Den vanning er prosessen med kunstig bringe vannet til plantene dyrkes for å øke produksjonen og tillate normal utvikling i tilfelle av vannmangel indusert av underskudd nedbør , overdreven drenering eller minskning vann bord, spesielt i tørre områder .
Vanning kan også ha andre bruksområder:
Generelt er det vanlig å bruke begrepet " vanning " for små områder ( hagearbeid ) og reservere begrepet "vanning" for større områder ( feltjordbruk , hagebruk ), men det er ingen standard i saken.
I følge International Glossary of Hydrology er vanning en kunstig tilførsel av vann til land for landbruksformål.
Vi kan skille flere vanningsteknikker, mer eller mindre vannbesparende (eller i fare for forsaltning osv.), I tillegg til manuell vanning (vannkanne, bøtte osv. ) Reservert for veldig små områder.
Overflatevanning ("fure-vanning", "fure" eller "tyngdekraft") bruker tyngdekraften via et nettverk av kanaler og kløfter med avtagende størrelse. Selve vanningen utføres deretter ved avrenning, ved nedsenking eller ved infiltrasjon i undergrunnen nær avlingene.
Denne teknikken består i å etterligne effekten av nedbør: vannet, som overføres under trykk av fleksible rør, drives frem i luften i form av dråper som faller på avlingene rundt hver sprinkler. Teknikken kan brukes i mikrosprinkling, lik den forrige, men mer lokalisert og derfor mer vanneffektiv.
Mikrovanning består i å levere vann til plantens røtter, på en veldig lokal måte og bare i den nødvendige mengden, noe som også gjør det mulig å unngå avrenning, en kilde til tap av løselige mineraler og næringsstoffer. Det er et stort problem i tørre soner og oaser. I sammenheng med global oppvarming blir det en viktig sak.
I antikken ble leirepotter begravet fylt med vann som gradvis infiltrerte jorden ( vanning med krukke , en forfedreteknikk som er gjenstand for fornyet interesse, spesielt i Middelhavsbassenget. At det fremdeles bare er marginalt kjent Mikrovanning er begravet eller overflate, og bruker forskjellige teknikker og materialer (eksempel: ved infiltrasjon, ved hjelp av nedgravde porøse materialer eller datastyrt kontrollert drypp).
"Drypp" ( akronym : GAG) er den mest brukte i mikrovanning: sakte vanning av plantens røtter via rør og drypper, eller enten ved å helle på jordoverflaten , eller ved å vanne jorden direkte. Rhizosfæren ( vi snakker da om nedgravd drypp, noe som sparer mye vann med også en innsparing av tilførsler hvis de føres direkte til planten på denne måten (se befruktning ). Det gjelder jordbruk og treplantingsfrukt, men også planteskoler, for eksempel daddelpalme. Noen ganger er det en kilde til effektivt håndverk og lokal innovasjon. Teksturen til bestemt jord og dens saltholdighetsgrad kan begrense verdien av denne teknikken.
Vanning ved flom eller nedsenking består, som navnet antyder, i å dekke tomten med vann. Dette er teknikken som brukes i rismarkene ; det er også det som befruktet Egypt ved flomene i Nilen .
Denne teknikken består i å avlede et vassdrag i en grøft for å bringe det oppstrøms engene som skal vannes.
Vannbehovet til planter avhenger av flere faktorer, iboende eller ytre til avlingen:
Det er nødvendig å ta hensyn til jordens vannreserver, fordampning på bakkenivå, transpirasjon av planter og fordampningstranspirasjon som kombinerer de to fenomenene.
I prinsippet vanner vi på slutten av dagen, rundt solnedgangstid, eller noen ganger til og med om natten til de tidlige morgentimene.
Om sommeren, ved temperaturer på 25 til 30 ° C , forbruker planter ved fordampning ca. 4 mm vann per dag (noen nettsteder indikerer nivået av daglig ETP). Formålet med vanning er å kompensere for dette daglige tapet. I sandjord (veldig drenering) kan vi for eksempel tilsette 12 mm vann hver 3. dag (eller 16 mm hver 4. dag). I leirejord, 24 mm hver 6. dag (eller 28 mm per uke). Daglig vanning bør unngås fordi det holder planten permanent fuktig, noe som fremmer utviklingen av parasitter og sopp.
For eksempel krever dyrking av en hektar av en plante som mais i gjennomsnitt 6000 m 3 vann i løpet av de 6 månedene med dyrking, dvs. rundt 30 m 3 vann per dag og per hektar for den varme sesongen og i fravær. av naturlig nedbør.
To kategorier utstyr eller installasjoner er nødvendige for vanning:
I den første kategorien finner vi: boring, pumper , vanningsnettverk, kanaler , norias ...
I det andre: sprinkler, sprinkler, selvgående sprinkler, drypper. Det er for eksempel et sentralt svingningsanlegg .
Vanning gir inntektsforsikring for mange bønder, spesielt for spesielle avlinger (frukt, grønnsaker). Det er da en begrensning i produksjonsprosessen. I Frankrike sysselsetter vannet jordbruk mellom 2 og 5 ganger flere personer per hektar enn jordbruk med regn , men det gir et tilsvarende antall oppstrøms- og nedstrømsjobber.
Utilstrekkelig eller dårlig utformet vanning kan være kilden til spredning av patogener ( Pseudomonas , amøbelignende cyster , ål larver og parasittegg (inkludert nemathelminths , Flatormer , Trichomonas , piskeormer , etc.), forurensing (medisinrester , etc.). Biocider, osv.) i avlinger, er dette tilfelle med bruk av grått eller avløpsvann, spesielt i noen tørre land. I tørre soner er risikoen for forsalting høy.
Vanning kan også påvirke økosystemer , landskapet eller jordbruket oppstrøms eller nedstrøms, på grunn av vannvolumene som er avledet fra elver. Eksemplet på det forurensede Aralsjøen blir ofte sitert og delvis tømt på grunn av bomullsvanningen oppstrøms.
Uoverensstemmelsen med meteoriske vannressurser er en av de mest slående egenskapene til middelhavsklimaet. En relativt regnfull vinter følges av tørken til en tør sommer. Ettersom behovene til planter følger en omvendt kurve, ytterligere forverret av de høye sommertemperaturene, fungerer vann nesten alltid som en begrensende faktor i avlingene. Ingen tomter skal motta vann før de følgende tre problemene er fullstendig løst: Hvor er vanning hensiktsmessig? Når skal vi bruke den? Hvordan bruke vannet?
For å svare er det viktig å utføre målinger i felt, å analysere i laboratoriet, å jobbe med plan, som til slutt resulterer i prosjekter for å kontrollere saltinnhold . Valget av vanningsmetode kompliseres av det nære forholdet mellom disse grunnleggende faktorene. Så snart man prøver å modifisere en av dem, gjennomgår alle de andre ved ettervirkning av de mer eller mindre dype endringene, som kan innføre en ny teknikk. En grundig studie av de teoretiske dataene som bestemmelsen av den beste vanningsmodusen er basert på og derfor viktig før du tar opp dette spørsmålet.
Over hele verden vannes 324 millioner hektar (år 2012, kilde FAO ) på 1,4 milliarder hektar dyrkbar jord totalt, noe som representerer 20% av verdens jordbruksareal (5% av jordbruksarealet i Afrika og 35% i Asia). De gir 40% av verdens jordbruksproduksjon (med en produktivitet som er 2,7 ganger høyere enn den som blir vannet av regn). Behovet for å bevare vannressursene fører til regulering og beskatning av abstraksjoner.
Ni land (Brasil, Canada, Kina, Colombia, USA, India, Indonesia, Peru og Russland) konsentrerer 60% av ferskvannsreservene . Tre land ( India , Kina , USA ) representerer 50% av de totale vanningsområdene, men Asia har bare 30% av verdens ferskvannsressurser, mens 60% av befolkningen er konsentrert der. 80% av maten som produseres i Pakistan kommer fra vannet land, 70% for Kina, men mindre enn 2% for Ghana , Mosambik eller Malawi .
I 2019 publiserte Det europeiske miljøbyrået en oversikt over vannuttak i jordbruket i Europa og dens utvikling de siste tre tiårene, som var gjenstand for en oppsummering under det europeiske kollokviet “Økonomi av 'vann i vanning' organisert i 2019 i Montpellier. Ikke overraskende er det i landene rundt Middelhavet at vanningsuttak er det viktigste. Med rundt 60.000 millioner m3 representerte de generelt nesten 60% av det totale volumet som ble trukket tilbake i 1990 og 2000, og rundt 55% i 2010 og 2015 (henholdsvis 46.000 og 51.000 millioner m3), og nådde 73% i Portugal og 89% i Hellas . I kontrast, i landene i Nord-Europa er bruken av vanning begrenset, og trekker bare mindre enn 3% av ferskvannet til denne bruken. I de mest vestlige landene har "vannuttak for vanning jevnt og trutt redusert, og falt fra 7.000 Mm3 i 1990 til 3.400 Mm3 i 2015, og representerer da 4% av totale uttak i dette området". Frankrike, som er en del av territoriet som er påvirket av middelhavsklimaet, har en innhøstingsgrad på 12%. Til slutt, i øst-europeiske land, har uttaket vært stabilt siden 2000, og representerte rundt 12% av det totale uttaket (dvs. tre ganger mindre enn før 1990, da vanning spilte en viktig rolle i landbruket. Samlet i stor skala under det sovjetiske regimet).
Samlet sett, til tross for intensivering av vannunderskuddet i avlinger i mange deler av Europa, ser vi en nedgang i vannuttak for vanning i alle regioner mellom 1990 og 2015 (75%, 69%, 51% og 12% for østlige, nordlige, Vest- og Sør-Europa, henholdsvis) .
I Frankrike som i resten av verden er jordbruk den aktiviteten som bruker mest vann. I tillegg, i motsetning til andre bruksområder (kjøling av kraftverk, tilførsel av drikkevann), er avkastningsgraden for landbruksvann til det naturlige miljøet lav. I 2000 ble 1,9 millioner hektar jordbruksland vannet, med årlige variasjoner forklart av meteorologi; og 3,143 millioner m³ for 1,49 millioner hektar i 2012. Dette området var 0,8 millioner i 1970. 5,7% av det brukte jordbruksarealet ( UAA ) blir vannet (hvorav mais representerer omtrent halvparten). Regionene som vanner mest er Nouvelle-Aquitaine , Rhône- dalen , Beauce og Pays de la Loire . Hastigheten på vanningsutstyr (eller vanningsbart område) ser ut til å stabilisere seg på 2,7 millioner ha utstyrt. Regionale landbruksspesialiseringer fører til at tre regioner (Aquitaine, Centre og Midi-Pyrénées) konsentrerer 50% av vanningsområdene. I 2006 hadde nesten 90% av gårdene en volumetrisk vannmåler (men dette var bare halvparten i 2000). En del av vanningen er ikke erklært.
En mer detaljert analyse av statistikken ser imidlertid ut til å vise en trend mot stagnasjon, eller til og med en nedgang, av vanning i Frankrike de siste tiårene. Dette vises med analysen av den siste landbruketellingen, den fra 2010 med en stagnasjon av vanningsoverflaten som før ikke stoppet å vokse. På den annen side avtar arealene som er utstyrt, det vil si som kan vannes, for første gang (mindre 12% sammenlignet med 2000). Denne nedgangen er hovedsakelig lokalisert i bassengene Adour-Garonne og Rhône-Mediterranean. Den neste landbruketellingen som ble startet i oktober 2020, burde gi mer informasjon om bekreftelsen av denne trenden.
Vannet jordbruk kan henvende seg til:
I 2000 representerte bruken av ikke-fornybart grunnvann for vanning over hele verden omtrent 250 km 3 / år av de 2.510 km 3 / året vann brukt til vanning. Bruken av ikke-fornybart vann hadde da tredoblet seg siden 1960-tallet.
Regioner og til og med hele land tyr i økende grad til uholdbar vanning. Dette er for eksempel Kina, India og USA, som er viktige land når det gjelder jordbruk. Blant landene som bruker de høyeste prosentene av ikke-fornybart vann, finner vi spesielt Pakistan, Mexico, Iran og Saudi-Arabia. Virkningen av en jordbruksvannkrise på grunn av denne uholdbare bruken ville strekke seg utover disse regionene og kunne ha globale effekter.
For å spare vann ved kilden er det utviklet en kanal for gjenbruk av avløpsvann til forskjellige bruksområder, inkludert vanning, over hele verden. I Frankrike er bruken av renset avløpsvann til jordbruk begrenset, særlig av lovgivningsmessig sammenheng. Imidlertid utvikler det seg praksis, som det som skjer i Sør-Frankrike, hvor ulike prosjekter utført av selskaper og forskningslaboratorier har gjort det mulig å teste på stedet et komplett renseanleggssystem siden de ble frigitt fra produksjonen. bruk i feltene. Tertiær avløpsrensing ble iverksatt i 2020 for å vanne vinrankene i Narbonne-regionen, samtidig som påvirkningen på miljøet og menneskers helse ble begrenset så mye som mulig. Det er også mulig å bruke slike vannressurser til vanning av plener, for eksempel ved å mobilisere underjordiske vanningsanlegg for drypp som forhindrer forurensning med patogener.
Ulike insentivordninger for å spare vanningsvann er blitt på plass i Frankrike og i Europa.
På europeisk nivå har den nåværende CAP og CAP etter 2020 innført (og implementerer) et sett med mekanismer og tiltak for å fremme bedre forvaltning av landbruksvann. Noen av prosjektene gjennomført av European Partnership for Innovation for Productive and Sustainable Agriculture (PEI-AGRI) gjelder også landbruksvann: I 2020 ble rundt 40 vann- og landbrukskollektive prosjekter (eller operative grupper) initiert i Europa
I Frankrike, på forespørsel fra Landbruksdepartementet, ble det i 2018 utført en referanse som sammenligner de vannbesparelsene som er oppnådd i henhold til det valgte vanningsanlegget. Målet er å hjelpe bønder til å motta økonomisk støtte til skiftende vanningsutstyr hvis de sparer til 25%, uten å redusere avlingene.
Når det gjelder forskning og utvikling, tillater tekniske og digitale løsninger en stadig mer effektiv bruk av vanningsvann med, for visse teknologier, besparelser på opptil 50% av vannet som brukes. Til slutt ble en teknisk plattform for testing av vanningssystemer i det virkelige liv og for innovasjon innen dette feltet satt opp i Montpellier i 2019. Ledet av forskere brukes den også til mer grunnleggende forskning, for eksempel for å karakterisere væsker, deres flyt i vanningssystemer. , deres spredning fra en stråle, transport av partikler ... i samspill med landbrukssystemer.
Den generelle karakteren som bør få spesiell oppmerksomhet ligger i jordens store heterogenitet. Det er derfor viktig å tallfeste visse jordegenskaper.
TopografiUndersøk skråningen (vanningsfaktor) som betinger hastigheten på sirkulasjon av vann på overflaten, samt tomten. Tomter med jevn skråning og lav amplitude (områder betjent av store demninger, er godt egnet til vanning fordi de reduserer kostbare jordarbeid.
Fysiske egenskaper Permeabilitet og jordkapasitet for vannJo større permeabilitet, jo lavere kapasitet.
SamholdHold partiklene mellom seg. Vannets erosjonskraft er desto høyere da væskens hastighet er større kohesjon. I tillegg reduserer jorddyping i seg selv den sammenhengende kraften ved å spre aggregatene. Tung jord har høy grad av kohesjon og kan derfor bruke store vannmasser i relativt bratte bakker. Sandjord er lett tilgjengelig, fordi de ikke er veldig sammenhengende, så det må tas stor forsiktighet med å fylle dem med vann. Sandjord er det vanskeligste å vanne med vann. Kohesjonen kan gi samme variasjoner under rotasjon for samme jord i henhold til tilstanden til løsningen, arten og alderen til de dyrkede plantene.
Kjemiske egenskaper Organiske materialerVed å gi jorden permanent fuktighet, oppnår den de ideelle miljøforholdene for en rask transformasjon av organisk materiale. Ved å påskynde nedbrytningen av organisk materiale, har vanningsvann en tendens til å ødelegge jorden.
MineralsakerOverskuddet av vann resulterer i de dype lagene på bakken der stoffene definitivt går tapt. Det er åpenbart at det neppe vil være fordelaktig å påføre vanninger som følges veldig tynt.
Brukeren må være opptatt av vannets opprinnelse, dets egenskaper og flyt. Siden husholdningsvannbehov er en prioritet, og gitt vannens sentrale rolle i mange andre sektorer (turisme, industri, vannkraft, kjøling av kjernekraftverk), vannet jordbruk, selv om det fortsatt er hovedbrukeren ferskvann (70% av volumene som er trukket tilbake) må være i samsvar med kontrollsystemene for tilgang til vann og avveiningene mellom de forskjellige bruksområdene. Men kampen mellom økende krav til vann og tilgjengeligheten av vannressurser er ikke alltid kontrollert. I Frankrike begynte ikke plikten til å telle vannuttak i miljøet, nedfelt i vannloven fra 1992, å gjelde før i 2007, og det er fortsatt områder der prøvetakingspunkter for landbruket ikke alle er deklarert.
Fysisk kvalitetDen dominerende fysiske kvaliteten er temperaturen. Den optimale temperaturen kan være rundt 25 ° for de fleste planter i løpet av den aktive vekstsesongen. Tilsetning av vann til veldig tørr jord kan gi opphav til hydratiseringsfenomener som farlig kan øke jordens temperatur. Det er derfor det anbefales å ikke vanne i varmen. Kaldt vann som kommer i kontakt med overopphetet løvverk kan også forårsake ulykker, noen planter som agurker er veldig følsomme for det. Enkelte rennende vann fører med seg silter av sterke variable egenskaper. De av Nilen gjødsler avlingene i dalen, men dette slammet kan være ufruktbart og til og med skadelig når det består av kolloide elementer som kommer til å forsegle porene i en allerede dårlig permeabel jord. Erfaring er fremdeles den eneste veiledningen i saken som lar oss vite om visse gjørmete flom kan brukes uten å slå seg ned.
Kjemisk kvalitetÅ vanne er å bringe vann til jorden på en slik måte at det skaper et miljø som er gunstig for vekst og utvikling av planter, kvaliteten på vanningsvann er en viktig og avgjørende faktor for jordbruksproduksjonen. Valget av vannkilde for vanning bør avhenge av typen og konsentrasjonen av stoffene som er oppløst eller suspendert i den. Det avhenger også av jordens fysiske og kjemiske egenskaper. Så å si at å vite de fysisk-kjemiske egenskapene til vann beregnet på vanning er av største betydning. Det kan delta i den gode veksten av planter, bidra til overlevelsen av vanningsanlegget som er satt opp, men også begrense de negative effektene på jorda som brukes. Sprinkler vanning med vann som inneholder relativt høye konsentrasjoner av natrium- eller kloridioner, kan for eksempel skade bladene på sensitive avlinger, spesielt når klimatiske forhold favoriserer fordampning (høye temperaturer og lav luftfuktighet). De viktigste faktorene for å bestemme den nødvendige kvaliteten på vann i jordbruket er: saltholdighet, natrium, alkalinitet, vannets pH og til slutt konsentrasjonen av grunnstoffer som kan være giftige for planten. Saltholdighet er et problem som skaper vanninger på grunn av innholdet av oppløste salter. Jordløsningens osmotiske trykk øker proporsjonalt med saltholdigheten, noe som resulterer i en reduksjon i kvaliteten på vann som kan brukes av planter. De viktigste saltene som er ansvarlige for saltinnholdet i vann er saltene av kalsium (Ca 2+ ), magnesium (Mg 2+ ), natrium (Na + ), kalium (K + ), klorider (Cl - ), sulfater (SO 4 2 - ) og bikarbonater (HCO 3 - ). Å kunne gå fra en forverring av jordens struktur til en reduksjon av makroen og mikroporøsiteten, et høyt natriuminnhold i et vanningsvann, fører til problemer med jordens permeabilitet. Et overskudd av natrium kan også være årsaken til toksisitet i noen planter, men natrium absorberes av avlinger samtidig med vann, og det konsentrerer seg i bladene mens vannet slipper ut gjennom svette. Alt dette for å si at tilstedeværelsen av visse salter i vanningsvann kan forhindre god vekst av planter. De giftige stoffene som må vurderes nøye er natrium, klorid og bor, de kan forårsake lavere avling og forårsake avlingssvikt. Vann kommer fremfor alt av saltene det inneholder i oppløsningen. Noen ioner er nyttige selv ved relativt høye doser. Kalsium, som dermed kompenserer for kalktapene nevnt ovenfor. Andre er nyttige i svært lave doser, og blir raskt skadelige når vanninnholdet øker: dette er tilfellet med magnesium. Akkurat som fysiologiske tester nå brukes til å bestemme gjødselkravene til en jord, så ikke nøl med å påføre vanningsvann til å kontrollere planter ved å bruke jorda som skal vannes, siden man ikke kan skille disse to elementene som reagerer uten feil for feil. hverandre: vann og jord.
Merk: med den nedgravde dryppteknikken kan vannet som føres til røttene til planter bli beriket med næringsstoffer (nitrogen, fosfor, etc.). Dette kalles befruktning eller gjødsling.
FlytenDet er mengden vann tilgjengelig på en gitt tid, ved å vanne en eiendom, uttrykkes den i liter per sekund, liter per minutt eller kubikkmeter per time.
Den totale strømmen, eller generell modul for en eiendom, beregnes ut fra høydebehovene til avlingene i løpet av et år. Vi må ta hensyn til tap underveis, om nødvendig, og legge igjen en liten sikkerhetsmargin i tilfelle en ulykke. Volumet av vann fordelt i hvert element, eller per hektar, tar navnet på dosen, så vi har:
Dose = strømningshastighet * flytid
Innflytelse på vanningsmetoden enten av natur som ikke kombineres med alle systemer, eller av vannbehovet som kan endre rotasjonen av vanningene.
Avlingens artPåfører et vanningsanlegg. Naturligvis må naturlige forhold være passende for både planten og vanningssystemet. Hvis miljøet pålegger en vanningsmetode, er valg av avlinger begrenset. Dermed krever en skråning på mer enn 10% furer eller vanning i regn. Man kan ikke tenke på økonomisk installasjon av rismarker der. Rotasjon kan føre til endringer i vanningsanlegget gjennom årene. For at disse endringene ikke overrasker produsenten, må de planlegges før opprettelsen av vanningsnettverket, slik at det blir ordnet deretter.
PlantebehovVarier med klimaet og med arten og i henhold til vegetasjonsutviklingen. Modifikasjonene på grunn av klimatiske faktorer er i det vesentlige varierende fra ett år til et annet i følge temperaturen, nedbør, vind, hygrometri ... Behovene varierer avhengig av arten, hovedsakelig på grunn av sesongens varighet. Vegetasjon i sommerperioden, noen avlinger som hagearbeid, tidlige avlinger som krever bare noen få vanninger om våren, mens andre, som lucerne og daddelpalmer, trenger vann det meste av året. Noen fruktarter kan være fornøyd med vanning fra tid til annen (aprikostre, oliventre), mens noen krever regelmessige vanninger (sitrusfrukter).
I landbruket :
Vi Også snakke om vanning i forbindelse med sirkulasjon av blodet i organer i kroppen eller i dyr.