Simulation de la croissance des pommes de terre et de l’absorption d’azote dans l’est du Canada avec le modèle STICS
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Résumé en langage clair
Un modèle mathématique de sols et de cultures appelé STICS a été utilisé pour simuler la croissance des pommes de terre et l’absorption d’azote dans l’est du Canada. Dans la présente étude, deux objectifs principaux ont été définis. Le premier consistait à étalonner et à valider le modèle à l’aide de données sur les cultures de deux cultivars largement utilisés dans l’est du Canada, Shepody et Russet Burbank. Le deuxième visait à évaluer la performance du modèle à l’aide d’un étalonnage spécifique des paramètres qui déterminent l’absorption d’azote par les plantes. Les ensembles de données utilisés pour l’étalonnage du modèle étaient principalement composés de la masse végétale intégrale et de la masse des tubercules ainsi que de leurs teneurs respectives en azote. Ces données ont été recueillies à différents endroits (Charlottetown, Î.P.E.; Fredericton, N.B.; et Québec, QC) où les doses d’engrais, les caractéristiques du sol et les conditions climatiques diffèrent. Dans la modélisation des cultures, le processus d’étalonnage est plus fiable lorsque les données portent sur un vaste éventail de pratiques de gestion des cultures, de conditions climatiques et de types de sol.
À la suite de l’étalonnage, le modèle fonctionnait bien pour la simulation de la masse végétale et de la masse des tubercules. La simulation de l’absorption d’azote par la plante et le tubercule a été meilleure avec l’étalonnage spécifique des paramètres du modèle liés à l’absorption d’azote qu’avec les valeurs par défaut. Par conséquent, il est recommandé d’utiliser cet étalonnage spécifique pour évaluer le bilan azoté des systèmes de culture de pommes de terre. Ces travaux marquent une avancée considérable quant aux possibilités futures pour la modélisation des cultures de pommes de terre dans l’est du Canada, telles que la détermination des doses d’engrais azotés optimales ou l’évaluation des répercussions des changements climatiques sur le rendement en pommes de terre.
Résumé
© American Society of Agronomy, 2016. La capacité des modèles de sols et de cultures fondés sur les processus pour simuler le rendement en pommes de terre (Solanum tuberosum L.) et l’absorption d’azote pour diverses doses de fertilisation azotée dans les conditions de l’est du Canada n’a jamais été évaluée. Nos objectifs étaient les suivants : (i) étalonner et évaluer la performance du modèle STICS pour les cultivars Shepody et Russet Burbank au moyen de courbes de dilution des concentrations d’azote critique propres aux cultivars; (ii) quantifier le gain de performance du modèle au moyen de courbes de concentrations d’azote propres aux cultivars plutôt qu’au moyen d’une courbe générique. Nous avons utilisé des ensembles de données, dont des mesures de l’indice de surface foliaire (LAI), de la biomasse totale et de la biomasse des tubercules, et de l’absorption d’azote total et d’azote des tubercules pour plusieurs doses d’azote (de 0 à 280 kg N ha1), qui ont été recueillies à Charlottetown (Île du Prince Édouard), à Fredericton (Nouveau Brunswick) et à Québec (Québec), au Canada. Nous avons étalonné le modèle avec un seul ensemble de données de Charlottetown pour la Shepody et un seul ensemble de données de Québec pour la Russet Burbank, puis nous avons utilisé tous les autres ensembles de données pour évaluer la performance du modèle. À la suite de l’étalonnage, le modèle STICS fonctionnait bien en général, avec une erreur quadratique moyenne normalisée (EQMN) < 30 % et une erreur moyenne normalisée (EMN) comprise entre -8 % et 23 %, pour le LAI et la biomasse. Par contre, la performance du modèle a été un peu moins bonne pour l’absorption d’azote total et d’azote des tubercules, même si l’utilisation de courbes des concentrations d’azote propres à la Shepody et à la Russet Burbank a amélioré la performance du modèle comparativement à l’utilisation d’une courbe générique, avec des valeurs inférieures au chapitre de l’EQMN (18 50 % contre 2163 %) et de l’EMN (9 à 23 % contre 14 à 23 %). Ainsi, il vaudrait mieux utiliser des courbes de concentrations d’azote critique propres aux cultivars pour évaluer le bilan d’azote des systèmes de culture de pommes de terre.