La remise en état des terres salines sous irrigation à l'aide du drainage souterrain

Introduction

La majorité des sols de la Saskatchewan contiennent des sels à l'état naturel qui peuvent nuire aux cultures, dès lors que leur concentration dans la zone de racines augmente sous l'effet de la remontée de l'eau. De plus, dans les sols mal égouttés, le relèvement de la nappe phréatique peut contribuer à la salinisation du sol.

Ce type de problème est survenu au Centre Canada-Saskatchewan de recherche sur la diversification de l'irrigation (CRDI), dans le champ 11, une parcelle de 9 ha (23 acres) irriguée par submersion depuis 1949. La présence d'une couche de sol à texture fine sous une couche de sol de type loam ou loam limoneux s'égouttant bien freine l'infiltration de l'excès d'eau. En 1986, la salinité avait atteint une telle concentration que seul un mélange de graminées-légumineuses résistantes aux conditions salines pouvait encore pousser. Le CRDI a alors décidé d'entreprendre un programme de remise en état des terres qui comprenait la mise en place d'un réseau de drainage souterrain et d'un système d'irrigation géré avec soin afin de forcer le lessivage à travers le sol des sels excédentaires.

Procédure

La première étape a consisté à accroître la maîtrise de l'apport d'eau en installant un arroseur à déplacement latéral qui allait remplacer le système d'irrigation par immersion. L'amélioration des conditions d'égouttement de surface a servi à réduire les risques liés au ruissellement de surface tout en empêchant la formation de mares d'eau.

Un réseau de drainage souterrain a été installé en 1986. Le plan de ce réseau reposait sur des formules de conception technique qui tenaient compte des propriétés du sol de l'endroit. Des conduits en polypropylène de 10 cm (4 po) de diamètre enveloppés d'un filtre en polyester ont été posés à 15 m (50 pi) et à 30 m (100 pi) d'intervalle. Une trancheuse-poseuse à réglage de profondeur au laser a été utilisée pour mettre en place les drains selon une pente calculée, à une profondeur variant entre 1,2 m (4 pi) et 1,6 m (5,25 pi). Ces drains ont ensuite été raccordés à un collecteur principal. Les collecteurs descendaient jusqu'à 2,6 m (8,5 pi) au point de déversement, appelé émissaire, à l'angle sud-ouest du champ.

Une fois en place, le réseau de drainage a permis d'évacuer les sels du sol par un processus de rinçage à l'eau, ou lessivage. Ce lessivage a été effectué pendant six ans, après la moisson, époque où la teneur en eau du sol est la plus faible. Ce processus a permis de faire transiter un volume important d'eau d'irrigation (tableau 1) à travers le sol, jusqu'aux drains et à l'émissaire (figure 1). De 1986 à 1993, le volume total de sels dissous qui ont été lessivés à travers le sol a été mesuré au niveau de l'émissaire (figure 2).

Une parcelle de 15 m sur 15 m (50 pi sur 50 pi) délimitée en permanence a permis de surveiller l'évolution de la salinité du sol. On a utilisé un conductivimètre EM38 pour mesurer la salinité à chaque automne, après l'opération de lessivage. Les mesures ont ensuite permis de classer les différentes parties du champ selon le degré de salinité (non salin, légèrement salin, modérément salin, très salin).

Le calcul de la superficie de chaque catégorie de sol a été effectué à l'aide d'un logiciel de géostatistique.

Résultats des essais d'élimination des sels

Ce programme de remise en état des terres, qui a été soigneusement planifié et mis en oeuvre, a permis d'éliminer la salinité et de redonner au sol sa capacité de production agricole. Le programme de lessivage d'automne a permis d'éliminer une quantité importante de sels dissous, comme l'ont montré les mesures prises à la sortie du réseau de drainage (figures 1 et 2). Théoriquement, la salinité du sol a été réduite de 50 %, en supposant un rapport entre la hauteur d'eau appliquée (Dw) et la hauteur d'eau de lessivage (Ds) égal à 0,5 (Dw/Ds = 0,5); 80 % des sels ont été emportés lorsque la hauteur d'eau appliquée était égale à la hauteur d'eau de lessivage (Dw/Ds = 1,0). D'après les analyses de sol, les résultats de cette étude cadre avec les valeurs anticipées. Suffisamment d'eau a été appliquée pour enlever 50 % et 80 % des sels à une profondeur d'un mètre lors des lessivages effectués en 1988 et en 1989, respectivement.

Surveillance de l'état du sol et des rendements

Les lectures obtenues à l'aide du conductivimètre EM38 à une profondeur de 0,75 mm (30 po) ont révélé une forte chute du degré de salinité du sol. Avant le lancement du programme de remise en état du sol, en 1987, plus de 60 % de la superficie du champ était classée entre modérément et très saline (tableau 2). Suite à la première saison de lessivage en 1988, moins de 30 % du champ était classé entre modérément et très salin. Après le lessivage de 1989, la superficie a diminué de 3 % supplémentaires. Les bienfaits du programme de remise en état se sont manifestés par une augmentation rapide des rendements d'orge (tableau 3). En 1988, on pouvait distinguer des bandes de plus forte végétation sur la zone de terre qui avait été remuée lors de la pose des drains; En 1990, le rendement d'orge avait plus que doublé.

Une parcelle de démonstration a été établie en 1990 dans la zone la plus saline du champ afin d'évaluer la réaction de cultures très sensibles à la salinité.

On n'a observé aucune irrégularité dans la croissance des féveroles, des pois, des lentilles, des haricots secs et du blé de force roux de printemps. La remise en état de ce champ à l'aide du drainage souterrain était réussie.

Le mot de la fin

La mise en place d'un réseau de drainage souterrain soigneusement planifié et adapté aux conditions locales, et l'application d'un plan de lessivage approprié, permettent de remettre en état les champs à forte salinité.