La plupart des systèmes d'irrigation gaspillent de l'eau. En règle générale, entre 35 % et 50 % seulement de l'eau retirée pour irriguer l'agriculture parvient aux cultures. La plus grande partie s'infiltre dans des canaux dépourvus de revêtement, s'échappe par des fuites de conduites ou s'évapore avant d'arriver dans les champs (139). Bien qu'une partie de l'eau « perdue » par des systèmes d'irrigation peu efficaces revienne aux cours d'eau ou aux nappes souterraines, d'où on peut la récupérer, la qualité de l'eau est invariablement dégradée par les pesticides, les engrais et les sels qu'entraîne le ruissellement. Des systèmes d'irrigation médiocrement organisés et aménagés ont limité les rendements sur la moitié des terres irriguées (185).

Même quand un volume d'eau suffisant parvient aux champs cultivés, il est paradoxal que cette eau puisse dégrader une grande partie des terres s'il n'y a pas un bon système de drainage. En particulier, dans un grand nombre de régions arides, il est indispensable que le ruissellement de l'eau d'irrigation entraîne les sels que renferment naturellement les sols. Si on les laisse s'accumuler, ils finissent par remonter à la surface et empoisonnent les terres (102). En outre, si on n'aménage pas convenablement l'écoulement de l'eau d'irrigation, celle-ci peut alors faire augmenter le volume de la nappe souterraine jusqu'à ce qu'elle arrive à hauteur de la zone radiculaire, atteint alors un point de saturation et noie les cultures. Dans l'ensemble du monde, quelque 80 millions d'hectares de terres agricoles ont été ainsi dégradés par la combinaison de la salination et de la saturation d'eau (185).

Amélioration de l'efficacité de l'irrigation. Un certain nombre de pays s'efforcent de remédier aux carences de l'irrigation, afin d'économiser de l'eau et de protéger les terres. L'une des techniques est celle de l'irrigation au goutte-à-goutte ; il s'agit d'un réseau de conduites poreuses ou perforées, qui sont d'ordinaire installées en surface ou dans le sol, et amènent l'eau directement aux zones radiculaires des plantes. Cette technique entraîne de faibles pertes par évaporation, avec un taux d'efficacité de 95%. On estime que les systèmes d'irrigation au goutte-à-goutte réduisent la consommation d'eau de 40 % à 60% par rapport aux systèmes d'irrigation par gravité (139, 142).

Durant les années 1970, on n'employait dans le monde des systèmes d'irrigation au goutte-à-goutte que sur 56.000 hectares, surtout pour fournir de l'eau aux cultures maraîchères et horticoles d'Australie, d'Israël, du Mexique, de la Nouvelle-Zélande, de l'Afrique du Sud et des USA. En 1991, ce chiffre était passé à 1,6 million d'hectares. Bien que cette superficie ne représente que moins de 1% du total mondial des terres irriguées, certains pays utilisent beaucoup l'irrigation au goutte-à-goutte : Israël, par exemple, emploie cette technique sur 50 % de l'ensemble de sa superficie irriguée (142).

Une autre méthode prometteuse de préservation — l'application de précision sous faible énergie (LEPA) — se solde par des améliorations importantes par rapport au système classique par aspersion, qui pulvérise l'eau dans l'air. La méthode LEPA apporte l'eau aux cultures par des canalisations rattachées au bras d'aspersion. Quand on s'en sert en même temps que des techniques appropriées de culture qui économisent l'eau, cette méthode peut aussi obtenir des taux d'efficacité allant jusqu'à 95 %. Comme elle fonctionne à basse pression, les coûts d'énergie diminuent de 20 % à 50 % par rapport aux systèmes classiques. Des agriculteurs du Texas qui ont doté d'un LEPA les systèmes classiques par aspersion ont signalé que leurs rendements avaient accusé des augmentations allant jusqu'à 20 % et qu'ils avaient récupéré leurs frais d'équipement en un an ou deux (139, 142).

Options d'irrigation pour les habitants pauvres des zones rurales. Beaucoup de pays en développement n'ont pas les moyens d'investir dans des techniques telles que l'irrigation au goutte-à-goutte et le LEPA. Cependant, les pressions exercées par la nécessité de nourrir des populations rurales de plus en plus nombreuses exigent qu'on utilise plus rationnellement les maigres ressources en eau dont on dispose. Dans beaucoup de régions où se produisent de graves pénuries saisonnières d'eau, des projets de conservation collaborent avec les paysans pour construire de petits réservoirs qui collectent et accumulent l'eau pendant la saison des pluies pour s'en servir ensuite durant la saison sèche (35).

Par ailleurs, dans certaines régions d'Afrique orientale, les paysans qui pratiquent une agriculture de subsistence font la «récolte d'eau» — il s'agit de techniques anciennes qui consistent essentiellement à creuser des trous profonds près de chaque plante pour y recueillir et accumuler l'eau durant la saison humide afin de s'en servir pendant la saison sèche (35, 186). Une autre méthode traditionnelle consiste à placer de longues rangées de pierres le long des courbes de niveau des terrains en pente douce pour ralentir le ruissellement et étaler l'eau sur une surface plus étendue. Mise au point dans la région de Yatenga, au Burkina Faso, cette méthode est désormais employée dans tout le pays sur plus de 8.000 hectares dans 400 villages. On s'en sert aussi au Kenya et au Niger. Conjugée à la pratique de récolte d'eau dans des trous profonds, cette méthode a permis de faire augmenter d'environ 50 % la production agricole (30, 35).

Réutilisation des eaux usées des villes. Un certain nombre de pays amènent, après traitement, les eaux usées des villes vers des fermes voisines qui cultivent des légumes et des fruits. Aujourd'hui, au moins un demi million d'hectares, dans 15 pays, sont irrigués avec des eaux usées traitées, qu'on appelle souvent les «eaux brunes». Israël a le programme d'eau brune le plus ambitieux du monde. La plus grande partie des eaux usées de ce pays sont purifiées et réutilisées pour irriguer 20.000 hectares de terres agricoles (139).

Quelques pays en développement emploient aussi cette technique (177):

• A Mexico, des eaux usées traitées provenant de la capitale irriguent et fertilisent des champs de luzerne. La luzerne est ensuite vendue aux petits exploitants qui élèvent des cobayes et des lapins.
• Le tiers des légumes cultivés à Asmara, en Erythrée, sont irrigués avec des eaux usées urbaines qui ont été purifiées.
• A Lusaka, en Zambie, un des plus grands bidonvilles de la ville irrigue ses légumes avec des eaux usées provenant de bassins de sédimentation voisins.

Les technologies d'épuration naturelle de l'eau, par exemple en se servant des terres humides, peuvent souvent remplacer des systèmes modernes d'épuration de l'eau, qui sont trop coûteux pour les zones urbaines pauvres des pays en développement. Le recyclage des déchets à des fins agricoles dans des bassins d'oxydation et des bassins ventilés n'exige pas une superficie aussi étendue qu'on ne le pense bien souvent. En outre, il atténue la pollution, réduit le besoin d'engrais et peut souvent être réalisé avec une «technologie sur petite échelle, à faible coût, qui se fonde sur des traditions locales, est décentralisée et ne porte aucun tort à l'environnement», comme le déclare un ingénieur hydraulicien, Janus Niemczynowicz (124).