Évaluation du modèle climatique intégré aux décisions à portée environnementale sur la prévision du rendement des cultures dans les Prairies canadiennes : une étude de cas

Citation

Lychuk, T.E., Moulin, A.P., Johnson, E.N., Olfert, O.O., Brandt, S.A., Izaurralde, R.C. (2017). Evaluation of the environmental policy integrated climate model on predicting crop yield in the canadian prairies: A case study, 97(4), 692-702. http://dx.doi.org/10.1139/cjss-2017-0044

Résumé en langage clair

La modélisation est un précieux outil qui permet aux chercheurs et aux scientifiques de prendre d'importantes décisions de gestion à court et à long terme concernant la production des cultures et la qualité de l’environnement. Le modèle climatique intégré aux décisions à portée environnementale (Environmental Policy Integrated Climate, EPIC) a été mis à jour à l'aide de données pertinentes sur les conditions météorologiques, le travail du sol et les pratiques de gestion des cultures, données tirées de l'expérience à long terme sur les systèmes culturaux de remplacement menée au champ de 1994 à 2013, à Scott, en Saskatchewan, au Canada. Cette expérience visait à analyser l’interaction de la diversité des cultures et des intrants agricoles sur la production agricole dans la région. Les intrants agricoles comportaient des intrants biologiques, un travail minimal du sol et un travail classique du sol. La diversité des cultures était représentée par une rotation blé-jachère, des céréales annuelles diversifiées et des cultures annuelles et vivaces diversifiées. Dans cette étude de modélisation, nous voulions évaluer la fiabilité du modèle en simulant le rendement annuel et à long terme du blé, de l’orge et du canola de l’étude des systèmes culturaux de remplacement (Alternative Cropping Systems, ACS). L'analyse des résultats du modèle a révélé que celui-ci donnait une bonne représentation des tendances du rendement à long terme, mais qu'il était moins précis dans la prévision de la dynamique du rendement annuel. Cela était dû à l'influence des propriétés du sol, à la topographie du terrain, aux phénomènes météorologiques extrêmes et à la surestimation par le modèle de l'azote disponible dans les systèmes à faible apport en azote. Nous avons conclu que, dans l'ensemble, le modèle représentait bien les effets du travail du sol et de la diversité des cultures sur le rendement simulé, et qu'il peut donc être utilisé pour faciliter la prise de décisions futures en matière de culture et la planification agronomique.

Résumé

© Sa Majesté la Reine du chef du Canada 2017. Le modèle climatique intégré aux décisions à portée environnementale (Environmental Policy Integrated Climate, EPIC) a été mis à jour à l'aide de données pertinentes sur les conditions météorologiques, le travail du sol et les pratiques de gestion des cultures, données tirées de l'étude de 1994 à 2013 sur les systèmes culturaux de remplacement, dans le but d’évaluer des simulations de rendement annuel et de rendement à long terme du blé, de l'orge et du canola. La régression linéaire et les coefficients de détermination (R2), l’erreur quadratique moyenne (EQM) de prédiction, l'indice d et le test de Student pour échantillons appariés ont été utilisés pour analyser la relation entre les valeurs simulées et les valeurs expérimentales. Les simulations ont révélé que le modèle rendait bien les tendances en matière de rendement à long terme, mais qu'il était moins précis pour prédire les variations annuelles. Ces variations étaient dues à la variabilité des propriétés du sol au site de recherche, aux attributs du terrain, aux phénomènes météorologiques extrêmes et à la surestimation, par le modèle, de l'azote (N) disponible dans les systèmes à faible apport en azote. Les valeurs de R2, d’EQM et d’indice d pour le rendement à long terme étaient R2 = 0,74, EQM = 205 kg ha1 et d = 0,75 pour le blé; R2 = 0,90, EQM = 226 kg ha1 et d = 0,73 pour l'orge; R2 = 0,98, EQM = 238 kg ha1 et d = 0,76 pour le canola, indiquant une bonne performance du modèle. Le modèle EPIC a simulé de manière efficace les rendements des cultures touchés par les intrants agricoles et la diversité des cultures, et pourrait être utilisé pour évaluer les décisions futures en matière de culture et la gestion agronomique.

Date de publication

2017-04-05

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