Comparative Effects of Partial Rootzone Drying and Deficit Irrigation on Water Use Efficiency, Economic Water Productivity, and Productive Traits of Mature Apricot Trees in a Semi-Arid Region

Résumé Technique : Effets Comparatifs de l'Assèchement Partiel de la Zone Racinaire et de l'Irrigation Déficitaire sur des Abricotiers Adultes

Énoncé du Problème
Dans les régions semi-arides comme l'Iran, particulièrement dans la zone d'Urmia, la rareté de l'eau est une contrainte critique pour la production agricole, contribuant à la dégradation écologique du lac d'Urmia. Bien que l'abricot (Prunus armeniaca L.) soit une culture majeure dans la région, sa production dépend fortement de l'irrigation. Les stratégies traditionnelles d'irrigation déficitaire (ID) visent à conserver l'eau mais entraînent souvent des réductions significatives de rendement. L'assèchement partiel de la zone racinaire (APZR), une technique d'irrigation déficitaire modifiée, a montré des promesses sur d'autres cultures fruitières (ex. : raisin, poire, grenade) pour améliorer la productivité de l'eau sans compromettre gravement le rendement. Cependant, il existe peu de recherches sur l'application de l'APZR dans les vergers d'abricotiers adultes, spécifiquement concernant leurs impacts physiologiques, leur viabilité économique et leurs performances sous différents niveaux de stress hydrique par rapport à l'ID conventionnelle.

Méthodologie
L'étude a été menée sur deux saisons de croissance (2015–2016) à la station de recherche agricole de Kahriz à Urmia, en Iran. L'expérience a utilisé un dispositif en blocs complets randomisés avec 30 arbres d'abricot uniformes de 12 ans (cultivar 'Asgar-Abad'). Cinq traitements d'irrigation ont été appliqués :

1. 100%WW : Irrigation de la zone racinaire complète à 100 % de l'évapotranspiration (ET).
2. 75%DI : Irrigation de la zone racinaire complète à 75 % de l'ET.
3. 75%PRD : Mouillage alterné de deux zones racinaires semi-circulaires à 75 % de l'ET.
4. 50%DI : Irrigation de la zone racinaire complète à 50 % de l'ET.
5. 50%PRD : Mouillage alterné de deux zones racinaires semi-circulaires à 50 % de l'ET.

Dans les traitements PRD, les bassins ont été divisés en deux sections égales, et l'irrigation a été alternée entre elles. Les paramètres clés mesurés comprenaient les traits végétatifs (longueur, largeur et surface foliaire, teneur relative en eau), les traits productifs (rendement, poids et taille des fruits), la qualité des fruits (acidité titrable, solides solubles totaux, pH) et les indicateurs économiques.

L'étude a introduit un système de classement nommé Irrigation Déficitaire Économique (IDE), basé sur quatre indices : l'eau appliquée (W), l'efficacité de l'utilisation de l'eau (WUE), la marge brute (GM) et la productivité économique de l'eau (EWP). Les calculs de la GM et de l'EWP ont intégré les coûts variables pour l'eau, l'électricité et la main-d'œuvre (spécifiquement pour le déplacement des bulles d'irrigation dans les traitements PRD), ainsi que trois scénarios de prix de vente du rendement.

Résultats Clés

• Traits Végétatifs et Physiologiques : Le stress hydrique a réduit de manière significative la teneur relative en eau (TRE) des feuilles, la surface foliaire et les dimensions. Le traitement 100%WW a systématiquement présenté la TRE la plus élevée (environ 60–63 %), tandis que le 50%PRD présentait la plus faible (environ 43–46 %). Bien que la TRE soit corrélée positivement avec le rendement et la surface foliaire, l'étude n'a trouvé aucune différence significative dans les traits foliaires entre les traitements PRD et DI aux mêmes niveaux de déficit hydrique, suggérant que le PRD n'a pas modifié de manière significative la croissance végétative par rapport à l'ID conventionnelle.
• Rendement et Qualité des Fruits : L'irrigation complète (100%WW) a produit les rendements les plus élevés (16,17 et 16,80 Mg ha⁻¹ en 2015 et 2016 respectivement) et la marge brute la plus élevée (11 890 $ ha⁻¹). Les stratégies DI et PRD ont toutes deux réduit le rendement par rapport à l'irrigation complète. Notamment, sous un stress sévère (50 % ET), la méthode PRD (50%PRD) a entraîné des rendements significativement plus faibles que la méthode DI (50%DI) lors de la deuxième année, conduisant à la marge brute la plus faible (6 529 $ ha⁻¹) parmi tous les traitements. Concernant la qualité, le stress hydrique a augmenté les solides solubles totaux (SST) et le rapport SST/acidité, mais a diminué la taille des fruits. Contrairement aux observations sur d'autres cultures, les traitements PRD ont entraîné des valeurs de SST plus faibles que les traitements DI, indiquant qu'il n'y a pas d'amélioration de la qualité des fruits sous PRD dans ce contexte spécifique.
• Efficacité de l'Utilisation de l'Eau (WUE) : La WUE a augmenté à mesure que l'application d'eau diminuait. Le traitement 50%PRD a atteint la WUE la plus élevée (4,03 kg m⁻³ en 2016). Sous un stress léger (75 % ET), le PRD (75%PRD) a démontré une WUE plus élevée que le DI (75%DI) sans pénalité significative de rendement la première année. Cependant, sous un stress sévère (50 % ET), le PRD n'a pas amélioré la WUE par rapport au DI et a impacté négativement le rendement.
• Analyse Économique : Le système de classement IDE a révélé que le 50%PRD a obtenu le rang global le plus élevé (1er), suivi du 50%DI et du 75%PRD, tandis que le 75%DI a reçu le rang le plus bas. Bien que le 50%PRD ait atteint la productivité économique de l'eau (EWP) la plus élevée et le premier rang IDE grâce à sa supériorité en efficacité hydrique, il a généré la marge brute la plus faible (6 529 $ ha⁻¹) par rapport au traitement d'irrigation complète (100%WW qui a généré 11 890 $ ha⁻¹). L'analyse a indiqué que bien que le 50%PRD offre la meilleure productivité économique de l'eau, sa viabilité en termes de profit total dépend des coûts de l'eau et de l'électricité ; aux prix actuels du marché, le traitement d'irrigation complète (100%WW) a généré la marge brute la plus élevée.

Signification et Revendications
L'article affirme fournir des orientations exploitables pour les gestionnaires d'irrigation dans les régions semi-arides en démontant que le PRD peut améliorer l'efficacité de l'utilisation de l'eau et la productivité économique de l'eau, particulièrement sous un stress hydrique léger à modéré (75 % ET). L'étude conclut que si le PRD est plus efficace que le DI au niveau de 75 % ET, son application sous un stress sévère (50 % ET) peut être contre-productive, entraînant des baisses de rendement sans gains d'efficacité correspondants par rapport au DI.

Les auteurs introduisent l'indice d'Irrigation Déficitaire Économique (IDE) comme un nouvel outil pour sélectionner les stratégies d'irrigation optimales en équilibrant la performance agronomique et les retours économiques. L'étude conclut modestement que bien que le DI et le PRD soient recommandés pour améliorer la WUE dans les zones de stress hydrique, les agriculteurs ne doivent pas s'attendre à des fruits de haute qualité (en termes de taille et de teneur en sucre) sous ces régimes déficitaires. La recherche souligne que l'efficacité du PRD est tributaire de la sévérité du stress hydrique et de la réponse physiologique spécifique des abricotiers adultes, qui peuvent différer d'autres espèces fruitières en raison des variations de la signalisation de l'acide abscissique (ABA) et de la régulation stomatale.