Non-destructive estimation of wheat leaf chlorophyll content from hyperspectral measurements through analytical model inversion

L’optimisation des apports d’azote (N) en fonction de l’évolution des besoins des cultures mesurés au cours de la saison de végétation permettrait une utilisation plus rationnelle des engrais azotés. La teneur en chlorophylle des feuilles estimée à partir de mesures hyperspectrales peut donner une indication de ces besoins. La présente étude visait à déterminer l’efficacité du modèle PROSAIL de mesure de la réflectance du couvert végétal pour l’estimation de la teneur en chlorophylle des feuilles de blé de printemps (Triticum aestivum L.) durant la période entre le pré-tallage (15e stade de développement selon Zadoks, ou ZGS 15) et la montaison (ZGS 50). En 2002, nous avons cultivé du blé de printemps avec différents apports d’engrais azoté (0 à 200 kg N ha⁻¹). Nous avons mesuré la réflectance du couvert végétal, l’indice de surface foliaire (LAI) ainsi que la teneur des feuilles en N et en chlorophylle. Le modèle PROSAIL a accusé une tendance légèrement significative à surestimer l’indice de surface foliaire et à sous-estimer la teneur en chlorophylle des feuilles. Pour compenser cette tendance, nous avons eu recours à un paramètre de teneur en chlorophylle du couvert végétal (teneur en chlorophylle des feuilles × indice LAI). De façon générale, les estimations de la teneur en chlorophylle du couvert obtenues au début de la saison de végétation était peu précises. La faible précision des estimations obtenues en début de saison pourrait s’expliquer par une sensibilité du modèle à l’architecture du couvert. En effet, les estimations obtenues avant la fermeture complète du couvert étaient faussées par le manque d’homogénéité du couvert et par une forte interférence des zones de sol visibles. Au stade de la montaison (ZGS 45), le modèle a prédit la teneur en chlorophylle du couvert avec plus de précision que la teneur en chlorophylle des feuilles. L’étroite corrélation observée entre la teneur en chlorophylle et la teneur en N du couvert au stade ZGS 45 indique que le modèle PROSAIL peut être utilisé pour prédire l’état azoté du blé d’après les mesures de la réflectance du couvert à partir du stade de la montaison.