à 34% par rapport au goutte à goutte superficiel et ce en fonction de la profondeur de pose des goutteurs. La même étude a montré la pertinence du modèle Hydrus 2D dans la simulation des processus d’infiltration autour d’une rampe enterrée. L’évaluation des performances du MIE par l’expérimentation fournit des éléments de réponse quant à l’aptitude de cette technique à améliorer la productivité de l’eau de l’irrigation. Toutefois, comme dans de nombreuses régions du monde, l’interaction entre le climat, les sols et la production agricole présente des combinaisons particulières qui nécessitent des recherches locales pour affiner les systèmes de production. Disposer d’un modèle adapté au contexte de l’irrigation en MIE permet d’évaluer les performances de cette technique sous divers contextes pédoclimatiques et pour différentes stratégies d’irrigation.
Les agrumes figurent parmi les spéculations les plus consommatrices en eau. En effet, les besoins en eau des agrumes sont globalement estimés entre 900 et 1200 mm par an, répartis sur toute l’année (Doorenbos and Kassam ,1979). Les besoins en eau d’irrigation des agrumes, dans la région de Tadla pour une année normale, s’élèvent à 691mm, alors qu’en année dite sèche, ils sont de 846 mm (Belabbes 2004). Les travaux entrepris par les différentes équipes des recherches de l’INRA ont mis en évidences des potentialités de la maîtrise de conversion de système d’irrigation par aspersion ou gravitaire en système d’irrigation localisé (type circojets ou goutte-à gutte) chez des vergers d’agrumes âgés et plantés sur un sol sablonneux dans le Gharb (Beniken et al. 2007) et sur des sols lourds pour la région de Tadla (Bouazama et al. 2004). Egalement, ces mêmes équipes ont pu déterminer les besoins en eau dans un sol sablonneux de l’association Navel/citrange Troyer et d’optimiser leur irrigation (Beniken et al. 2007 et 2010).
L’eau est le facteur limitant pour le développement du secteur agrumicole. Plusieurs études ont mis en évidence l’effet du stress hydrique sur la croissance végétative chez les agrumes (Gonzalez-Altozano, and Castel, 2000 ; Zekri M. 1991). Pérez-Pérez et al., 2009 et Zekri M. 1991 ont montré que le déficit hydrique sévère affecte le statuts hydrique (potentiel hydrique) et les échanges gazeux (conductance stomatique) des plants d’agrumes. Moringer K. and Sykes S.R. 2001 ont confirmé par leurs travaux que le stress hydrique affecte significativement les statuts hydriques, la photosynthèse, la transpiration, la qualité des fruits et la composition minérale des feuilles chez les agrumes. Le régime hydrique (dose d’irrigation) affecte significativement la qualité interne des fruits d’agrumes (taux de sucre). Ainsi, le stress hydrique augmente significativement le taux de sucre dans le jus des fruits d’agrumes (Beniken, 2007 ; Prinsloo, 2007 ; Barry, 2004 et Yakushiji et al., 1996). Barry, (2004) et Yakushiji et al., (1996), ont montré que l’augmentation du taux du sucre dans les fruits d’agrumes n’est pas due au phénomène de déshydratation mais due à la synthèse des glucides par les arbres stressés. Quoique, l’effet du stress hydrique varie notablement en fonction de la sévérité du stress et le stade de son d’application. En effet, Barry et al., (2004), ont montré que l’application du stress hydrique au stade II du développement du fruit (élongation cellulaire et grossissement du fruit) provoque une augmentation significative de la teneur en sucre. Alors que, selon les mêmes auteurs l’application de cette contrainte uniquement au stade de maturation des fruits n’affecte pas le taux du sucre chez les fruits d’agrumes.
Bien que le déficit hydrique soit l'un des facteurs d'induction de la floraison, mais s'il survient au stade critique de la culture notamment la floraison il peut compromettre sérieusement le rendement et la qualité des fruits d’agrumes. L'irrigation déficitaire (DI) a été développé et étudiée par plusieurs chercheurs en tant que stratégie d’irrigation pour augmenter la productivité de l'eau ou l’efficience d’utilisation en eau (Consoli et al., 2016, 2014). Ces travaux ont montré que le stress hydrique affecte différemment la floraison, la nouaison et le rendement et la qualité des fruits d’agrumes (Carr, 2012).Par conséquent, les études sur l'effet de l’irrigation déficitaire que ce soit appliqué dans des stades spécifiques du fruit (Pérez-Pérez et al., 2009, 2008) ou pendant toute la saison (Silveira, et al., 2020 ; García-Tejero et al., 2011) ont observé des effets signifiants sur le rendement et la qualité des fruits, avec une économie d’eau d’irrigation, mais avec une variabilité de réponses au DI selon l’intensité et la duré du stress en plus de la variété considérée (El-Otmani et al., 2020) . En effet, Silveira, et al. (2020) ont rapporté que l’application d’un déficit hydrique à 50% d’ETc durant toute la saison et pour une longue durée (5ans) a amélioré significativement le rendement, la qualité des fruits et une économie d’eau d’irrigation chez l’oranger Pêra-IAC en Brésil. Quant à El-Otmani et al., (2020) ont montré dans leurs travaux que l’application d’une restriction hydrique (DI) à 50% d’ETc au stade I de croissance de fruit et/ou durant la phase de la maturitén’a pas ne réduit significativement ni le rendement ni la qualité des fruits de la clémentine Orogrande, mais l’application de la DI a amélioré significativement la productivité de l’eau avec une économie d’eau d’irrigation.
Le degré d’implication du porte-greffes sur l’alimentation hydrominérale chez les agrumes ont été initié dans les conditions semi contrôlé et en plein champs. Les résultats préliminaires de ces travaux ont montré que le régime hydrique et le porte-greffe ont un effet marquant sur le statut hydrique et nutritionnelle sur les processus physiologiques et biochimiques des associations variétés /porte-greffes des agrumes (Omari et al., 2011, 2012 et 2016b ; Beniken et al., 2011et 2013).
Le recours aux différentes stratégies d’irrigation économisant la ressource vitale s’impose avec acuité. Parmi ces approches optimisant l’utilisation en eau figurent l’irrigation déficitaires (Deficit Irrigation DI) et celle dite desséchements partiel de la zone radiculaire (Partial RootzoneDrying PRD). L’irrigation déficitaire consiste à l’économie d’eau d’irrigation par l’application des stress hydrique durant des phases peu sensibles de croissance et développement. La stratégie du déficit d’irrigation dite DI (Deficit Irrigation) a été développée pour contrôler le développement du couvert végétal chez les vergers à haute densité. Cette technique est pratiquée pour optimiser le rendement, le calibre et la qualité des fruits. La RDI consiste en l’application du stress hydrique durant la période où la croissance des fruits est ralentie et celle des rameaux est intense (Goodwin et al., 2002). Plusieurs études ont montré qu’un stress appliqué au moment où la croissance des fruits se trouve ralentie permet de contrôler la croissance excessive de la végétation toute en améliorant le rendement chez plusieurs espèces fruitières. Ces études incluent celles menées sur le pêcher, le poirier, le pommier (Goodwin etal., 2002), le manguier (Spreer et al., 2007) et les agrumes (Castel, 1999 et 2000 et Shatanawi et al.,2007. D’autres études menus sur les agrumes ont rapporté que l’application d’une irrigation déficitaire a induit une réduction de la croissance végétative, un changement du statut hydrique de la plante entière et une amélioration de la qualité des fruits (taux de sucre) en fonction du stade et la sévérité du stress hydrique appliqué (Castel, 1999 et 2000 et Shatanawi et al., 2007).
Parmi les facteurs de production, et qui affecte directement la qualité des fruits, en plus de l’irrigation ou combinée , la fertilisation revêt une importance capitale, puisqu’elle permet d’apporter les éléments nutritifs dont les agrumes ont besoin d’une part, et constitue un poste budgétaire important en d’autre part en représentant, à elle seule, environ 20 à 30% du coût total de la production des agrumes (Srivastava, 2012).Cependant, il convient de signaler que chez un bon nombre d’agriculteurs, les apports d’engrais se font en l’absence de toute démarche scientifique et de normes adaptées à nos conditions. Cela se traduit, soit par des apports insuffisants dont les conséquences se manifestent par des rendements loin de l’optimum, soit par des apports excessifs ce qui augmente les coûts, réduit la productivité et nuit l’environnement.
Au Maroc, les études sur la fertilisation des agrumes ont débuté depuis les années 70 avec la création du laboratoire spécialisé dans les agrumes et les primeurs de la Société Agricole de Services au Maroc (S.A.S.M.A). Pourtant, les études réalisées jusqu’à présent ont concerné essentiellement les éléments nutritifs majeurs dont des normes de référence locales ont été établies pour l’interprétation des résultats des analyses de sol et de feuilles, ainsi que des plans de fumure. Malheureusement, la plupart de ces plans de fertilisation ont été déterminés seulement pour les variétés greffées sur le bigaradier (Nadir, 1971 et 1974 ; Ait Houssa, 1989).
Le SAS-Maroc a travaillé plus de 35 ans dans le but d’optimiser la gestion des engrais en verger d’agrumes (Aït Houssa et Idrissi, 1986 ; El-Ayadietal., 1998). C’est aussi grâce aux premiers travaux réalisés par cet organisme qu’il a été rendu facile de passer de l’apport manuel ou mécanique à la fertigation (Aït Houssa et Bendahha, 1987 ; Elkhamasset al., 1998). Il y a une interaction positive entre l’engrais et l’eau. En les apportant ensemble, on valorise mieux les deux ressources à la fois, sans toutefois polluer l’environnement (Aït Houssa, 2013).
La nutrition minérale joue un rôle très important dans la productivité et la qualité des fruits. Les éléments majeurs comme l'azote, le phosphore, le potassium et le magnésium affectent directement la qualité de fruit (Omari et al., 2020a ;Omari et al., 2020b ; Zekri et al., 2003 ; Embleton et al., 1978).Chez les agrumes, le porte-greffe a un effet très significatif sur la croissance, la résistance à certaines maladies (comme la Phytophtora spp et le virus de la Tristeza) (Benyahia et al., 2007 et 2004) , le rendement(Benyahia et al., 2017 ; Al Jaleel et Zekri2002 ; Iqbal et al.1999), la qualité des fruits(Waqaret al.2007 ; Georgiou2000) et sur la composition des éléments nutritifs dans les feuilles de plusieurs variétés d’agrumes (Toplu et Uygur2010; Topluet al.2008 ;Zekri1996). En effet, le porte-greffe a une influence sur l’absorption et la translocation des éléments minéraux chez les agrumes (Omari et al., 2012 ; Waqaret al.2007 ; Hafez 2006), Ceci montre une grande sélectivité des porte-greffes pour ce qui est l’absorption des éléments nutritifs (Omari et al., 2012 ; Benyahia et al. 2011 ; Waqaret al.2007 ; Iqbal etal.1999).
Comme toute autre culture, les agrumes ont besoin dans leur nutrition minérale des éléments majeurs, ou macroéléments, et des oligoéléments, dits aussi microéléments. Bien que les besoins en oligoéléments soient largement inférieurs à ceux en macroéléments, leur rôle est aussi important que les macroéléments (Obérez et al. 2008). En effet, les oligoéléments servent de catalyseurs dans plusieurs activités métaboliques et interviennent dans des fonctions vitales telles que la respiration, la photosynthèse, et l’assimilation des éléments nutritifs majeurs (Abadía et al. 2004). Par conséquent, toute carence ou excès en oligoéléments peut provoquer, d’une part, un désordre nutritif qui résulte en une baisse considérable de la production et de la qualité des fruits. D’autre part, un apport excessif de ces éléments peut altérer l’équilibre biochimique du sol et atteindre des niveaux toxiques nuisant à la culture elle-même et à son environnement. De ce fait, et en vue d’une productivité optimale et rationnelle, la fertilisation raisonnée des agrumes doit considérer aussi bien les besoins en macroéléments qu’en oligoéléments. Malheureusement, peu d’attention a été accordée à la nutrition oligo-minérale bien que des symptômes de carence aient été souvent signalés (Penkov et al. 1979, Ghanem et El Alami 1979). Ces carences peuvent être vraies ou induites. La carence vraie provient du manque de l’élément dans le sol ; tandis que la carence induite survient lorsque l’élément est abondant dans le sol, mais il est rendu inassimilable. Des teneurs faibles en Zn et en Mn ont été observé dans les sols de certains vergers marocains (Penkov et al. 1979), néanmoins la carence induite est probablement la plus répandue puisque les zones agrumicoles s’étendent majoritairement sur des sols basiques (7,5 à 8,5) et calcaires. En général, la disponibilité des oligoéléments, notamment le Zn, Fe, Mn et Cu, diminue avec l’augmentation du pH et la teneur en calcaire (Obreza et al. 2008). Une baisse significative des rendements des clémentiniers a été observée dans la région de Souss quand les teneurs du sol en calcaire total et actif étaient respectivement supérieures à 20 % et 10 % provoquant une carence en Fe, Mn, Cu et Zn (Ghanem et El Alami 1979). En outre, à l’instar des autres pays du bassin méditerranéen, où 20 % à 50 % des arbres fruitiers sont affectés par la carence en fer (Jaegger et al, 2000), la chlorose ferrique des agrumes est un constat bien établi au Maroc.
Les agrumiculteurs marocains recourent souvent à des mesures curatives pour remédier aux problèmes de carence en oligoéléments, qui consistent sur l’application des engrais minéraux au sol (les formes chélatées étant les plus efficients) ou par voie foliaire. Cependant, ces applications sont chères et se font dans l’absence de normes adaptées aux conditions des vergers marocains, ce qui peut se traduire par des apports insuffisants ou parfois excessifs. L’apport des engrais organiques, d’origine animale ou végétale, est également un moyen efficace pour remédier et prévenir les déficiences oligo-minérales (Ye et al., 2006). Cet effet bénéfique, souvent négligé dans les vergers agrumicoles marocains, est attribué à leur rôle fertilisant (teneur en oligoélément généralement importante, mais fortement variable selon la nature de l’engrais organique), ainsi qu’à leur action amendant qui permet d’augmenter la disponibilité des oligoéléments en améliorant les propriétés physico-chimiques et biologiques du sol. Ceci est d’un grand intérêt pour les sols alcalins et calcaires de la majorité des vergers marocains. Des études sont donc nécessaires pour actualiser l’état des connaissances sur la fertilité oligo-minérale des sols des vergers agrumicoles marocains, ainsi que l’état nutritionnel de leurs arbres afin d’identifier les éléments les plus déficients et la raison de cette déficience (vraie ou induite). Cela permettra sans doute une meilleure appréhension de la fertilisation oligo-minérale des agrumes. Par ailleurs, des effets bénéfiques ont été démontrés quant à la symbiose mycorhizienne sur la nutrition minérale des agrumes, considérés hautement dépendants des mycorhizes (Ortas, 2012). Cette symbiose racinaire entre la plante et le symbiote fongique permet d’élargir le volume du sol prospecté par la plante et de mobiliser les éléments nutritifs retenus dans le sol. Ceci est particulièrement important dans les sols basiques où le phosphore et certains oligoéléments, entre autres le Zn, Fe, Mn et Cu, deviennent immobiles et par conséquent indisponibles pour la plante. Des études ont montré que l’inoculation des plants d’agrumes par des espèces mycorhiziennes a permis d’améliorer l’absorption du Zn, Fe, Mn et Cu, dont les concentrations ont été plus élevées dans les feuilles et les racines des plants mycorhizés que ceux non-mycorhizés (Ortas et al., 2002 ; Wang et al., 2008 ; Chen, 2014 ; Ortas et al., 2018). Wang et ses coauteurs ont même souligné le potentiel que pourrait avoir l’inoculation avec des champignons mycorhiziens arbusculaires dans la bio-remédiation de la chlorose ferrique des agrumes. Au Maroc, à part les travaux de Farih et al. (1988, 1994) qui ont prouvés l’effet positive de la mycorhization sur la croissance et la teneur en phosphore des feuilles des plantes d’agrumes, aucune étude n’a été conduite pour étudier l’effet de la mycorhization sur la nutrition oligo-minérale des agrumes. Exploiter cette voie de recherche permettra de mieux cerner, voire d’optimiser, la fertilisation oligo-minérale des agrumes en tirant profit d’un approvisionnement gratuit et écologique assuré par le potentiel mycorhizien des sols.
Actuellement de nouvelles variétés et porte-greffes d’agrumes sont apparus et devenues importantes dans les vergers agrumicoles au Maroc. Malheureusement, les programmes de recherche sur les normes de fertilisation de ces associations variétés porte-greffes sont rares et ne comblent pas le manque d’informations sur les besoins en éléments fertilisants. En absence de normes spécifiques par région et par combinaison variété/porte-greffe, la plupart des producteurs traitent la fertilisation de ces variétés par analogie avec les vieilles variétés ou utilisent des programmes de fertilisation appliqués à l’étranger. Ce qui montre que la gestion de la fertilisation des vergers agrumicoles marocains s’effectue d’une façon arbitraire, et ne se base pas sur des références adaptées au contexte actuel du profil variétal et du porte-greffes existant actuellement au Maroc. De ce fait, un programme de recherche pour l’élaboration des normes de références pour la gestion de la fertilisation des vergers agrumicoles marocains est une priorité pour rattraper le retard dans ce domaine et des études sont donc nécessaires pour actualiser l’état des connaissances sur la gestion de la fertilisation des vergers agrumicoles marocains surtout avec le développement de nouvelles variétés d’agrumes. Egalement, la connaissance des performances des nouvelles variétés et porte-greffes d’agrumes est primordiale. Ces informations aideront au choix du matériel végétal pour valoriser les intrants et assurer la production et la qualité des fruits d’agrumes.
Dans ce sens, il importe également de conduire des essais pour déterminer les doses optimales à apporter, la forme d’application la plus efficace et la période optimum d’application, en se basant sur les analyses du sol et des feuilles et en tenant compte du comportement différentiel des portes greffes et de l’association variété/porte greffe vis-à-vis de la nutrition minérale sous différents types de sol.
A la lumière de ce qui précède on constate que des opportunités sont offertes pour l’amélioration du rendement et la qualité des fruits (teneur en sucre) d’agrume par le choix d’une technique d’irrigation localisée enterrée avec une stratégie d’irrigation innovante (DI) et/ou combinée avec un programme de fertilisation optimale en plus du choix d’association variété/porte-greffes, des vergers d’agrumes. Ainsi, la recherche d’une combinaison (porte-greffe, stratégie d’irrigation) performante est une vois stratégique pour optimiser l’utilisation des ressources naturelles (eau-sol) et des intrants (fertilisants) et qui assure une production des fruits de bonne qualité d’agrumes.
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Justification du projet (intérêt et originalité)
Les agrumes sont parmi les cultures fruitières les plus produites au monde. Au Maroc, la filière Agrumes est l'une des principales productions fruitières et joue un rôle socio-économique important, avec une superficie actuelle de 129000 Ha et une production moyenne d'environ 2,4 millions de T / an (Anonyme, 2019). Sur le plan économique, les exportations d'agrumes, qui oscillent autour d'une moyenne de 650000 tonnes par an, représentent une source importante de devises avec l'équivalent de près de 3 milliards DH par an.
Face à la demande croissante du marché mondial pour des fruits de haute qualité mais produits de façon durable, l’agrumiculture marocaine doit ainsi renforcer sa compétitivité dans ce marché fortement concurrentiel en s’orientant vers des pratiques agricoles plus écologiques, qui sont à la fois économiquement rentables et respectueuses de l’environnement. Produire sans nuire à l’environnement est devenue certes la préoccupation majeure de l’agriculture mondiale. Au Maroc, cette préoccupation prend de plus en plus d’ampleur, notamment pour la filière agrumicole qui revêt une grande importance économique pour le royaume. Dans ce sens, une gestion raisonnée de la fertilisation des vergers agrumicoles s’avère primordiale.
En effet, la fertilisation consomme, à elle seule, environ 20 à 30% du coût total de la production des agrumes et constitue une étape clé pour une meilleure productivité en termes de quantité et de qualité. Rationnaliser l’utilisation des engrais chimiques permettra de réduire les coûts de production, mais aussi de préserver l’équilibre naturel en faveur d’une agrumiculture productive et durable. Ceci est en parfaite cohérence avec les orientations de la nouvelle stratégie agricole nationale Génération Green.
Le Maroc s’est lancé dans une nouvelle stratégie de développement du secteur agricole appelée « Génération Green 2020-2030». Cette stratégie vise la consolidation des acquis réalisés dans le domaine agricole et la création de nouvelles activités génératrices d’emplois et de revenus. Cette stratégie se base sur une capitalisation des acquis réalisés par le PMV à travers l’adoption d’une vision nouvelle du secteur agricole basée sur une nouvelle gouvernance et la mise à disposition du secteur agricole de moyens modernes. Pour ce qui est de la durabilité, le Plan PMV a favorisé l’économie des eaux d’irrigation et la consolidation de la résilience de l’agriculture pour faire face aux aléas climatiques.
C’est dans ce cadre que s’intègre ce présent projet de recherche qui vise à la fois le développement des techniques de production innovante avec une capacité de résilience et la durabilité du secteur agrumicole considéré comme une filière far pour l’économie nationale. En effet, le secteur des agrumes constitue une composante très importante de l’économie nationale tant en valeur qu’en volume. Cependant, le rendement moyen réalisé au niveau des vergers des agrumes reste faible (soit 19 t/ha) en comparaison avec d'autres pays de la méditerranée producteurs d’agrumes dont les rendements moyens varient entre 20 et 34t/ha (FAO, 2019). Plusieurs contraintes sont à l'origine de cette faible productivité, à savoir la non maitrise des pratiques culturales comme l’irrigation et la nutrition minérale.
Au Maroc, les ressources en eau ne cessent de raréfier, cette raréfaction est due à l’irrégularité spatiale et temporelle des précipitations, la pression démographique croissante, ainsi que le développement des secteurs touristique et industriel. Avec moins de 1 000 m3 d’eau per capita et par an, l’essor économique du pays pourrait être compromis par la rareté de cette ressource (Al Weshah, 2002). Ceci nourrit le débat sur la problématique de conciliation entre des impératifs d’intensification agricole et de préservations de ces ressources (Molle et Tanouti, 2017). Ce contexte global a conduit à privilégier deux alternatives complémentaires (Le gal et al., 2006). La première alternative est axée sur l‘économise de l’eau en mettant l’accent sur des productions moins consommatrices ou en rationnant l’offre. La seconde alternative vise davantage à mieux valoriser les quantités utilisées. Cette seconde alternative a débouché sur la production d’indices pour évaluer la performance des systèmes irrigués afin de mettre en place des stratégies appropriées de gestion durable des ressources en eau. A cet égard, les indices les plus couramment utilisés sont la productivité de l’eau (Zwart et Bastiaanssen, 2004 ;Kijne et al., 2003) et l’efficience d’utilisation de l’eau( Stanhill, 1986). Ces deux indices sont généralement utilisés pour rendre compte des pertes en eau qui surviennent au cours de son usage ou des produits générés par unité d’eau consommée. Néanmoins, ces indices sont de plus en plus différemment perçus, entrainant des confusions dans leur appréhension, ce qui complique leur application et exploitation objective et consensuelle (Kambou et al., 2014).En effet, ces indices se limitent uniquement aux aspects techniques et négligent les aspects socioéconomiques et institutionnels (Boelens et Vos, 2012 ;van Halsema et Vincent, 2012).
Dans ce contexte climatique, le Maroc doit s’engager dans une stratégie d’utilisation rationnelle et d’optimisation de l’utilisation de ses ressources hydriques. Pour ce faire, le Programme National d’Economie d’Eau d’Irrigation (PNEEI) a été lancée (visant la reconversion de 710 000 ha à l’horizon de 2022) pour l’économie d’eau d’irrigation. En effet, les surfaces irriguées totalisent 1,6 M ha, soit 21% des surfaces cultivées chaque annéedont près de 40% est équipée en irrigation localisée (gàg). Sur cette superficie, 750.000 ha bénéficient des programmes d’irrigation du PMV. L’irrigation localisée est considérée comme une technique économe en eau, qui permet une augmentation des rendements des cultures.
Si l’irrigation localisée est préconisée au Maroc pour l’économie de l’eau, son utilisation telle qu’elle est actuellement est discutable car elle est encore moins efficiente et engendre des pertes par évaporation loin d’être négligeables. Une alternative à ce système serait le recours à l’irrigation enterrée. Il s’agit d’apporter l’eau et les fertilisants sous la surface du sol au voisinage de la zone racinaire selon des débits faibles et à faible pression que la micro irrigation ordinaire. Les niveaux d’efficacité hydraulique et de rentabilité économique atteint moyennant ces nouveaux systèmes dans plusieurs contextes similaires aux conditions marocaines constituent autant d’encouragement à leur évaluation et éventuellement leur adaptation aux conditions climatiques et édaphiques marocaines. En effet, dans les zones à climat arides à semi-arides telles que le périmètre irrigué de Tadla, les ressources en eau de surface deviennent de plus en plus rares et les eaux souterraines sont souvent surexploitées. Ces ressources en eau sont en outre de plus en plus de mauvaise qualité en raison de leur degré de salinité élevée qui ne cesse d’augmenter au fil des années. L’économie de l’eau et sa préservation est devenu par conséquent un impératif pour la durabilité des systèmes de production. Si l’irrigation localisée est préconisée au Maroc pour l’économie de l’eau, son utilisation telle qu’elle est actuellement est discutable car elle est encore moins efficiente et engendrer des pertes par évaporation loin d’être négligeables. Une alternative à ce système serait le recours à l’irrigation enterrée (MIE). Il s’agit d’apporter l’eau et les fertlisants sous la surface du sol au voisinage de la zone racinaire selon des débits faibles et à faible pression que la micro irrigation ordinaire.
La faisabilité de la micro irrigation enterrée sous les conditions marocaine en général et de Tadla en particulier est envisagée à travers l’expérimentation en vue de constituer des éléments de réponse quant à l’aptitude de cette technique à améliorer la productivité de l’eau de l’irrigation. Toutefois, comme dans de nombreuses régions du monde, l’interaction entre le climat, les sols et la particularité de la culture concernée présente des combinaisons particulières qui nécessitent des recherches locales pour affiner des conduites appropriées.
La connaissance de la dynamique de l’eau dans le volume du sol entourant l’émetteur représente une condition préalable à la définition des critères de conception, ainsi que pour gérer à la fois l’eau et les engrais (Akbar et al, 1996 ; Zur, 1996). La forme d’humectation du sol sous une micro irrigation enterré a été modélisée par de nombreux scientifiques. Néanmoins, le manque de compréhension de la manière avec laquelle la distribution de l’eau du sol est affectée par les propriétés hydrauliques des sols non saturés conduit souvent à une gestion non optimale et une faible efficacité de l’utilisation de l’eau (Patel et Rajput, 2008). Les résultats variables sur les performances du MIE illustrent la difficulté d’établir des lignes directives générales pour cette nouvelle technique qu’il convient d’étudier pour différentes conditions.
Disposer d’un modèle adapté au contexte de l’irrigation en MIE permet d’évaluer les performances de cette technique sous divers contextes pédoclimatiques et pour différentes stratégies d’irrigation.
À notre connaissance, aucune étude sur l’expérimentation et la modélisation du transfert de l’eau dans le sol n’a été réalisée en utilisant des gaines enterrées (type Moistube) qui garantissent des performances hydrauliques et agronomiques optimales pour les agrumes ce qui nous laisse poser la question de recherche suivante : Quels critères de conception et de gestion à adopter pour la MIE dans le contexte de Tadla ? Et pour quelles performances hydrauliques et agronomiques ?
Le présent projet a pour objectif d’apporter quelques réponses et informations relatives à la fertilisation et lafertigation sans nuire ni à l’environnement, ni à la qualité et ni au potentiel de productivité des agrumes dans les contextes climatiques du Maroc. En effet, notre projet de recherche traite la problématique de la fertilisation et la fertigation sur plusieurs niveaux, à savoir leurs impacts sur l’efficience d’utilisation en intrants (engrais), sur le statut nutritionnel foliaire, le rendement, la qualité des fruits et la maitrise de la technique de fertigation chez les agrumes. En plus, le même projet à pour objectif d’étudier le comportement des associations de nouvelle variété de l’INRA /porte-greffe dans les conditions pédoclimatiques de la région du Gharb en vue de sélectionner les plus performantes.
En vue de s’affranchir des limites qui négligent les aspects socioéconomiques et institutionnels, cette recherche propose également une mesure économétrique basée sur les concepts d’efficacité technico-économique comme outil de diagnostic détaillé permettant d’évaluer les réductions potentielles de la consommation d’eau d’irrigation sans pour autant affecter les niveaux des productions et des revenus des producteurs agricoles. Compte tenu de ces considérations, cette recherche vise à analyser l’efficacité des exploitations agricoles et celle d’usage de l’eau au sein de ces exploitations, d’une part, et à identifier par la suite les principaux déterminants socio-économiques et institutionnels de ces efficacités, d’autre part. Cinq régions sont retenues, à priori, pour la conduite de ces investigations. Il s’agit de l’Oriental, Souss, Tadla, Gharb, et Haouz.