Entre la nécessité de réduire les coûts, la gestion raisonnée des ressources naturelles, la protection des écosystèmes et la recherche de rendements optimaux, la fertigation se révèle être un atout précieux au service des agriculteurs. Applicable en agriculture conventionnelle comme en bio, cette technique associant irrigation et fertilisation peut représenter jusqu’à 40 % d’économie d’eau, 50 % de réduction des engrais utilisés et des augmentations de rendement allant de 20 % à 30 % selon les cultures et les conditions. Ce guide explore en détail les principes, les avantages, les stratégies et les équipements nécessaires pour réussir votre ferti-irrigation.
Également appelée fertirrigation ou ferti-irrigation, la fertigation est une technique agricole qui combine l'irrigation et la fertilisation des cultures en un seul processus. Elle consiste à injecter des nutriments (engrais, amendements) hydrosolubles, directement dans le système d'irrigation (goutte-à-goutte, aspersion), ce qui permet de fournir de manière simultanée et ciblée, l'eau et les éléments nutritifs essentiels au développement des plantes.
L’intérêt de ce procédé est d’apporter tous les nutriments nécessaires sous forme ionique, directement au niveau des racines (dans le cas du goutte-à-goutte). Cette méthode, qui vise à optimiser l’utilisation des ressources, est à moduler en fonction :
La ferti-irrigation est particulièrement intéressante pour son efficacité dans la gestion durable de l’eau et des engrais, tout en améliorant les rendements et la qualité des productions agricoles.
La fertigation trouve ses racines dans les recherches menées à partir du 19e siècle sur la nutrition des plantes, lorsque les scientifiques ont commencé à cultiver des végétaux dans des milieux dépourvus de sol, tels que l’eau ou le sable. Ces expériences ont introduit l’utilisation de solutions fertilisantes solubles, un premier pas vers la fertigation moderne.
Une avancée majeure est survenue avec la création de la solution de Hoagland, mise au point à l’Université de Californie à Berkeley dans les années 1930. Ce mélange nutritif, conçu à partir de sols hautement fertiles, est rapidement devenu une référence pour les expériences de culture hors-sol, notamment pour les conifères et certaines plantes à feuilles caduques.
Dans les années 1970, l’émergence des pépinières en conteneurs marque un tournant. Les besoins croissants en solutions précises pour gérer la nutrition des plantes conduisent à l’adoption généralisée de cette technique. Des systèmes de fertigation sophistiqués sont alors développés pour répondre aux besoins spécifiques des plantes selon leurs stades de croissance, avec pour conséquence d’augmenter l’efficacité des apports.
Les avancées technologiques, telles que les injecteurs de nutriments et les systèmes d’irrigation automatisés, ont permis d’élargir l’utilisation de la fertigation à des domaines plus variés, allant des cultures en serre aux grandes exploitations agricoles. Cette méthode est largement plébiscitée pour sa capacité à combiner productivité et durabilité, un argument de poids à l’heure du changement climatique.
La fertigation est une technique polyvalente qui peut s’adapter à un grand nombre de cultures. Grâce au développement d’entreprises spécialisées et de matériels adaptés, les agriculteurs disposent aujourd’hui de solutions pratiques utilisables dans tous types de situations :
Concernant les grandes cultures, la superficie des parcelles reste un défi pour l’intégration de systèmes goutte-à-goutte. Toutefois, la fertigation fonctionne aussi avec des systèmes par aspersion plus classiques comme les rampes et les pivots fixes ou mobiles. Ce qui offre un meilleur contrôle sur les risques de lessivage.
Par rapport à la fertilisation classique avec des engrais secs et granuleux, l'application d’engrais hydrosolubles, dilués dans l’eau, vise directement les racines. Il y a moins de risque d’apport massif d’engrais entraînant une croissance végétative excessive, trop de salinité ou une toxicité.
L’assimilation est donc mieux contrôlée, plus homogène, plus uniforme et plus rapide : les nutriments essentiels sont disponibles pour les plantes au moment optimal. Ce qui doit conduire à l’amélioration des rendements si le pilotage de la fertigation est correctement mené. Et le coût des intrants peut théoriquement être diminué.
Il faut aussi noter l’intérêt de la méthode pour la biomasse et l’activité microbienne du sol. Une étude de 2011 menée sur la banane a montré que la fertigation améliorait d’au moins 26 % l’activité microbienne dans les 80 premiers centimètres du sol, contre seulement 9 % avec une fertilisation conventionnelle.
La fertigation a le mérite de limiter les risques de lessivage et de pollution des nappes phréatiques. Un bon pilotage garantit l’utilisation optimale des hydrosolubles au niveau nécessaire pour la plante. Le minutage de l’irrigation évite la surutilisation de solution hydrosoluble, afin de ne pas dépasser la profondeur racinaire.
Par extension, il y a aussi un meilleur contrôle des adventices, puisque seules les cultures ciblées reçoivent les doses de fertilisants. Les agriculteurs peuvent donc mieux gérer le recours aux herbicides et l’impact associé sur les écosystèmes.
En plus des bénéfices déjà cités concernant les récoltes, on trouve aussi des avantages du côté de la vie de l’agriculteur, notamment en matière de :
Si la fertigation est un pas de plus vers une agriculture plus durable, il existe toutefois certaines limites à connaître avant d’envisager l’acquisition d’un système d’irrigation. Ces limites peuvent bien sûr être surmontées par une planification rigoureuse, une formation adéquate et l’adoption de bonnes pratiques agronomiques :
Il existe 4 grandes stratégies à suivre en fertigation, modulables selon les besoins de vos cultures et de vos objectifs agronomiques :
Les systèmes de fertigation peuvent varier en complexité, allant de systèmes manuels à des technologies entièrement automatisées, qui intègrent des capteurs pour un contrôle précis des apports. En général, le matériel de fertirrigation se compose de :
Il est à noter l’importance du choix du matériau constituant tous les équipements qui seront en contact avec les engrais. Ceux-ci doivent être en acier inoxydable, en plastique ou constitués de tout autre matériau non corrosif. Bien entendu, le dosage de la solution hydrosoluble sera également important.
Les systèmes de dosage et d’automatisation permettent un contrôle précis et en temps réel des apports en nutriments et en eau. Ils s’appuient sur des capteurs et des logiciels capables de réguler automatiquement la quantité, la durée et la fréquence des applications en fonction des besoins des cultures et des conditions du champ. Ils fonctionnent avec les équipements suivants :
Avec ces systèmes, les agriculteurs peuvent réduire les gaspillages, améliorer l’efficacité des nutriments et gagner en précision tout en économisant du temps et des ressources.
La fertirrigation représente un investissement initial conséquent, mais sa rentabilité se manifeste sur le long terme grâce à l’optimisation des ressources en eau et en nutriments. Voici les principaux coûts associés pour un exemple de fertigation en vigne :
La fertigation par réservoir de mélange repose sur l'utilisation d'un réservoir central où les engrais solubles sont versés manuellement ou automatiquement dans l'eau avant d’être aspirés dans le système d’irrigation par le biais d’une vanne ou d’un injecteur. Cette méthode peut être utilisée avec des solutions nutritives pré-mélangées ou en dissolvant directement des engrais solides ou liquides dans l’eau d’irrigation.
Cette méthode est largement utilisée pour les cultures nécessitant des apports réguliers et bien contrôlés, comme les cultures maraîchères, les vergers ou les vignobles. Elle convient également aux exploitations de taille moyenne disposant de systèmes d’irrigation localisés comme l'irrigation goutte-à-goutte.
Dans le cadre de la fertirrigation par injection directe, les engrais solubles sont stockés dans un réservoir et introduits directement dans la conduite principale d'irrigation via une pompe ou un injecteur. Cette méthode permet de mélanger en temps réel les nutriments à l’eau d’irrigation, sans besoin de pré-mélange dans un réservoir.
Cette technique est largement utilisée dans les exploitations agricoles de moyenne et grande échelle pour sa précision et son efficacité.
La fertigation par différentiel de pression de type Venturi repose sur un principe d'aspiration sous vide généré par un système hydraulique perfectionné, sans nécessiter de pompe mécanique. Ce procédé utilise une différence de pression pour injecter les engrais dans l'eau d'irrigation, une méthode simple et économique pour intégrer la fertigation dans un système existant.
L'injecteur Venturi crée une dépression lorsque l'eau s'écoule à travers un passage étroit qui s'élargit progressivement. Cette dépression aspire la solution nutritive depuis un réservoir externe et la mélange à l'eau d'irrigation. Cette conception permet aux injecteurs de fonctionner avec des écarts de pression relativement faibles, rendant le système efficace même dans des conditions hydrauliques simples.
Les systèmes modernes possèdent normalement tous les équipements pour ajuster la fertirrigation aux conditions de culture. Rappelons brièvement tous les points à prendre en compte qui vont influencer votre gestion de la ferti-irrigation :
Avant même de réfléchir au choix de l’engrais, il faut analyser la qualité de l’eau utilisée pour la fertigation. Voici les principaux paramètres à observer :
Si vous envisagez un mélange de solutions hydrosolubles, vous prendrez soin de contrôler leur compatibilité. Lorsqu’ils sont mal combinés, certains engrais peuvent réagir chimiquement, formant des précipités ou réduisant leur solubilité, ce qui risque d’obstruer les systèmes ou diminuer la disponibilité des nutriments pour les plantes.
Même si les fournisseurs proposent leurs propres recommandations qu’il faudra respecter, voici quelques principes de base pour assurer la compatibilité des produits :
Il existe des parades comme effectuer un test préalable, utiliser des engrais prêts à l’emploi ou bien suivre avec attention les paramètres de la solution (pH, conductivité électrique…) pour détecter les déséquilibres.
La performance de la fertigation repose avant tout sur la capacité des engrais à se dissoudre correctement dans l’eau et à rester stables tout au long du processus d’application. Les engrais et amendements, qu’ils soient solides à dissoudre, ou bien liquides et prêts à l’emploi, doivent être choisis en fonction de leur solubilité dans les conditions réelles du terrain d’application. Il faut aussi prendre en compte :
Même si les fournisseurs proposent là aussi leurs propres recommandations, veillez à ce que votre concentration ne dépasse pas 5 grammes de produit / litre d’eau afin d’éviter tout risque de corrosion.
Voici quelques exemples pour illustrer la corrélation entre la capacité de solubilité de certains composés (g/L) et la température de l’eau :
Notez qu’une solubilité insuffisante ou des précipitations peuvent entraîner des obstructions dans le système d'irrigation et une distribution inégale des nutriments, ce qui va réduire l’efficacité globale du processus et augmenter les coûts d’entretien et de maintenance.
Même si un rinçage du système doit être prévu en fin de processus, l’entretien régulier du matériel demeure nécessaire si vous voulez éviter des réparations coûteuses ou la pollution du sol.
Cela inclut le nettoyage des filtres, des injecteurs et des conduites par acidification, chloration ou vidange, pour éviter les obstructions causées par des résidus, les dépôts de sels ou encore les racines pour les systèmes enterrés. Il faudra vérifier l’état des joints, des pompes et des raccords pour prévenir les fuites ou les dysfonctionnements.
L’efficience d’un système d’irrigation repose sur sa capacité à distribuer l’eau de manière uniforme et à répondre aux besoins réels des cultures tout en minimisant les pertes. Elle peut être évaluée à travers des indicateurs clés comme :
Cette efficience est le plus souvent compromise par les pertes par évaporation, ruissellement ou percolation profonde. Afin de contrer ce risque, une attention particulière doit être portée aux caractéristiques du système, comme la taille des gouttes d’eau, la hauteur de leur application ou encore les conditions environnementales, telles que le vent ou la température, qui influencent l’évaporation, sans oublier la maintenance pour s’assurer du bon fonctionnement du réseau. Toutefois, l’utilisation de capteurs spécifiques facilitera grandement cette tâche.
Plusieurs types de capteurs sont disponibles pour le pilotage de l'irrigation.
On trouve d’abord les sondes capacitives. Elles mesurent l'humidité du sol en émettant un champ électrique et en analysant la réaction du sol. Cette méthode permet une lecture continue de l'humidité à différentes profondeurs, ce qui donne une vision précise de l'état hydrique du sol.
Il existe également les sondes tensiométriques. Installées près des racines, elles évaluent la force que les plantes doivent exercer pour extraire l'eau du sol. Elles fournissent donc des indications sur le moment optimal pour l'irrigation.
Vous trouverez aussi des pyranomètres. Il s’agit de capteurs qui mesurent l'irradiance solaire, un paramètre indispensable pour calculer l'évapotranspiration potentielle (ETP) et établir un bilan hydrique précis, ce qui va aider à déterminer les besoins en eau des cultures.
La sonde capacitive d'irrigation développée par ISAGRI est conçue pour optimiser la gestion de l'irrigation en mesurant l'humidité du sol à différentes profondeurs.
Connectée à une station météo, elle offre une interprétation précise de l'évolution de l'humidité, ce qui vous permet de déclencher l'irrigation uniquement lorsque les cultures en ont besoin. Toutes les données sont accessibles directement via une application mobile.
Ce système, très simple d’utilisation, contribue à des économies d'eau pouvant atteindre 400 m³ par hectare et réduit les coûts énergétiques liés à l'irrigation.