Simulation de la croissance des pommes de terre et du prélèvement d’azote dans l’Est du Canada avec le modèle de STICS
Citation
Morissette, R., Jégo, G., Bélanger, G., Cambouris, A. N., Nyiraneza, J., & Zebarth, B. J. 2016. Simulating Potato Growth and Nitrogen Uptake in Eastern Canada with the STICS Model. Agronomy Journal, 108(5), 1853-1868.
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 leur prélèvement d’azote (N) dans les conditions de l’Est du Canada. Dans cette 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 pour deux cultivars largement utilisés dans l’Est du Canada (Shepody et Russet Burbank). Le second visait à évaluer la performance du modèle au moyen d’un étalonnage spécifique des paramètres qui permettent le prélèvement de N par les plants. Les ensembles de données servant à l’étalonnage du modèle étaient principalement composés de la masse végétale intégrale, de la masse des tubercules et de leurs teneurs respectives en N. Ces données ont été recueillies à divers endroits (Charlottetown, Î.-P.-É.; Fredericton, N.-B.; Québec, QC) où les doses d’apport, les caractéristiques de sols et les conditions climatiques diffèrent. Dans le cadre de la modélisation des cultures, le processus d’étalonnage est plus fiable lorsque les données portent sur un vaste éventail de méthodes de gestion des cultures, de conditions climatiques et de types de sol. À la suite de l’étalonnage, le modèle s’est avéré efficace pour simuler la masse végétale et celle des tubercules. La simulation du prélèvement de N par les plants et les tubercules a été plus efficace avec l’étalonnage spécifique des paramètres du modèle liés au prélèvement de N 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 sur le plan des possibilités pour la modélisation des cultures de pommes de terre dans l’Est du Canada, comme l’amélioration des apports optimaux en N ou l’évaluation des répercussions des changements climatiques sur le rendement des pommes de terre.
Résumé
La capacité de modèles de sols et de cultures fondés sur les processus pour simuler le rendement en pommes de terre (Solanum tuberosum L.) et le prélèvement d’azote à 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 spécifiques aux cultivars; (ii) quantifier le gain de performance du modèle au moyen de courbes de concentrations d’azote spécifiques aux cultivars plutôt qu’au moyen d’une courbe générique. Nous avons utilisé des ensembles de données incluant des mesures de l’indice de surface foliaire (LAI), de la biomasse totale et de la biomasse en tubercules, et des prélèvements d’azotes totaux et des tubercules pour plusieurs doses d’azote (de 0 à 280 kg N ha–1) qui ont été collectées 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, et les résultats avaient une erreur quadratique moyenne normalisée (EQMN) < 30 % et une erreur moyenne normalisée (EMN) qui variait de -8 % à 23 %, pour l’indice LAI et la biomasse. Par contre, la performance du modèle a été un peu moins bonne pour les prélèvements d’azote totaux et les prélèvements des tubercules, même si l’utilisation de courbes des concentrations d’azote spécifiques à la Shepody et à la Russet Burbank a amélioré la performance du modèle comparativement à l’utilisation d’une courbe générique, et les résultats obtenus étaient inférieurs au chapitre de l’EQMN (18 50 % contre 21–63 %) et de l’EMN (–9 à 23 % contre –14 à 23 %). Ainsi, on devrait utiliser des courbes des concentrations d’azote critique spécifiques aux cultivars pour évaluer les bilans d’azote des systèmes de culture de pommes de terre.