Using vegetation indices from satellite remote sensing to assess corn and soybean response to controlled tile drainage.

Cicek, H., Sunohara, M., Wilkes, G.A., McNairn, H., Pick, F., Topp, E., et Lapen, D.R. (2010). « Using vegetation indices from satellite remote sensing to assess corn and soybean response to controlled tile drainage. », Agricultural Water Management, 98(2), p. 261-270. doi : 10.1016/j.agwat.2010.08.019  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Le drainage souterrain contrôlé est conçu pour retenir l’eau et les éléments nutritifs dans le sol au profit des cultures. Cette technique s’est avérée prometteuse comme moyen de protéger la qualité des eaux et d’augmenter le rendement des cultures, mais elle a été évaluée surtout à l’échelle restreinte du champ ou de la parcelle. La télédétection permet d’évaluer sur une grande superficie la réponse des cultures au drainage souterrain contrôlé. La présente étude, réalisée de 2005 à 2008 en Ontario, au Canada, dans un bassin hydrographique expérimental d’environ 950 hectares, avait pour objet de comparer les indices de végétation par différence normalisée (IVDN) et les indices de végétation par différence normalisée dans la bande verte (IVDNV) de maïs (Zea mays L.) et de soja (Glycine max L.) cultivés sous régimes de drainage souterrain contrôlé (DC) et de drainage souterrain non contrôlé (DNC). Les indices ont été calculés à partir d’images Landsat‑5 et SPOT‑4. Les logarithmes des IVDN et des IVDNV des cultures de soja (stades de développement R3 à R6) et de maïs (stades VT à R5 et R6) étaient significativement (p ≤ 0,05) plus élevés pour le régime DC que pour le régime DNC, respectivement pour 50 % et 72 % des images comparées; ils étaient significativement (p ≤ 0,05) moins élevés pour seulement 17 % (soja) et 13 % (maïs) des images. Les erreurs types étaient moins élevées pour les cultures sous régime DC que pour celles sous régime DNC, pour 65 % (maïs) et 71 % (soja) des cas où la différence entre les logarithmes des indices IVDN et IVDNV était significative, pour les mêmes stades de développement des cultures. Ces résultats montrent que, de façon générale, les cultures ont une croissance plus uniforme dans les champs sous régime DC que dans les champs sous régime DNC. Nous avons comparé les rendements d’un certain nombre de cultures sous régimes DC et DNC de la région à l’étude. Nous n’avons observé aucune différence significative (p > 0,05) de rendement entre les cultures sous régime DC et les cultures sous régime DNC; cependant, pour 87 % des cultures comparées, le rendement grainier moyen des cultures sous régime DC était plus élevé ou égal à celui des cultures sous régime DNC. En moyenne, le rendement grainier des cultures de maïs et de soja était respectivement de 3 % et de 4 % plus élevé pour le régime DC que pour le régime DNC. À partir des indices IVDN et IVDNV et des rendements observés, nous avons mis au point des modèles de régression linéaire pour prédire les rendements grainiers sur une plus grande superficie au sein du bassin hydrographique. Les rendements moyens prédits par le modèle étaient, pour le maïs, de 0,1 à 11 % plus élevés pour les cultures sous régime DC que pour les cultures sous régime DNC, et, pour le soja, de 5 % moins élevés à 4 % plus élevés pour les cultures sous régime DC que pour les cultures sous régime DNC, les résultats variant selon que les cultures avaient été fertilisées ou non avec du fumier. Quatre‑vingt‑neuf pour cent des écarts types des prédictions de rendement étaient plus faibles pour le régime DC que pour le régime DNC. Les résultats montrent non seulement que le drainage souterrain contrôlé n’a pas eu d’effet négatif sur le rendement des cultures de maïs et de soja dans les conditions et pendant la durée de l’étude mais qu’il pourrait améliorer le rendement des cultures. Enfin, l’étude a montré que les indices de végétation obtenus à partir d’images captées par satellite, comme l’IVDN et l’IVDNV, peuvent servir à l’évaluation des effets du système de drainage des champs sur la croissance et le rendement des cultures.

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