Cartes de zones de gestion et producteurs de maïs : quelle importance ?

Au cours d'analyses pluriannuelles, des chercheurs ont testé si les cartes de zones de gestion basées sur les conditions du sol, la topographie ou d'autres caractéristiques du paysage pouvaient prédire de manière fiable quelles parties d'un champ de maïs bénéficieraient le plus d'une augmentation des taux de semis ou de l'application d'azote.

L'étude a révélé que, contrairement aux idées reçues, la réaction des parcelles cultivées aux mêmes intrants varie considérablement d'une année à l'autre. Le facteur le plus imprévisible, les conditions météorologiques, semble avoir l'impact le plus important sur la façon dont les cultures réagissent à ces intrants. Cependant, les agriculteurs peuvent prendre des mesures pour gérer les effets des aléas climatiques sur leurs cultures.

La cartographie des zones de gestion est apparue suite à un intérêt croissant pour l'agriculture numérique – l'utilisation de nouvelles technologies de collecte et d'analyse de données pour mieux comprendre l'interaction des facteurs affectant les rendements des cultures, explique Nicolas Martin, professeur de sciences des cultures à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign, qui a mené l'analyse avec l'ancien chercheur postdoctoral Carlos Agustin Alesso.

Ces méthodes consistent à utiliser des capteurs de terrain, des données satellitaires et d'autres outils numériques pour suivre la réaction des cultures aux conditions locales, aux engrais, aux doses de semis et autres intrants. L'objectif est de minimiser les pratiques inutiles ou destructrices tout en maximisant les rendements, a ajouté Martin.

L'étude récente a utilisé une méthode unique pour valider les prédictions des cartes de zones de gestion.

“ Nous avons utilisé nos machines agricoles comme une imprimante, générant un patchwork de données, à l'image d'une courtepointe aux couleurs variées ”, explique Martin. “ Nous avons mené notre expérience sur plusieurs sites, selon un plan d'expérience totalement aléatoire. ”

Les chercheurs ont mené leur étude sur sept sites typiques de production de maïs non irrigué dans l'Illinois. Chaque site a été divisé en plusieurs parcelles. Différents taux de semis de maïs et d'application d'azote ont été attribués aléatoirement à chaque parcelle.

De plus, les chercheurs ont mesuré la composition du sol, la topographie et d'autres caractéristiques paysagères propres à chaque site. Ils ont standardisé toutes les variables, à l'exception des conditions météorologiques, sur l'ensemble des parcelles. Cette étude a été menée de 2016 à 2021.

Les chercheurs ont mesuré le rendement de chaque parcelle à la récolte pendant plusieurs années. Cela leur a permis d'identifier les parcelles qui réagissaient le mieux aux différents intrants chaque année. Ils ont utilisé un algorithme de forêt aléatoire avancé pour déterminer quels facteurs – comme les conditions météorologiques, les caractéristiques du sol ou la pente – permettaient de prédire avec le plus de précision si une augmentation de l'apport d'azote ou une densité de semis plus élevée permettraient d'accroître les rendements.

Martin a expliqué que les variables météorologiques sont les principaux facteurs influençant la répartition spatiale des réponses aux doses d'azote ou de semences, les caractéristiques du paysage et du sol intervenant de près. Il a également noté que ces réponses varient d'une année à l'autre en raison des aléas climatiques, ce qui entraîne une certaine incohérence, du moins dans les parcelles étudiées.

“ Cela signifie qu’une parcelle qui réagit bien à une dose d’azote plus élevée une année pourrait ne pas réagir aussi bien la fois suivante où elle sera cultivée en maïs ”, a-t-il expliqué. “ De ce fait, le concept de cartographie des zones de gestion ne permet pas de prédire de manière fiable la réaction des cultures aux intrants. ”

“ Nous pensons que ces résultats peuvent expliquer en partie pourquoi les technologies de l’agriculture de précision n’ont pas été adoptées de manière uniforme par les agriculteurs ”, a déclaré Martin.

Les chercheurs estiment que la collecte de davantage de données sur plusieurs années et l'utilisation de meilleurs outils d'analyse sur site pourraient améliorer la précision de la cartographie des zones de gestion.

Ces travaux de recherche ont été financés par le Service de conservation des ressources naturelles et l'Institut national de l'alimentation et de l'agriculture du département américain de l'Agriculture.