Estimation de la teneur en azote des feuilles de froment d'hiver (Triticum aestivum L.) basée sur des images multispectrales de longueurs d'onde comprises entre 450 et 1660 nanomètres

Abstract

L’agriculture de précision est l’approche révolutionnaire de l’agriculture qui permet d’optimiser les profits et de réduire l’impact environnemental en adaptant les apports d’engrais. La télédétection est outil permettant de réaliser une mesure non destructive de la teneur en azote en temps réel dans les cultures. Les appareils les plus utilisés et étudiés sont le Yara N-sensor, Crop-Circle et le GreenSeeker. Ils permettent d’estimer la teneur en azote d’une culture et d’adapter la fertilisation de manière automatisée pour obtenir de meilleurs rendements. Ces devices sont couteux et pas très précis. Le but de cette étude est d’estimer avec précision la teneur en azote des feuilles de blé d’hiver (Triticum aestivum L.) à l’aide d’un système d’acquisition (deux roues à filtres) permettant d’observer la réflectance à des longueurs d’onde comprises entre 450 et 1660 nm. L’expérience se déroule entre le 21 mars et le 7 juin 2017 sur une culture de froment d’hiver (winter wheat chou) à Lonzée (Latitude : 50°33’12 N, longitude : 4°45’5 E). Trois répétitions de neuf modalités de fertilisations azotée (0 à 270 kg/ha) sont étudiées. La méthode Kjehldal permet de mesurer la teneur en azote foliaire réelle. 96 valeurs de référence comprises entre 0.41 et 5.05% sont obtenues. L’estimation de la teneur en azote se base sur les valeurs de sept attributs : la réflectance, quatre paramètres texturaux et deux paramètres du contenu fréquentiel de l’image. Les images sont prétraitées afin d’enlever l’effet de vignettage. La segmentation, basée sur l’algorithme des Séparateurs à Vaste Marge, permet d’enlever les parties de sol présentes sur les images. La PLS est appliquée sur toutes les variables et a donné un R² prédit de 77%. Six filtres ont été sélectionnés par la méthode Best Subset correspondant aux longueurs d’ondes du moyen infrarouge (NIR) (800 nm, 900 nm, 1450 nm, 1470 nm et 1600 nm). Le meilleur modèle obtenu avec ces six filtres et donne un R² ajusté de 70%. Une étude de variabilité a permis de mettre en évidence la dépendance de l’acquisition aux conditions lumineuses.