Sources des Variations de Rendement Observées sur les Cartes de Rendement

D=année en année, et d=un champ à l=autre, les facteurs qui influencent le rendement des cultures et le degré de leurs impacts peuvent changer. De plus, les facteurs interagissent dans le temps et dans l=espace. Ainsi, un sol sableux qui contient moins d=humidité pour la culture (réduction du rendement lors d=une année sèche) possède également moins d=éléments nutritifs et souvent un pH plus bas. Les interactions peuvent minimiser les effets d=un facteur unique ou peuvent entraîner un impact majeur. Ainsi, un sol sableux lors d=une année sèche entraîne un impact plus sérieux sur le rendement de culture que lors d=une année moyenne. Cependant, lors d=un printemps frais et humide, le sol sableux se réchauffe plus rapidement assurant une meilleure germination. Il faut retenir, que deux régions de bas rendement peuvent avoir ce bas rendement pour des raisons complètement différentes - les facteurs agissant sur le rendement varient d=un endroit à l=autre sur un même champ. De plus, les effets limitatifs de ces facteurs de variations peuvent interagir avec les conditions climatiques et les pratiques de gestion. Des sources possibles de variations sont présentées au Tableau 1.

Tableau 1: Sources des Variations de Rendement au Champ

Événements Naturels

Climat précipitation: quantité , fréquence et distribution, température, radiation solaire: unités thermiques maïs (CHU), vent
Relations sol- eau drainage, profondeur du sol, capacité de rétention d=eau
Propriétés physique et chimique des sols texture: sable, limon, argile structure et densité épaisseur de la couche arableDisponibilité des éléments nutritifspH, matière organiqueCapacité d=échange cationique
pente et orientation du site (N,S,E ou O)  érosion du soltempérature du solopération de la machinerie
infestation des cultures mauvaises herbes, insectes, maladies

Événements de Gestion

Culture hybride ou sélection de la variété (potentiel de rendement),   population et uniformité des plants
historique du champ  herbicide/pesticide, engrais/ fumier
pratiques culturales et/ou erreurs  rotation des cultures, travail du sol et compaction, pratiques précédentes, applications de fumier, nivellement du terrain, nettoyage des fossés, mauvaise application d=éléments nutritifs ou de pesticides, problèmes d=ensemencement, de labour, et de moisson,

Détermination des Tendances sur une Carte de Rendement

Il devrait être possible de diviser un champ en sous-régions ou zones de gestion dans lesquelles le rendement de la culture est soumis aux même facteurs ou combinaison de facteurs. En général sur les cartes de rendement, les variations causées par des événements naturels apparaissent sur des superficies irrégulières alors que les variations issues de la gestion apparaissent souvent sous formes de superficies géométriques régulières, alors que les problèmes de machinerie apparaissent sous formes de lignes de bas ou haut rendement. Une description complète est présentée au Tableau 2. Des modèles dans le rendement provoqué par variation normale dans la texture de sol et par la gestion sont montrés sur les Figures 1 et 2.

Il faut cependant retenir que les zones de gestion ne suivent pas nécessairement la tendance d=une saison à l=autre. Afin que les zones de gestion soient utiles pour le producteur, elles doivent présenter une certaine homogénéité d=une année à l=autre et d=une culture à l=autre. Ainsi, ces zones devraient être hautes ou basses pour toutes cultures. La plupart des producteurs n=ont pas une large base de données de rendement pour l=analyse des tendances, donc la définition de ces zones de gestion est limitée par le manque d=information. Dans certains cas, les tendances de rendement sont influencées par le climat (distribution des précipitations durant la période de croissance) et les zones de gestion devraient être définies selon les années humides ou sèches.

Tableau 2: Explication Possible des Tendances de Rendement

Tendance de Rendement

Explications 

Événements Naturels

différence de pente/orientation, topographie, ombrage en bordure superficies linéaires irrégulières
drainage, changement des propriétés du sol, infestations, disponibilité des éléments nutritifs superficies non-linéaires et irrégulières
dépressions du terrain affectant le drainage et la matière organique superficies rondes ou elliptiques
propagation des infestations, changements de la qualité du sol, population non- uniforme des plants en taches ou moucheté

Tendances Issues de la Gestion

Historique différent des cultures, variations des hybrides et variétés, travail du sol ou compaction, changements des éléments nutritifs/pesticides rectangles, bordures abruptes
problèmes d=irrigation cercles, arcs ou triangles
éléments nutritifs/pesticides manquants ou sur-application, problèmes d=ensemencement, erreur de la moissonneuse, dérayures, analyses à la ferme (azote, hybrides, etc), travail du sol, compaction et historique des cultures rayures ou lignes

Tendances issues du suivi des rendements

inexactitude des signaux différentiels GPS la moissonneuse dérive de la ligne droite
perte des signaux GPS manque de données
Surplus de grains à l=entrée et la sortie du champ tendance en dent de scie

Analyse des rendements pour une seule année

Lorsque la cartographie des rendements n=est disponible que pour une seule année, il est tout de même possible d=évaluer la tendance des rendements et de proposer des pratiques agricoles correctives. En premier lieu, toute l=information concernant le champ doit être amassée - temps de semence, taux et temps de fertilisation, travail du sol, applications de pesticides, conditions climatiques lors de la moisson, existences de problèmes particuliers (printemps sec, mauvaise germination, durcissement du sol), précédente culture (rotation des cultures), etc. De plus, il faut connaître le contenu des rapports des tests de sol, les observations des mauvaises herbes, le plan d=application des fumiers, le nivellement du terrain, le drainage souterrain et la distribution des précipitations. Lorsqu=elles sont disponibles, les photos aériennes peuvent aider à localiser les dépressions, les vieux fossés, et les changements de type de sol, etc. Une meilleure compréhension et la disponibilité de l=information permettent une meilleure interprétation des cartes de rendement en fin de saison. Une fois toute l=information disponible, il faut regarder la carte des rendements et en identifier les tendances. Ensuite, il faut associer les tendances aux données et à l=historique du champ. L=étape la plus ardue est celle de déterminer les facteurs connus ou possibles qui influencent ou limitent le rendement.

En dernier lieu, il faut répondre à ces questions.

  1. De quelle nature est la variation de rendement?
  2. Peut on identifier les facteurs qui limitent le rendement?
  3. Cette variation correspond elle à d=autres facteurs?
  4. Les facteurs clés limitant le rendement sont-ils modifiables?
  5. Les pratiques correctives de gestion sont-elles économiques?
  6. Les pratiques correctives sont-elles bénéfiques pour l=environnement ou de faible impact?

La Figure 3  (Facteurs de Variations du Rendement et Pratiques Correctives, d=après T. Doerge, 2000) présente quelques causes possibles des variations de rendement et les pratiques correctives envisageables - tous les problèmes n=ont toutefois pas une solution (extrêmes climatiques par exemple) et certains problèmes ont des solutions beaucoup trop coûteuses (problème localisé de drainage). Ce diagramme devrait être utilisé avec les connaissances, du producteur, des conditions et de l=historique du champ. Les problèmes issus de la compaction des sols ou du drainage peuvent varier suivant les conditions naturelles du sol et les précipitations (zones recevant plus de précipitations) et selon l=historique du champ. Les facteurs de la Figure 3  doivent être évaluer selon les caractéristiques régionales. Certains des facteurs qui affectent le rendement peuvent avoir un impact plus prononcé d=une région à l=autre, par exemple, la date des semences est plus importante dans les climats froids que pour des régions qui ont une période de croissance prolongée.

Identification de la Variabilité du Rendement sur Plusieurs Années

Dans une situation idéale les facteurs principaux limitant le rendement seraient les mêmes d=année en année et pour toutes les cultures. Si c=était le cas, l=interprétation des cartes de rendement de plusieurs années serait la même que pour une carte annuelle de rendement. Cependant ce qui apparaît être un facteur limitant du rendement pour une culture ou une année donnée, n=est pas nécessairement un facteur ayant le même effet sur une autre culture ou lors d=une autre année. La même culture sur deux années consécutives peut présenter des résultats variables (Figures 4 et 5 ).

Une approche possible est la comparaison des rendements d=une même culture ou de cultures différentes en utilisant les valeurs normalisées du rendement. Les valeurs normalisées du rendement sont obtenues en divisant chaque échantillonnage de rendement par le rendement moyen du champ. Les valeurs normalisées du rendement sont exprimées en pourcentage du rendement moyen du champ et peuvent être utilisées pour comparer les tendances spatiales du rendement et ce pour différentes cultures et au cours des années. Ainsi un rendement normalisé de 125% est en fait 25% supérieur au rendement moyen du champ, alors que toute section qui a un rendement normalisé de moins de 100%, n=atteint pas son plein rendement. Ceci permet donc de comparer différentes cultures. Le maïs peut avoir un rendement maximal de 14 t/ha, ainsi un rendement de 4 t/ha est considéré comme bas. Pour le blé, un rendement de 6 t/ha est un rendement élevé, alors que 3 t/ha est un rendement moyen. Le rendement normalisé compare les pourcentage de rendement, ainsi, une augmentation de 25% par rapport à la moyenne serait la même autant pour le blé que pour le maïs, pour ce champ et pour une année donnée. Le Tableau 3 présente des statistiques sur le rendement de cultures sur une période de cinq ans.

Tableau 3: Rendement des cultures et rendement normalisé pour un champ donné (se référer à l=étude de cas A)

Année et culture

Rendement moyen du champ, t/ha

Rendement Maximal, t/ha

Rendement minimal, t/ha

Rendement normalisé maximal % (pourcentage de la moyenne du champ)

Rendement normalisé minimal % (pourcentage de la moyenne du champ)

1997 maïs

8,3

14,9

2,5

180%

30%

1998 blé

2,8

6,2

0,9

221%

32%

1999 maïs

8,6

15

2,5

174%

29%

2000 maïs

6,4

15,5

2

242%

31%

2001 maïs

8,3

15,9

2

191%

24%

Une méthode utilise les valeurs normalisées du rendement sur plusieurs années et pour différentes cultures pour sous-diviser le champ en zones ou classes de gestion basées sur une marge de rendement (élévé, moyen, faible) et sur la stabilité des rendements. Les quatre classes sont, le rendement élevé et stable, rendement moyen et stable, rendement faible et stable et la quatrième classe englobe toutes les zones qui ne présentent aucune tendance - qui augmente ou diminue d=une année à l=autre. Chacune de ces classes nécessite une technique de gestion propre - les zones à rendements moyens/élevés et stables doivent être étudiées afin de déterminer si les éléments nutritifs, le taux d=ensemencement et le contrôle des insectes limitent un rendement potentiellement plus élevé. Dans les zones stables à faible rendement, les facteurs limitant le rendement devraient être identifiés. Si ces facteurs peuvent être corrigés de manières économiques, c=est la marche à suivre, sinon, les producteurs pourront réduire les apports sans réduire les rendements. Lorsqu=une culture ne peut tirer entièrement bénéfice des éléments nutritifs, rien ne sert d=y avoir entièrement accès. Les zones instables sont les plus difficiles à interpréter et à gérer. Ces zones doivent être examinées en fonction de la culture - Est-ce que ces zones sont instables pour toutes les cultures? Est-ce due aux mauvaises herbes, à une mauvaise germination, etc? Par exemple, les zones sableuses et bien drainées du champ ont tendance à un meilleur rendement lors de saisons humides pendant l=ensemencement, et lorsque les précipitation d=été sont abondantes. Les zones possédant des sols plus lourds ou moins bien drainés n=auraient pas aussi bien réussi pendant ces années. Cependant, lors d=une année sèche, ayant des sols secs lors de l=ensemencement, les sols sableux auraient un sous-rendement en comparaison avec des sols plus lourds. Ces zones présenteraient des rendements instables d=une année à l=autre.

Lorsqu=une zone d=un champ présente un rendement faible pour différentes cultures, il est probable que cette zone soit faible et un échantillonnage permettrait d=en déterminer la cause. Lorsqu=une zone présente un rendement élevé pour une culture et faible pour une autre, il faut alors étudier quel facteur peut réduire le rendement d=une culture sans en affecter une autre.