Optimisation de la gestion de la fertilisation du kernza (Th. intermedium) : De la collecte de données à l'exploitation d'un modèle de culture

Abstract

Les systèmes de productions actuels, plus particulièrement la production intensive de céréales annuelles, exercent des pressions sur l’environnement et menacent les capacités futures de pro- duction. Une solution envisagée est le développement de céréales pérennes qui permettraient de réduire l’érosion des sols et l’utilisation d’intrant et leur lixiviation. La meilleure candidate pour produire un blé pérenne est Thinopyrum intermedium, commercialisée sous le nom de Kernza® après des années de sélection visant à augmenter le rendement en grain. De plus, son utilisation originelle comme plante fourragère permet d’envisager une double finalité grain/fourrage au cours d’une même année de culture, en plus des services écosystémiques qu’elle apporte. La modélisation de cultures permet de comprendre les phénomènes physiologiques complexes de la plante, d’explorer de nouveaux itinéraires techniques ou encore d’évaluer la réponse de cette dernière aux changements climatiques. Ainsi, de nombreux modèles de culture tels que STICS ont été développés afin de simuler leur croissance et leur rendement dans des conditions va- riées. Le modèle STICS est largement utilisé et a déjà pu être adapté à de nombreuses cultures variées. Cependant, la modélisation du Kernza est peu étudiée et reste encore à développer. Ainsi, ce travail a pour objectifs de calibrer et de valider le modèle STICS pour le Kernza à l’aide d’observations de terrains et d’utiliser ensuite ce modèle afin de déterminer la fertilisa- tion optimale de la culture permettant de maximiser son rendement en grain dans un contexte pédoclimatique wallon. Tout d’abord, des prélèvements de biomasse souterraine ont été réalisés sur le terrain à trois stades de développement afin de compléter les bases de données existantes. De plus, les don- nées de biomasse aérienne et souterraine ont été traitées et compilées afin d’être utilisables par STICS. Ensuite, STICS a été calibré et validé grâce à deux jeux de données indépendants et en considérant deux approches différentes, l’approche prairiale et l’approche céréale. Enfin, le modèle calibré et validé a été utilisé afin d’effectuer des simulations de fertilisation azotées et déterminer l’optimum de cette dernière. Les résultats des prélèvements de biomasse souterraine sont en accord avec la littérature et permettent de valider la méthodologie mise en œuvre. La calibration et la validation du modèle se sont révélés complexes à cause des limites de STICS concernant les simulations de LAI et de biomasse souterraine. Malgré une bonne simulation de la biomasse aérienne dans les deux approches, une meilleure performance du modèle géné- rale est obtenue en considérant kernza comme une céréale annuelle. Enfin, le fractionnement de la fertilisation optimal de 75 kgN/ha au redressement et 25 kgN/ha à l’automne détermi- née par la multi simulation est en accord avec les résultats de la littérature. Ces résultats ne sont cependant pour le moment valable que dans le contexte pour lequel le modèle a été calibré. Le modèle STICS n’est pas, en l’état capable de simuler correctement tous les aspects phy- totechniques et physiologiques de la plante mais sa prochaine version intégrant de nouveaux formalismes pour les organes souterrains semble prometteuse.