L'irrigation par pivot régénératif dans le Nebraska : les coulisses

La famille Paulman exploite et récolte dans le sud-ouest du Nebraska depuis 1985, avec des cultures comprenant du maïs à pop-corn, de l'avoine et du soja sur 6 500 acres. Elle est fière de son utilisation responsable des ressources, 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 sa production à l'avenir.

Les habitants du Nebraska sont habitués aux pénuries d'eau, ayant connu des crises de sécheresse dans les années 1890, 1930, 1950 et au-delà. Les agriculteurs de la région ont également l'habitude de faire plus avec moins : les NRD (Natural Resource Districts, districts de ressources naturelles) ont été parmi les premiers du pays à fixer des quotas annuels d'eau dans les années 70. Aujourd'hui, avec la baisse des précipitations et l'épuisement des aquifères, ces quotas n'ont cessé d'augmenter, ce qui accentue la pression sur les agriculteurs. « C'est devenu un problème majeur, nous devons donc trouver comment mieux utiliser l'eau qui nous est allouée », explique Zach Paulman, agriculteur de troisième génération dans le comté de Lincoln.

Néanmoins, ces restrictions n'ont pas freiné l'enthousiasme pour l'agriculture. Au contraire, elles ont favorisé une innovation accrue et un sens de la gestion de l'eau que l'on ne retrouve pas ailleurs. Dans le cas de Paulman Farms, cela les a conduits à adopter une approche régénératrice, bien avant que le terme « agriculture régénérative » ne fasse le buzz.

L'approche Paulman

Pour Zach, c'est avant tout une question de fierté – pour eux-mêmes, pour leurs terres et pour leurs activités : « 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 de meilleurs gardiens de la terre tout en nous améliorant – je ne veux pas me contenter du statu quo. »

Et leurs méthodes régénératives sont loin du statu quo. Cela englobe tout, des cultures de couverture au semis direct, en passant par la gestion responsable de l'eau et l'utilisation minimale d'engrais. À titre d'exemple, en 2022, ils ont utilisé environ 0,6 livre d'azote par boisseau de maïs, contre 1,0 livre selon la norme. « Nous mettons un point d'honneur à avoir une ferme régénérative ici. Nous essayons de limiter notre consommation d'eau et d'azote : nous essayons d'être aussi efficaces que possible », ajoute Zach.

Il s'agit également de s'opposer à l'orientation historique de l'agriculture, qui se concentre exclusivement sur la productivité. L'agriculture régénérative met davantage l'accent sur la productivité à long terme des terres, 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 que nous avons fait du bon travail dans le domaine agricole, mais que nous dégradons nos sols au fil du temps. Tout le débat tourne autour du rendement, mais il devrait plutôt porter sur les avantages liés à un traitement approprié de la biologie du sol, et sur la manière dont cela peut se traduire en termes de rendement économique, plutôt que sur la maximisation permanente », explique Roric Paulman. « Grâce à ces approches, nous avons obtenu des résultats remarquables plusieurs années de suite. Régénératif, durable, appelez cela comme vous voulez, mais j'aime bien l'expression « mission d'amélioration continue ».

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

AQUA4D® pour la régénération des sols 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 se contenter de moins en moins d'eau. Avec des étés à 38 °C et des sécheresses plus fréquentes dans le Nebraska, cela représenterait un défi sans changements. « Il est très difficile de cultiver 250 boisseaux de maïs ou 7 000 livres de maïs à pop-corn avec seulement 33 cm d'eau », explique Zach avec pragmatisme. « C'est là que l'unité AQUA4D entre en jeu. »

Compte tenu des résultats obtenus par cette technologie en matière d'économies d'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 une phase de R&D financée par le programme Horizon 2020 de l'UE, le nouveau système a été conçu pour traiter les débits importants requis par les systèmes à pivot central tels que ceux utilisés par Paulman. En traitant l'eau au fur et à mesure de son passage, la pénétration de l'eau dans le sol est augmentée et les minéraux sont mieux dissous. Le système AQUA4D® serait-il capable de résister aux conditions difficiles rencontrées dans le sud-ouest du Nebraska ?

Des résultats impressionnants

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

Les Paulmans mesurent tout, afin que rien ne soit laissé au hasard. Depuis des années, les champs sont cartographiés afin de déterminer leur capacité de rétention d'eau, et des stations météorologiques de qualité scientifique fournissent des statistiques en temps réel sur l'évapotranspiration. Parallèlement, plusieurs autres variables ont été surveillées dans le cadre du projet AQUA4D, notamment à l'aide de sondes AquaSpy pour mesurer l'humidité du sol et d'images de surveillance des cultures fournies par Hemav.

En suivant les progrès en temps réel, Paulman et les agronomes d'AQUA4D ont pu suggérer des changements dans les pratiques d'irrigation. Et, inutile de le dire, les changements ont été nombreux : « Cette année, nous avons fini par appliquer la moitié de l'eau du côté AQUA4D (5 pouces contre 2,5 pouces) et le maïs semble nettement meilleur du côté traité », note Zach. « À l'œil nu, il est très clair que quelque chose se passe. Ce n'est pas censé ressembler à ce que l'on voit actuellement, je n'ai jamais rien vu de tel. »

Ces affirmations anecdotiques sont corroborées par les images NDVI, qui montrent une différence extraordinaire dans la vigueur du champ AQUA4D. L'image de gauche montre la situation avant AQUA4D en 2019, tandis que celle de droite date d'août 2023.

À gauche : avant AQUA4D® (2019) | À droite : après AQUA4D® (2023)

Les visites sur le terrain effectuées par l'équipe AQUA4D ont confirmé les changements observés dans l'exploitation agricole. 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 favorisé le développement des racines et la santé des plantes. Cela peut également s'expliquer par une meilleure dissolution des engrais. Zach estime que, même si l'application d'engrais est déjà extrêmement efficace, le traitement AQUA4D® permet de tirer le meilleur parti de la quantité appliquée.

Ici, la plante de gauche provient du côté AQUA4D, et celle de droite du côté témoin. On constate clairement que le système racinaire est mieux développé, avec davantage de radicelles velues :

À gauche : croissance impressionnante des racines | À droite : contrôles techniques du système AQUA4D®

Des systèmes racinaires plus développés 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 AQUA4D, qui semble s'être poursuivie cette année, car Zach croit en l'effet durable de ce que fait le système. Il est compréhensible que les Paulman soient impatients de découvrir les données de rendement au moment de la récolte, plus tard en 2023.

Si ces différences peuvent paraître surprenantes prises isolément, Roric s'est empressé de souligner que ces avantages ont été obtenus en utilisant 50 % moins d'eau que dans la section témoin voisine : « Nous disposons de suffisamment de données qui montrent des avantages extraordinaires pour la santé et le potentiel de rendement, le tout avec une consommation d'eau moindre », confirme Roric Paulman. « Obtenir le même rendement avec moins d'intrants, c'est ce que j'appelle la régénération. »

Irrigation régénérative

Les effets vont au-delà de l'amélioration immédiate des cultures. 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 leur sol ont également permis une meilleure pénétration de l'eau de pluie, ce qui signifie que les effets d'AQUA4D® vont même au-delà de l'irrigation. « Auparavant, il était très difficile de faire passer l'eau à travers le sol, elle restait généralement dans le champ et détruisait mon maïs. Maintenant, c'est beaucoup mieux, et j'attribue cela en grande partie à l'unité AQUA4D », commente Zach.

La ferme étant située au niveau de la célèbre nappe phréatique d'Ogallala, qui s'épuise rapidement, cela conduit au facteur décisif de la recharge : comme la pluie pénètre plus profondément, elle peut recharger les aquifères en même temps. Cela signifie non seulement que Paulman réduit le pompage tout en irriguant avec tout ce dont il a besoin, mais aussi qu'il recharge les mêmes eaux souterraines du Nebraska pour une utilisation future, créant ainsi un cycle élégant.

Cela va au-delà de l'agriculture régénérative pour entrer dans ce que l'on peut appeler irrigation régénérative. Cela pourrait avoir des implications considérables pour ceux qui dépendent du pompage des eaux souterraines, dans le Nebraska et au-delà, note Zach Paulman : « Nous sommes assis sur la plus grande nappe phréatique du monde, mais c'est difficile, surtout pendant les mois d'été, lorsque tout le monde pompe comme des fous. Cela pourrait donc être très important pour le Nebraska si nous pouvons continuer à observer 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 obtenir le même rendement avec beaucoup moins de ressources. « C'est le rendement final qui fera la différence et qui déterminera le retour sur investissement », explique Zach. « À l'heure actuelle, le rendement est de 7,2 pouces contre 3,3 pouces du côté d'AQUA4D. C'est incroyable. À ce stade, je devrais largement dépasser les 10 pouces sur l'ensemble du pivot. C'est très intéressant. »

Jeff Nunes, d'AQUA4D, a supervisé les aspects agronomiques du projet. Il convient que la réduction des intrants peut, en fin de compte, aider à compenser les fluctuations du marché et, en soi, générer un retour sur investissement : « Nous avons de bonnes années et de mauvaises années ; ce que les agriculteurs doivent faire, c'est réduire les coûts des intrants de manière à ce que, même s'ils vendent à un prix inférieur, ils restent rentables », explique-t-il.

Déjà convaincu par les avantages dont ils bénéficient, Paulman Farms installe actuellement un deuxième système dans un champ adjacent.

Conclusion

Il ne fait aucun doute que les activités de Paulman Farms ont des implications considérables pour les agriculteurs du Nebraska et au-delà. La combinaison d'approches agricoles régénératives et d'une technologie d'irrigation régénérative montre à d'autres qu'il est possible de prospérer même face à la diminution des ressources.

En se concentrant sur leurs intrants et sur la gestion des terres, sans pour autant compromettre le rendement, Paulman prouve qu'il est possible de trouver un juste milieu, alliant sens des affaires et prise de décision durable. « Il faut que ce soit ainsi », confirme Zach. « Bon sang, si je peux obtenir la même récolte avec deux fois moins d'eau, c'est tout simplement incroyable. »

Son père Roric partage cet avis : « La santé des plantes, le rendement, la durabilité, voilà nos critères. Nous voulons laisser la terre dans un meilleur état que celui dans lequel nous l'avons trouvée, et c'est là qu'AQUA4D a toute sa place. »

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