Effets synergiques du type de paillage et de l’irrigation déficitaire sur les déterminants physiologiques et le rendement du maïs de printemps (Zea mays L.)

Pourquoi économiser l’eau à la ferme compte

Dans de nombreuses régions sèches du globe, les agriculteurs affrontent un dilemme : utiliser beaucoup d’eau pour maintenir les cultures en vie, ou réduire les apports et risquer une baisse de rendement. Le maïs, aliment de base pour la nourriture, l’alimentation animale et le carburant, est particulièrement sensible à la sécheresse pendant la floraison et le remplissage des grains. Cette étude pose une question pratique à portée mondiale : les agriculteurs peuvent-ils produire presque autant de maïs tout en réduisant l’eau utilisée, simplement en modifiant leur façon d’irriguer et de couvrir le sol ?

Tester des changements simples au champ

Des chercheurs du Pendjab, une région semi-aride de l’Inde, ont mené pendant deux ans une expérience en plein champ sur le maïs de printemps pour tester différentes combinaisons d’irrigation et de paillage. Ils ont comparé trois couvertures du sol — pas de paillage, bâches plastiques noires et une couche de paille de riz — avec trois niveaux d’irrigation goutte-à-goutte basés sur la demande en eau de la culture (80 %, 100 % et 120 %), plus un témoin en irrigation par inondation traditionnelle. En mesurant la hauteur des plantes, la surface foliaire, la biomasse, les échanges gazeux foliaires détaillés et le rendement final en grain, ils ont pu observer non seulement la taille des plantes, mais aussi le fonctionnement de leurs « moteurs » internes qui transforment lumière et eau en biomasse.

Comment la paille aide les plantes à respirer

Le paillage par paille de riz a constamment créé les meilleures conditions de croissance. Avec une irrigation goutte-à-goutte complète (100 %), le maïs cultivé sur paille a atteint une hauteur et une biomasse presque identiques à celles des plantes recevant 20 % d’eau en plus, montrant que l’irrigation supplémentaire était superflue lorsque la surface du sol était protégée. Les parcelles paillées présentaient des houppiers foliaires plus denses et durables, essentiels pour capter la lumière. À l’intérieur des feuilles, les taux de photosynthèse et la conductance stomatique — l’ouverture de minuscules pores qui laissent entrer le dioxyde de carbone tout en perdant de l’eau — sont restés élevés, et un test sensible de l’état foliaire à base de lumière (fluorescence de la chlorophylle) est resté proche des valeurs optimales. En pratique, la paille a réduit les évaporations inutiles du sol nu, maintenu la zone racinaire plus fraîche et plus humide, et permis aux plantes de continuer à « respirer » et à croître même lorsque l’eau était limitée.

Quand le plastique se retourne contre vous sous la chaleur

Le paillage plastique noir, souvent promu pour économiser l’eau et contrôler les mauvaises herbes, a mal performé dans les conditions chaudes du printemps étudiées ici. Les plantes sur plastique étaient plus courtes, ont accumulé moins de matière sèche et ont fourni les rendements en grain les plus faibles à tous les niveaux d’irrigation. Les indicateurs de stress foliaire ont montré que leur appareil photosynthétique subissait des dommages, probablement parce que le plastique foncé a surchauffé le sol et restreint les échanges gazeux autour des racines. En revanche, la paille a agi comme une couverture respirante : elle a ombragé le sol et ralenti l’évaporation sans sceller la surface, soutenant des racines et des feuilles plus saines. Ces résultats soulignent qu’une technologie efficace en climat plus frais peut devenir nuisible si elle est simplement transposée dans des régions plus chaudes et semi-arides.

Plus de récolte par goutte avec moins d’eau

Le résultat pratique le plus net provient de la productivité de l’eau — la quantité de grain produit par unité d’eau utilisée. Le paillage par paille associé à une irrigation goutte-à-goutte à 80 % a fourni des rendements en grain similaires à ceux obtenus sans paillage avec irrigation complète et au témoin en irrigation par inondation, mais avec environ 20 % d’eau d’irrigation en moins. Des estimations détaillées du bilan hydrique ont montré que cette combinaison réduisait fortement les pertes non productives telles que le drainage profond et l’évaporation du sol nu, dirigeant une part plus importante de l’eau vers la transpiration, flux qui alimente réellement la croissance. Une analyse multivariée combinant 24 mesures de plante et de rendement a confirmé ce tableau : les traitements avec paillage de paille, en particulier à 100 % d’irrigation, se sont distingués comme les plus performants, tandis que le plastique et l’irrigation par inondation figuraient parmi les moins bons.

Ce que cela signifie pour les agriculteurs et l’environnement

Pour les agriculteurs en zones où l’eau manque, le message est simple. Étaler une couche de résidus de culture comme la paille de riz sur le sol et utiliser une irrigation goutte-à-goutte efficace peut maintenir, et parfois augmenter, les rendements du maïs tout en réduisant la consommation d’eau et la pollution liée au brûlage de la paille. L’étude propose deux stratégies pratiques : pour un rendement maximal, utiliser la paille avec une irrigation goutte-à-goutte complète ; pour une approche économe en eau et climato-intelligente, combiner la paille avec une irrigation déficitaire modérée à environ 80 % des besoins hydriques de la culture. Dans les deux cas, les exploitations obtiennent plus de grain par goutte d’eau, contribuant à rendre la production de maïs plus résiliente dans un avenir plus chaud et plus sec.

Citation: Singh, M., Singh, S., Brar, A.S. et al. Synergistic effects of mulch type and deficit irrigation on physiological determinants and yield of spring maize (Zea mays L.). Sci Rep 16, 10214 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40843-6

Mots-clés: irrigation du maïs, paillage, paille de riz, efficacité d'utilisation de l'eau, agriculture semi-aride