Zones de gestion en agriculture de précision pour optimiser les rendements

L'agriculture de précision est une méthode agricole qui utilise la technologie pour optimiser l'utilisation des intrants. En appliquant ces intrants en quantité, au moment et au lieu appropriés, elle permet d'améliorer le rendement, la qualité, la rentabilité et la durabilité des cultures. L'un des concepts clés de l'agriculture de précision est celui des zones de gestion.

Que sont les zones de gestion et pourquoi sont-elles utilisées ?

Une zone de gestion est une sous-région d'une parcelle présentant des caractéristiques similaires et une réaction comparable aux intrants. Elle peut être définie selon des facteurs tels que le type de sol, sa texture, sa teneur en matière organique, sa conductivité électrique, l'altitude, la pente, l'état sanitaire des cultures, l'historique des rendements, etc.

Les zones de gestion permettent de diviser un champ en unités plus petites, gérées différemment selon leurs besoins et leur potentiel. Par exemple, un champ peut comporter des zones aux textures de sol différentes, comme de l'argile, du limon et du sable.

Ces zones peuvent présenter des capacités de rétention d'eau, des disponibilités en nutriments et un drainage différents. Appliquer la même quantité d'eau ou d'engrais à l'ensemble du champ peut entraîner un excès d'irrigation ou une sous-fertilisation dans certaines zones, et inversement dans d'autres.

Cela peut entraîner un gaspillage de ressources, une baisse du rendement des cultures et des problèmes environnementaux. En créant des zones de gestion (ZG) en fonction de la texture du sol, l'agriculteur peut adapter les doses d'irrigation et de fertilisation à chaque zone afin de répondre aux conditions du sol et aux besoins des cultures. Ceci permet d'améliorer l'efficience de l'utilisation de l'eau et des nutriments, ainsi que le rendement des cultures.

Délimitation des zones de gestion en agriculture de précision

En Pennsylvanie, la délimitation des zones de gestion consiste à créer différentes zones au sein d'un champ en fonction des caractéristiques communes à cette zone. Ces zones aident les agriculteurs à optimiser l'utilisation de l'eau, des engrais et des pesticides.

Pour ce faire, les agriculteurs collectent des données sur le sol, la topographie et la croissance des cultures à différents endroits. Ils utilisent ensuite des logiciels informatiques pour regrouper les zones similaires. Par exemple, les zones présentant un sol similaire ou celles où les cultures poussent toujours bien constituent des zones distinctes.

Une fois ces zones délimitées, les agriculteurs peuvent optimiser l'utilisation des ressources. Ils peuvent, par exemple, augmenter l'apport d'eau dans les zones qui en ont besoin ou réduire l'utilisation de produits chimiques là où c'est moins nécessaire. Cela permet de réaliser des économies, de protéger l'environnement et d'améliorer les récoltes.

Il existe différentes méthodes et outils pour délimiter les zones marginales en PA, mais l'une des plus courantes et recommandées est l'analyse de clusters. L'analyse de clusters est une technique d'exploration de données qui regroupe les points de données en clusters en fonction de leur similarité ou de leur dissimilarité.

L'analyse de regroupement peut être appliquée à des données spatiales, telles que des échantillons de sol, des cartes de rendement ou des images satellites, afin d'identifier des zones homogènes au sein d'un champ. Elle comprend les étapes clés suivantes :

• Collecte de données : Collectez des données sur le champ, comme des informations sur le sol, les données de rendement, etc.
• Analyse des données : Utilisez des technologies (comme les SIG) pour étudier les données, en identifiant les tendances et les différences sur le terrain.
• Regroupement : Regroupez les zones similaires en fonction des données. Par exemple, les zones présentant des types de sols similaires forment des zones.
• Définition des limites: Définir des limites claires entre ces zones afin d'éviter le mélange des ressources.
• Caractérisation de zoneChaque zone est décrite par ses caractéristiques uniques, telles que le type de sol ou les niveaux de nutriments.
• Intégration des donnéesCombiner les données provenant de différentes sources, comme les études de sols et les images satellites, afin de rendre les zones encore plus précises.

Comment les zones de gestion sont-elles créées ?

Il existe différentes méthodes pour créer des zones de gestion en agriculture de précision. Voici quelques méthodes courantes :

• Utiliser les cartes ou les relevés pédologiques existants qui fournissent des informations sur les propriétés et les limites des sols.
• Utiliser des capteurs ou des sondes de sol qui mesurent des paramètres du sol tels que la conductivité électrique, l'humidité, le pH, etc.
• Utilisation de la télédétection ou de l'imagerie aérienne permettant de capturer des indicateurs de santé des cultures tels que les indices de végétation, la biomasse, la teneur en chlorophylle, etc.
• Utiliser des systèmes de surveillance des rendements ou des cartes qui enregistrent les données de rendement et de qualité des cultures sur plusieurs années.
• Utiliser des outils d'analyse ou de modélisation de données qui intègrent de multiples sources de données et appliquent des techniques statistiques ou spatiales pour identifier des tendances et des regroupements.

1. Cartes ou relevés pédologiques

En agriculture de précision, les zones de gestion (ZG) sont élaborées en exploitant les cartes ou les relevés pédologiques existants, qui fournissent des données essentielles sur les propriétés et les limites du sol.

Deux principales méthodes d'échantillonnage du sol sont utilisées : l'échantillonnage en grille, qui consiste à diviser le champ en carrés pour prélever des échantillons de sol, et l'échantillonnage par zones, qui regroupe les zones présentant des propriétés de sol similaires. L'échantillonnage en grille offre une analyse détaillée de la variabilité du champ, mais il est plus coûteux en raison du nombre accru d'échantillons.

L'efficacité de l'échantillonnage par zones dépend de la méthode et de la taille des zones. En intégrant ces données aux approches d'échantillonnage, l'agriculture de précision optimise l'allocation des ressources aux conditions spécifiques du sol au sein des zones, favorisant ainsi la durabilité et la productivité des cultures.

2. Conductivité électrique du sol

En agriculture de précision, les capteurs et sondes de sol mesurent des paramètres essentiels tels que la conductivité électrique (CE), l'humidité et le pH. La CE du sol, exprimée en mS/m, évalue sa capacité de conductivité électrique.

En injectant des courants contrôlés dans le sol et en géoréférençant les mesures par GPS, ces outils permettent de quantifier les variations de texture du sol et son potentiel de rendement. Ils éclairent les décisions relatives à la gestion des nutriments, aux densités et profondeurs de semis, ainsi qu'aux programmes d'irrigation.

Les données sur la conductivité électrique du sol offrent également des informations rapides et économiques sur les propriétés du sol telles que la texture, la capacité d'échange cationique (CEC), le drainage, la matière organique et la salinité, permettant la création de zones de mélange précises pour des pratiques agricoles optimisées.

3. Télédétection ou imagerie aérienne

La création de zones de gestion en agriculture de précision implique l'utilisation de la télédétection ou de l'imagerie aérienne pour capturer des indicateurs cruciaux de la santé des cultures tels que les indices de végétation, la biomasse, la teneur en chlorophylle, etc.

On y parvient grâce à l'utilisation d'avions ou de drones équipés de technologies d'imagerie capables de générer des images haute résolution. Ces images sont ensuite traitées par des techniques d'analyse d'images sophistiquées afin de délimiter des zones au sein du champ.

4. Moniteurs de rendement

En agriculture de précision, des zones sont établies grâce à l'utilisation de capteurs de rendement et de cartes qui collectent des données essentielles sur le rendement et la qualité des cultures sur plusieurs années.

Ce processus, appelé cartographie des rendements, implique une surveillance en temps réel des moissonneuses-batteuses, permettant de recueillir des informations sur la masse de la récolte, les niveaux d'humidité et la superficie couverte.

Ces données sont ensuite exploitées pour créer des cartes de rendement complètes, permettant ainsi des pratiques agricoles plus précises et plus efficaces.

5. Outils d'analyse ou de modélisation des données

En agriculture de précision, nous créons des zones optimales (ZO) avec soin grâce à des outils avancés d'analyse de données. Ces outils rassemblent de nombreuses informations et nous aident à identifier les tendances au sein de l'exploitation. Ils utilisent des modèles mathématiques et des cartes pour déterminer les zones prioritaires. Cela permet aux agriculteurs d'optimiser l'utilisation des ressources comme l'eau et les engrais. L'agriculture est ainsi plus performante et les cultures plus abondantes.

Le choix de la méthode dépend toutefois de la disponibilité des données, du type d'intrants à faire varier, de la superficie de la parcelle, du coût de la technologie et des préférences de l'agriculteur. L'objectif est de créer des zones pertinentes, cohérentes et pratiques.

Comment utilise-t-on les MZ ? Les avantages

Une fois les zones créées, elles peuvent servir à orienter les applications à dose variable (ADV) d'intrants tels que les semences, les engrais, l'eau et les pesticides. L'ADV est une technique qui permet de moduler la dose d'intrants appliquée au sein d'une parcelle en fonction des informations relatives aux zones de gestion.

Pour mettre en œuvre l'agriculture à risque variable (ARV), l'agriculteur a besoin de :

• Un contrôleur à débit variable capable d'ajuster le débit d'application en fonction d'une carte de prescription ou d'un retour d'information d'un capteur.
• Un système de positionnement global (GPS) qui permet de localiser la position de l'applicateur dans le champ.
• Un système d'information géographique (SIG) capable de stocker, d'afficher et d'analyser des données spatiales telles que les cartes MZ et les cartes de prescription.

L'utilisation de la VRA basée sur les MZ peut aider l'agriculteur à :

• Appliquez les intrants là où ils sont les plus efficaces et évitez le surdosage ou le sous-dosage.
• Améliorer la productivité des sols à fertilité limitée ou à disponibilité en eau limitée.

De plus, en adaptant les doses d'intrants, les agriculteurs peuvent réduire les coûts sur les sols peu réceptifs ou à faible potentiel de productivité. Cette approche rentable garantit une utilisation judicieuse des ressources.

Il convient également de noter que l'agriculture de précision, avec les MZ et les applications à taux variable (VRA), est bénéfique pour l'environnement en minimisant le lessivage des nutriments, en réduisant le ruissellement des produits chimiques dans les plans d'eau et en prévenant l'érosion des sols.

Optimisez les zones de gestion avec GeoPard

GeoPard Agriculture simplifie l'agriculture de précision grâce à son Fonctionnalité Zones de gestion et cartes VRA, permettant aux utilisateurs de créer des zones personnalisées et des cartes de prescription basées sur diverses couches de données telles que l'imagerie satellite, l'analyse des sols, etc.

Ces cartes sont compatibles avec les équipements et machines agricoles. Les utilisateurs peuvent également effectuer des analyses multicouches, identifier les zones à fort ou faible potentiel de rendement et détecter les tendances de stabilité des parcelles. La plateforme propose des cartes inter-couches permettant de mettre en évidence les interdépendances entre les différentes zones et facilite les ajustements de ces dernières.

De plus, GeoPard prend en charge la cartographie des applications à taux variable (VRA) pour des opérations agricoles de précision et fournit des statistiques sur la précision au niveau de la zone. Il offre une compatibilité des données pour l'exportation et permet la personnalisation manuelle des zones ainsi que des prescriptions basées sur des équations pour le calcul des coûts.

Conclusion

L'agriculture de précision est une approche novatrice de l'agriculture qui exploite la technologie et les données pour améliorer la production agricole. Grâce aux données issues de capteurs de sol, de la télédétection, des moniteurs de rendement ou d'outils d'analyse de données, elle permet aux agriculteurs de créer des zones de gestion adaptées à leurs parcelles. Ces zones optimisent l'allocation des ressources, ce qui se traduit par de meilleurs rendements, des coûts réduits et des pratiques agricoles durables.