Using the CSM-CERES-Maize model to assess the gap between actual and potential yields of grain maize.

Jing, Q., Shang, J., Huffman, E.C., Qian, B., Pattey, E., Liu, J., Dong, T., Drury, C.F., et Tremblay, N. (2016). « Using the CSM-CERES-Maize model to assess the gap between actual and potential yields of grain maize. », Journal of Agricultural Science, p. 1-22. doi : 10.1017/S0021859616000290  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Au Canada, le maïs est principalement cultivé dans le sud-est du pays. Aucune étude exhaustive n’a encore été réalisée sur les niveaux de rendement du maïs canadien dans le but d’analyser les facteurs liés aux cultivars, aux stress environnementaux et aux pratiques culturales qui empêchent l’obtention de rendements optimaux. La présente étude visait à analyser, au moyen d’une approche de modélisation, les écarts entre les rendements réels et les rendements potentiels (déterminés en fonction du cultivar, du rayonnement solaire et de la température en l’absence d’autres facteurs de stress) des cultures de maïs dans l’est du Canada. Nous avons étalonné le modèle CSM–CERES–Maize dans le modèle DSSAT v4·6 et l’avons évalué à l’aide de données mesurées portant sur sept cultivars soumis à différents taux d’application d’azote (N) dans quatre sites. Nous avons ensuite utilisé le modèle pour simuler des niveaux de rendement grainiers définis comme suit : rendement potentiel (YP), rendement limité par l’eau (YW, absence d’irrigation), et rendements limités par l’eau et par le N avec taux d’application de N de 80 kg/ha (YW, N-80N) et de 160 kg/ha (YW, N-160N). Nous avons évalué les options permettant d’accroître encore davantage le rendement grainier en analysant les écarts de rendement liés au déficit hydrique et à la carence en N. Le modèle CSM–CERES–Maize a bien simulé les rendements grainiers des parcelles expérimentales, les écarts moyens quadratiques normalisés étant < 0·20. Le modèle a pu rendre compte des variations de rendement associées aux différents taux de N, au cultivar, au type de sol et à la variabilité climatique interannuelle. Les sept cultivars étalonnés utilisés dans le cadre des expériences ont été divisés en trois grades selon leur YP simulé : faible, moyen et élevé. Selon les résultats de simulation obtenus pour la période de 30 ans s’échelonnant de 1981 à 2010, le YP moyen s’est établi à 15 000 kg/ha pour les cultivars présentant un potentiel de rendement élevé. Le YP était généralement supérieur d’environ 6 000 kg/ha au rendement réel (YA) dans chaque site expérimental de l’est du Canada. Les deux tiers de cet écart entre le YP et le YA sont probablement attribuables au stress hydrique, car un écart d’environ 4 000 kg/ha entre le YW et le YP a été simulé. Cet écart peut être réduit par l’utilisation de certaines pratiques culturales, comme l’installation d’un système d’irrigation pour améliorer la distribution de l’eau disponible durant la saison de culture. Les rendements simulés ont montré un écart d’environ 3 000 et 1 000 kg/ha entre le YW et le YW, N-80N pour les cultivars présentant un YP élevé et les cultivars présentant un YP faible, respectivement. L’écart entre le YW et le YW, N-160N diminuait à < 2 000 kg/ha pour les cultivars présentant un YP élevé, une faible différence étant notée pour les cultivars présentant un YP faible. Les différents écarts de rendement constatés parmi les cultivars donnent à croire que les cultivars présentant un YP élevé exigent des taux de N élevés, alors que les cultivars présentant un YP faible pourraient se contenter de taux de N faibles.

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