La plaine de Chine du Nord est une importante zone de production céréalière-en Chine, avec un système de double culture de blé d'hiver-maïs d'été comme principal modèle de plantation. Dans cette région, le blé et le maïs représentent respectivement environ 75 % et 35 % de la production nationale. Promouvoir une augmentation continue des rendements du blé et du maïs dans cette région est d'une grande importance pour assurer la sécurité alimentaire nationale et augmenter les revenus des agriculteurs. Cependant, la plaine de Chine du Nord est confrontée à une pénurie de ressources en eau, en particulier ces dernières années, car l'impact du changement climatique a exacerbé la contradiction entre la rareté de l'eau et la demande croissante de production alimentaire, ce qui en fait le principal facteur limitant du développement durable du système de culture du blé d'hiver -maïs d'été. Par conséquent, maximiser l’efficacité de l’utilisation de l’eau (WUE) tout en garantissant des rendements élevés est depuis longtemps l’un des défis les plus importants pour le système de culture du blé d’hiver -maïs d’été dans la plaine de Chine du Nord.
Ces dernières années, les chercheurs ont mené des études approfondies dans des domaines tels que les technologies d'irrigation permettant d'économiser l'eau. Ces efforts ont conduit à une série de réalisations qui ont, dans une certaine mesure, amélioré l'efficacité de l'utilisation de l'eau du système de culture du blé d'hiver -maïs d'été dans la plaine de Chine du Nord.
1. État de l'utilisation de l'eau du système de culture du blé d'hiver-maïs d'été
La plaine de Chine du Nord est située dans une zone climatique semi-aride et semi-humide. En raison de l'influence d'un climat de mousson continental, les ressources en eau sont relativement rares, ce qui en fait l'une des régions de Chine confrontées aux pressions les plus importantes en termes d'approvisionnement et de demande en eau. Les précipitations annuelles moyennes dans la région sont de 554 mm, tandis que l'évaporation annuelle moyenne est d'environ 1 550 mm. Les précipitations sont inégalement réparties tout au long de l'année et varient considérablement. En particulier, ces dernières années, le changement climatique mondial a entraîné une hausse des températures, tandis que les précipitations ont diminué d'année en année. Les données de 1983 à 2013 montrent que la température de la région a suivi une tendance à la hausse (0,20 degré par décennie), tandis que les précipitations ont généralement diminué (-1,75 mm par décennie).
En outre, les ressources en eaux souterraines de la plaine de Chine du Nord sont également insuffisantes. Selon les enquêtes, le volume naturel des eaux souterraines de la région est de 2,274 × 10^10 m³ par an. Les volumes d'extraction disponibles pour les eaux souterraines peu profondes et profondes sont respectivement de 1,683 × 10^10 m³ et 2,42 × 10^9 m³ par an. La profondeur des eaux souterraines profondes sous le niveau de la mer s'étend désormais sur 76 700 km², soit environ la moitié de la superficie de la plaine. Depuis les années 1970, avec la mise en œuvre à grande échelle de projets d'amélioration des terres salines -alcalis et de conservation de l'eau agricole, l'extraction d'eau souterraine pour l'irrigation agricole a fortement augmenté, représentant 79 % de l'extraction totale des eaux souterraines.
En raison de l'extraction à long terme des eaux souterraines pour l'irrigation, la nappe phréatique a chuté rapidement, avec une baisse annuelle de 0,5 à 1,0 mètre, entraînant un grave affaissement des terres et des fissures en surface. La superficie et le volume de l'entonnoir des eaux souterraines se sont progressivement élargis et approfondis, présentant une tendance complexe et contiguë. La superficie totale de l'entonnoir est passée de 9 700 hectares en 2005 à 14 000 hectares en 2019. La plaine de Chine du Nord est devenue le plus grand « entonnoir d'eau souterraine » au monde et l'un des environnements aquatiques les plus vulnérables.
Actuellement, la principale méthode de rotation des cultures dans la plaine de Chine du Nord est le système de double culture blé d'hiver -maïs d'été, la superficie cultivée dépassant 80 % de la superficie totale des terres arables. L’écart important entre les besoins en eau du blé d’hiver et du maïs d’été et les précipitations naturelles, ainsi que la répartition inégale des précipitations au fil des saisons, sont les principales raisons de la faible efficacité de l’utilisation de l’eau de pluie et de la surconsommation des eaux souterraines dans ce système. Les précipitations annuelles dans la plaine de Chine du Nord sont d'environ 500 à 800 mm, tandis que la consommation d'eau du système de blé d'hiver -maïs d'été est d'environ 870 mm chaque année. De plus, la majeure partie des précipitations se produit entre juin et août (pendant la saison estivale du maïs), avec seulement 20 à 30 % des précipitations (174 à 261 mm) tombant pendant la saison du blé d’hiver. Cependant, la consommation d'eau pendant la saison du blé dépasse 450 mm chaque année et les précipitations naturelles ne peuvent à elles seules répondre aux besoins de croissance. L'irrigation du blé d'hiver repose principalement sur l'extraction des eaux souterraines, qui représentent environ 70 % de l'eau d'irrigation totale dans la plaine de Chine du Nord. Des rapports récents suggèrent qu'irriguer deux fois pendant la saison du blé (avec 75 mm par irrigation) peut permettre d'obtenir une productivité de l'eau plus élevée, atténuant ainsi potentiellement les pénuries d'eau d'irrigation.
Outre la rareté des ressources en eaux souterraines, les méthodes d’irrigation obsolètes et la mauvaise gestion de l’eau ont également conduit à un grave gaspillage d’eau, réduisant ainsi l’efficacité de son utilisation. En 2021, le coefficient d'utilisation efficace de l'eau d'irrigation dans les terres agricoles chinoises était de 0,568, ce qui signifie qu'environ 2/5 de l'eau n'était pas entièrement utilisée par les cultures. Ce chiffre reste en deçà de la fourchette de 0,7 à 0,8 dans les pays développés -économes en eau. L'efficacité d'utilisation de l'eau pour le blé, le maïs et le riz est respectivement de 1,19, 2,04 et 0,80 kg/m³, soit seulement 96 %, 70 % et 57 % de celle des États-Unis. Parallèlement, la consommation agricole d'eau en Chine représente 62,3 % de la consommation totale d'eau, tandis que dans les pays développés, cette proportion est généralement inférieure à 50 %. Dans l’ensemble, la situation actuelle dans la plaine de Chine du Nord, où les ressources en eau sont insuffisantes mais où la demande en eau est élevée, reste inchangée.
Bien que le projet de dérivation des eaux du sud-vers-nord et la gestion de la surextraction-des eaux souterraines aient, dans une certaine mesure, ralenti la baisse du niveau des eaux souterraines, les eaux souterraines peu profondes augmentant de 3,24 milliards de mètres cubes dans la région, les eaux souterraines profondes ont quand même diminué de 1,53 milliards de mètres cubes. Par conséquent, sous l’impact combiné de la hausse des températures, de la diminution des précipitations, des pénuries persistantes d’eaux souterraines profondes et des demandes croissantes de rendement, la plaine de Chine du Nord continue de faire face à de graves défis en matière de ressources en eau et d’utilisation de l’eau à des fins agricoles.
près de Shijiazhuang, province du Hebei
2. Résultats de la recherche sur l'utilisation efficace de l'eau dans le système de culture du blé d'hiver-maïs d'été
Du milieu-à la-fin du 20e siècle, de nombreux chercheurs nationaux ont exploré des approches pour une utilisation efficace-de l'eau tout au long de l'année dans le système de blé d'hiver-maïs d'été, en se concentrant sur les technologies d'irrigation-économisant l'eau, les innovations dans les systèmes d'irrigation, la construction de systèmes de plantation alternatifs-économisant l'eau et la sélection de variétés de cultures-résistantes à la sécheresse-économisant l'eau. Ces efforts ont donné une série de résultats représentatifs qui ont, dans une certaine mesure, amélioré l’efficacité de l’utilisation de l’eau dans la région.
2.1 -Technologie d'irrigation économe en eau pour le blé d'hiver-Maïs d'été
Dans des conditions de ressources en eau limitées, la gestion efficace de l’eau d’irrigation est l’une des principales stratégies pour faire face aux pénuries d’eau. Des études ont montré que, pour une superficie donnée de terres irriguées, la consommation d’eau est principalement influencée par les technologies d’irrigation, la structure de la consommation d’eau et l’échelle de plantation dans la région du nord de la Chine. Des recherches récentes ont démontré que le développement rapide de techniques d'irrigation économes en eau, telles que l'alternance d'irrigation humide et sèche, l'irrigation déficitaire, l'irrigation restrictive et l'irrigation goutte à goutte, peut réduire les volumes d'irrigation tout en améliorant l'efficacité de l'utilisation de l'eau (Tableau 1). Les recherches indiquent qu'une irrigation modérée peut contribuer à réduire la consommation d'eau pendant toute la période de croissance du blé, augmentant ainsi l'efficacité de l'utilisation de l'eau.
■ Irrigation optimale pour un rendement élevé et une efficacité hydrique du blé d'hiver :
La quantité d’irrigation optimale pour un rendement élevé et une utilisation efficace de l’eau tout au long de la période de croissance complète du blé d’hiver est de 101,8 mm. L'adoption d'une approche d'irrigation à la demande permet non seulement de conserver des avantages de rendement élevés, mais permet également d'économiser 20 à 32 % d'eau d'irrigation.
■ Irrigation basée sur différents stades de croissance du blé :
Pendant les étapes de jointure et de floraison, l'irrigation basée sur la teneur en humidité relative du sol dans la couche de 0 à 40 cm, visant une humidité relative du sol de 65 %, est une mesure efficace pour obtenir à la fois un rendement élevé et une conservation de l'eau.
■ Le rôle de l'irrigation goutte à goutte dans l'amélioration de l'efficacité de l'eau
De nouvelles techniques d'irrigation-économes en eau, telles que l'irrigation goutte à goutte et l'irrigation par micro-aspersion, ont été progressivement appliquées à la production de blé d'hiver dans la plaine de Chine du Nord ces dernières années. L'irrigation goutte à goutte permet un contrôle précis de la quantité d'irrigation, fournissant de l'eau de manière opportune et quantifiée, selon les besoins de la croissance des cultures, et fournissant de l'eau à proximité du système racinaire des cultures. Cela permet une absorption continue de l'eau par les racines, améliorant considérablement le rendement des cultures et l'efficacité de l'utilisation de l'eau tout en réduisant la consommation d'eau inefficace, telle que le ruissellement.
Des expériences comparant différents modes d'irrigation du blé ont montré que, par rapport à l'irrigation en sillons, l'irrigation goutte à goutte réduisait la consommation d'eau de 29 %, tout en augmentant le rendement de 37 % et en améliorant l'efficacité de l'utilisation de l'eau de 92,2 %, démontrant des avantages économiques évidents. Une expérience d'irrigation goutte à goutte souterraine d'une durée de 15 ans menée par le laboratoire américain de recherche sur la gestion de l'eau a montré que sous l'irrigation goutte à goutte souterraine (SDI), le rendement et l'efficacité de l'utilisation de l'eau de cultures comme le maïs sucré étaient considérablement améliorés.
Les recherches menées par Yang Mingda ont révélé que, par rapport à l'irrigation goutte à goutte de surface, l'utilisation de l'irrigation goutte à goutte souterraine dans des conditions de déficit hydrique augmentait le rendement du blé d'hiver d'environ 5,8 à 12,5 % et celui du maïs d'été d'environ 3,4 à 19,9 %. Le volume d'irrigation a été réduit de 7,0 à 13,9 % pour le blé et de 1,6 à 11,4 % pour le maïs, tandis que l'efficacité de l'utilisation de l'eau s'est améliorée de 4,9 à 8,6 %. L'irrigation goutte à goutte souterraine a également réduit efficacement l'évaporation de surface et amélioré l'uniformité de l'irrigation, offrant à la fois un potentiel d'économie d'eau -et d'augmentation du rendement-. La technologie de l’irrigation goutte à goutte a été rapidement développée et largement appliquée dans des pays et régions comme Israël et d’autres pays du Moyen-Orient. Il est également utilisé depuis de nombreuses années dans les régions du nord-ouest et du nord-est de la Chine, apportant de bons avantages économiques et écologiques, en particulier dans les cultures comme le coton. Cela constitue une référence précieuse pour explorer les futurs modèles d’irrigation dans la plaine de Chine du Nord.
Le ruban d'irrigation goutte à goutte de haute-qualité surpasse les options moins chères dans plusieurs domaines clés. Ces différences affectent directement vos bénéfices. Examinons les principales distinctions :
☆ Intégrité des matériaux
☆ Technologie d'émetteur
☆ Uniformité de l'arrosage
☆ Précision globale de fabrication
1. La fondation : matériau et durabilité
La composition physique du ruban goutte à goutte détermine ses performances et sa durée de vie dans vos champs.
2. Résine vierge ou recyclée
Le ruban anti-goutte-de qualité supérieure utilise du polyéthylène 100 % vierge. Cela vous donne une force maximale pour gérer la pression. Il offre également une flexibilité pour une installation facile et une meilleure résistance aux dommages causés par les UV et aux produits chimiques agricoles.
Le ruban bon marché contient souvent des matériaux ou des charges recyclés. Cela crée un produit cassant qui se fissure au soleil. Il présente également des points faibles qui provoquent des fuites.
3. Épaisseur de paroi uniforme
La fabrication de précision crée une épaisseur de paroi constante sur toute la longueur du ruban. Qu'il s'agisse de 6, 8 ou 15 mil, cette uniformité évite les points faibles.
Le ruban-de mauvaise qualité présente des variations d'épaisseur. Ces zones minces éclatent sous une pression normale ou se plient lors de l'installation et du retrait. D'après notre expérience, les champs utilisant du ruban adhésif de mauvaise qualité-avec des murs inégaux voient 30 à 40 % de sauts de ligne en plus au cours de la saison.
4. Émetteur et uniformité
L'émetteur est la partie la plus importante. Il contrôle l’efficacité de l’ensemble de votre système d’irrigation.
Résistance au colmatage :Les émetteurs de qualité résistent aux obstructions grâce à une conception intelligente. Ils ont un chemin d'écoulement turbulent conçu-un canal long et complexe intégré à l'émetteur. Cette conception crée des turbulences dans l’eau qui éliminent les sédiments, les algues et autres petites particules.
Les émetteurs bon marché utilisent des trajets d’écoulement simples et courts avec peu de protection. Ils se bouchent facilement. Cela entraîne des zones sèches dans votre champ et une perte de temps à éliminer les blocages.
Uniformité des émissions (UE): L'uniformité des émissions (UE) mesure la manière dont l'eau s'écoule uniformément de chaque émetteur le long d'une ligne. Les bandes goutte à goutte de haute-qualité atteignent plus de 95 % d'UE.
Avec des soins appropriés, le ruban adhésif-de haute qualité à paroi épaisse-dure 2-5 saisons de manière fiable. Le ruban bon marché doit presque toujours être remplacé après une saison. Cette fiabilité multi-saison provient de matériaux de qualité supérieure et d'une ingénierie précise. Par exemple, les fabricants qui se concentrent sur des matériaux de haute qualité, comme leChine Fabricants de ruban goutte à goutte à émetteur plat Fournisseurs Usine - SINOAH, conçoivent leurs produits pour ce type de fiabilité-sur plusieurs saisons et de performances constantes.
■ Micro-irrigation par aspersion :
L'irrigation par micro-aspersion, développée à partir des technologies d'irrigation par aspersion et goutte à goutte, est une nouvelle méthode d'irrigation qui utilise des bandes de micro-aspersion pour pulvériser uniformément l'eau sur tout le champ. C'est simple,-rentable et efficace. Les recherches de Zhang Yinghua et al. ont montré que l'irrigation par micro-aspersion pendant les stades d'assemblage et de floraison du blé, avec une irrigation précise-à la demande, a amélioré le rendement de 5,3 % à 18,9 % et l'efficacité de l'utilisation de l'eau de 5,3 % à 27,8 %, avec des coefficients de distribution uniforme de l'eau allant de 87,9 % à 97,0 %. La consommation d’eau d’irrigation a été réduite de 21,0 à 54,2 %.
Les recherches de Man et al. ont également découvert que l'utilisation de micro-asperseurs pour l'irrigation pourrait modifier la répartition de l'humidité du sol dans la couche de 0 à 40 cm, contribuant ainsi à améliorer l'efficacité d'utilisation de l'eau (WUE) du blé et le rendement en matière sèche. Les expériences de Dong Zhiqiang et al. sur l'irrigation par micro-aspersion a montré qu'au même niveau de rendement, l'irrigation par micro-aspersion avait un potentiel annuel d'économie d'eau-de 20 à 50 mm les années normales et de 70 à 110 mm les années de sécheresse, ce qui la rendait adaptée à la promotion dans les régions pauvres en eau du nord de la Chine.
Conclusion
En conclusion, le système de culture du blé d'hiver-maïs d'été dans la plaine de Chine du Nord est confronté à d'importants problèmes d'eau en raison de ressources limitées et de précipitations inégales. Cependant, les progrès des technologies d'irrigation-économisant l'eau, telles que l'irrigation goutte à goutte et les systèmes de micro-aspersion, ont montré des résultats prometteurs dans l'amélioration de l'efficacité de l'utilisation de l'eau et le maintien des rendements des cultures. Ces innovations, ainsi que des pratiques d'irrigation optimisées, offrent une voie à suivre durable, contribuant à équilibrer la conservation de l'eau avec la nécessité d'augmenter la production alimentaire dans la région. L’adoption continue de ces technologies est essentielle pour lutter contre la pénurie d’eau et garantir la durabilité agricole à long-terme.