Irrigation régénérative par pivot au Nebraska : L'histoire de l'intérieur

La famille Paulman exploite et récolte dans le sud-ouest du Nebraska depuis 1985, avec des cultures de maïs à éclater, d'avoine et de soja sur 6500 acres. Elle est fière d'utiliser les ressources de manière responsable, mais comme d'autres aux États-Unis, ces ressources sont mises à rude épreuve. Aujourd'hui, une combinaison d'approches régénératives et de technologies innovantes permet d'adapter leur production à l'avenir.

Les habitants du Nebraska sont habitués aux pénuries d'eau, ayant vécu des crises de sécheresse dans les années 1890, 1930, 1950 et bien d'autres encore. Les agriculteurs du Nebrask sont également habitués à faire plus avec moins : les NRD ont été parmi les premiers du pays à fixer des allocations annuelles d'eau dans les années 70. Aujourd'hui, avec la baisse des précipitations et le déclin des nappes aquifères, ces plafonds n'ont cessé d'augmenter, ce qui accroît la pression sur les agriculteurs. "C'est devenu un problème majeur, et nous devons trouver le moyen de mieux utiliser l'eau qui nous est allouée", explique Zach Paulman, troisième génération d'agriculteurs dans le comté de Lincoln.

Néanmoins, ces restrictions n'ont pas entamé l'enthousiasme pour la culture. Au contraire, elles ont favorisé une plus grande innovation et un sens de la gestion de l'eau que l'on ne retrouve pas ailleurs. Dans le cas de Paulman Farms, cela l'a conduit à adopter une approche régénératrice, bien avant l'engouement récent pour l'"agriculture régénératrice".

L'approche Paulman

Pour Zach, il s'agit avant tout d'une question de fierté - pour eux-mêmes, pour leur terre et pour leur exploitation : "Nous devions trouver un moyen d'être plus efficaces, ce qui nous a permis d'être plus rentables", explique-t-il. "C'est aussi une question de fierté et d'essayer d'être un meilleur gestionnaire de la terre tout en nous améliorant nous-mêmes - le statu quo n'est pas l'endroit où je veux vivre.

Et leurs méthodes régénératrices sont loin du statu quo. Elles vont des cultures de couverture au semis direct, de la gestion responsable de l'eau à l'utilisation minimale d'engrais. À titre d'exemple, en 2022, ils ont utilisé environ 0,6 livre d'azote par boisseau de maïs, alors que la norme est de 1,0 livre. "Nous nous efforçons d'avoir une ferme régénératrice - nous essayons de limiter l'utilisation de l'eau et de l'azote : nous essayons d'être aussi efficaces qu'il est humainement possible", ajoute Zach.

Il s'agit également d'aller à l'encontre de la tendance historique de l'agriculture à se focaliser sur la productivité. L'agriculture régénératrice met davantage l'accent sur la productivité à long terme de la terre, mais aussi sur le maintien de la productivité tout en utilisant moins de ressources - des principes que le père de Zach, Roric Paulman, défend depuis des décennies :

"Il est désormais prouvé qu'en agriculture, nous avons fait du bon travail, mais que nous dégradons nos sols au fil du temps. Toute la discussion porte sur le rendement, alors qu'elle devrait plutôt porter sur les avantages qui découlent d'un traitement approprié de la biologie du sol et d'un retour économique à rebours, au lieu d'une maximisation permanente", déclare Roric Paulman. "Avec ces approches, nous avons obtenu des résultats remarquables plusieurs années de suite. Régénératrice, durable, appelez-la comme vous voulez, mais j'aime l'idée d'une amélioration continue.

C'est dans cet esprit d'amélioration continue que Paulman Farms est devenu le premier aux États-Unis à utiliser le tout nouveau système AQUA4D® Max pour l'irrigation par pivot.

AQUA4D® pour la régénération du sol et la pénétration de l'eau

Le calcul est simple : si Paulman veut maintenir sa production malgré l'augmentation des plafonds de pompage, il devra de plus en plus se débrouiller avec moins d'eau. Avec les étés à 100 degrés du Nebraska et les sécheresses plus fréquentes, ce serait un défi si l'on ne changeait rien. "Essayer de cultiver une récolte de maïs de 250 boisseaux ou de 7000 livres de pop-corn avec 13 pouces d'eau devient très difficile", déclare Zach sans détour. "C'est là que l'unité AQUA4D entre en jeu.

Cette technologie ayant permis d'économiser de l'eau dans diverses cultures à travers le monde (notamment les amandes et les pistaches en Californie), on s'attendait avec optimisme à des effets similaires pour son nouveau système H-A Max destiné aux grandes cultures. Après des travaux de R&D financés par le programme Horizon 2020 de l'UE, le nouveau système est conçu pour traiter les débits importants requis par les systèmes à pivot central tels que ceux utilisés par Paulman. En traitant l'eau lors de son passage, la pénétration de l'eau dans le sol est accrue et les minéraux sont mieux dissous. Le système AQUA4D® résisterait-il aux conditions difficiles rencontrées dans le sud-ouest du Nebraska ?

Des résultats impressionnants

Pour obtenir un reflet fidèle des changements apportés par ce traitement de l'eau, deux sections voisines ont été mises en place : AQUA4D® et Control.

Les Paulman mesurent tout, rien n'est laissé au hasard. Depuis des années, les champs sont cartographiés pour déterminer leur capacité de rétention d'eau et des stations météorologiques de qualité scientifique fournissent des statistiques en temps réel sur l'évapotranspiration. En outre, plusieurs autres variables ont été contrôlées dans le cadre du projet AQUA4D, notamment des sondes AquaSpy pour mesurer l'humidité du sol et des images Hemav pour le suivi des cultures.

En suivant les progrès en temps réel, Paulman et les agronomes d'AQUA4D ont pu suggérer des changements dans les pratiques d'irrigation. Et, c'est le cas de le dire, les changements n'ont pas manqué : "Cette année, nous avons fini par appliquer la moitié de l'eau sur le côté AQUA4D - 5 pouces contre 2,5 pouces - et le maïs a l'air beaucoup plus beau du côté traité", note Zach. "Rien qu'avec mes yeux, il est très clair qu'il se passe quelque chose - ce n'est pas censé ressembler à ce qu'il est maintenant, je n'ai jamais rien vu de tel.

Les affirmations anecdotiques sont étayées par l'imagerie NDVI, qui montre une différence extraordinaire dans la vigueur du champ AQUA4D. L'image de gauche montre la situation avant AQUA4D en 2019, tandis que l'image de droite date d'août 2023.

Gauche : Avant AQUA4D® (2019) | Droite : Après AQUA4D® (2023)

Les visites sur le terrain de l'équipe AQUA4D ont confirmé les changements observés dans l'exploitation. Comme c'est souvent le cas avec ce traitement avancé de l'eau, une meilleure disponibilité de l'eau et une meilleure absorption des nutriments ont permis aux racines de mieux se développer et aux plantes d'être plus saines. Zach pense que même s'ils sont déjà incroyablement efficaces en matière d'application d'engrais, le traitement AQUA4D® les aide à tirer le meilleur parti de la quantité d'engrais qu'ils appliquent.

Ici, la plante de gauche est celle du côté AQUA4D, et celle de droite celle du côté contrôle. On voit clairement que le système racinaire est mieux développé, avec des radicelles plus velues :

Gauche : croissance impressionnante des racines | Droite : Contrôles techniques du système AQUA4D

Des systèmes racinaires plus importants sont le signe de plantes plus saines et de rendements finaux impressionnants. En effet, en 2022, il y avait une différence de 40 boisseaux de soja du côté de l'AQUA4D, qui semble s'être maintenue cette année, car Zach croit en l'effet durable de ce que fait le système. On comprendra que les Paulman soient enthousiastes à l'idée de voir les données de rendement au moment de la récolte, plus tard en 2023.

Si ces différences sont assez surprenantes prises isolément, Roric s'est empressé de souligner que ces avantages ont été obtenus en utilisant 50 % d'eau en moins par rapport à la section témoin voisine : "Nous disposons de suffisamment de données qui montrent des avantages extraordinaires pour la santé et un potentiel de rendement, tout cela en utilisant moins d'eau", confirme Roric Paulman. "Atteindre le même rendement avec moins d'intrants, c'est ce que j'appelle régénérer".

Irrigation régénérative

Les effets ne se limitent pas à l'amélioration des cultures dans l'immédiat. Comme indiqué ailleurs, AQUA4D® entraîne également des changements durables dans la structure poreuse du sol. Dans le cas des champs de Paulman, les changements dans le sol ont également permis une meilleure pénétration de l'eau de pluie, ce qui signifie que les effets d'AQUA4D® s'étendent même au-delà de l'irrigation. "Auparavant, il était très difficile de faire pénétrer l'eau dans le sol, elle restait généralement dans le champ et tuait mon maïs. Aujourd'hui, c'est beaucoup mieux, et j'attribue cela en grande partie à l'unité AQUA4D", commente Zach.

L'exploitation étant située sur l'aquifère d'Ogallala, célèbre pour son épuisement, le facteur décisif est la recharge - la pluie pénétrant plus profondément, elle peut en même temps recharger les aquifères. Cela signifie que non seulement les Paulman réduisent le pompage tout en irriguant avec tout ce dont ils ont besoin, mais qu'ils rechargent également la même nappe phréatique dans le Nebraska pour une utilisation future - une élégante circularité.

Cela va au-delà de l'agriculture régénératrice et se traduit par ce que l'on peut qualifier d'"irrigation régénératrice". Irrigation régénératrice. Cela pourrait avoir d'énormes implications pour ceux qui dépendent du pompage des eaux souterraines, au Nebraska et ailleurs, note Zach Paulman : "Nous sommes assis sur le plus grand aquifère du monde, mais c'est difficile, surtout pendant les mois d'été, quand tout le monde pompe comme des fous. Cela pourrait donc être très important pour le Nebraska si nous pouvons continuer à étudier ce que fait cette unité AQUA4D et pourquoi".

Rendement maximal, apport minimal

L'excitation est compréhensible à l'approche de la récolte - non pas pour maximiser le rendement, mais pour voir si, comme prévu, ils ont réussi à atteindre le même rendement avec beaucoup moins de ressources. "La preuve en sera le rendement final et le retour sur investissement", déclare Zach. "Pour l'instant, le rendement est de 7,2 pouces contre 3,3 pouces du côté d'AQUA4D. C'est fou. À l'heure actuelle, je devrais avoir largement dépassé les 10 pouces sur l'ensemble du pivot. C'est très intéressant.

Jeff Nunes, d'AQUA4D, a supervisé les aspects agronomiques du projet. Il reconnaît que la réduction des intrants peut en fin de compte aider à compenser les fluctuations du marché et donner en soi un retour sur investissement : "Ce que les agriculteurs doivent faire, c'est réduire les coûts des intrants à un point tel que même s'ils vendent à un prix inférieur, ils resteront rentables", explique-t-il.

Déjà convaincus par les avantages qu'ils en retirent, les Paulman Farms ont mis en place un deuxième système sur un champ adjacent.

Conclusion

Il ne fait aucun doute que ce que font les Paulman Farms a des implications frappantes pour les producteurs du Nebraska et d'ailleurs. La combinaison des approches de l'agriculture biologique et d'une technologie d'irrigation régénérative montre aux autres qu'il est possible de prospérer malgré la diminution des ressources.

En se concentrant sur leurs intrants et sur la gestion des terres - sans pour autant compromettre le rendement - les Paulman prouvent qu'il est possible de trouver un juste milieu, en associant le sens des affaires à la prise de décisions durables. "C'est ainsi qu'il faut procéder", confirme Zach. "Si je peux obtenir la même récolte avec la moitié de l'eau, c'est vraiment incroyable.

Son père, Roric, est du même avis : "La santé des plantes, le rendement, la durabilité sont nos critères. Nous voulons laisser le sol dans un meilleur état que celui dans lequel nous l'avons trouvé, et c'est là que l'AQUA4D a sa place."

Découvrez comment fonctionne le système AQUA4D® H-A Max :