Analyse et modélisation de la levée sous croûte. Contribution à l’amélioration du modèle SIMPLE.

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Gallardo-Carrera, Aude (2006) Analyse et modélisation de la levée sous croûte. Contribution à l’amélioration du modèle SIMPLE. Doctorat Agronomie, INRA - Unité d'agronomie Laon-Reims-Mons, INAPG 2006INAP0029 p.86.

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Résumé

Le modèle SIMPLE prévoit les levées de différentes cultures. Il comporte un module de prévision des levées sous croûte empirique, basé sur l’observation de levées de betterave sucrière dans un réseau de parcelles pour un type de sol de limons argileux. Ce module est donc assez sommaire bien qu’efficace et l’objectif de ce travail était de pouvoir étendre les prévisions à d’autres conditions de semis et pour d’autres cultures (types de lits de semences, types de sols, différentes caractéristiques des semences) étant donné l’importance des problèmes de levée liés au développement de croûtes à la surface des lits de semences de différentes cultures.

Nous avons entrepris de caractériser les types de franchissement des plantules (pénétration, rupture et passage par fissure) au champ face à différents types de croûtes pour des cultures de printemps (betterave, lin et haricot) et d’automne (blé).

Nous avons caractérisé sur ces mêmes parcelles la dynamique de formation des croûtes pour les différents états initiaux des lits de semences (granulométrie, humidité au semis) en fonction des pluies cumulées depuis le semis, en complétant les observations de nos deux campagnes d’expérimentation par celles acquises sur un essai de longue durée. Les croûtes ont été caractérisées par leur faciès, leur épaisseur et leur résistance à la pénétration. Des quantités de pluies cumulées, allant de 11 mm pour des lits de semences fins et secs à 27 mm pour des états de surface grossiers ont été mises en évidence pour obtenir la formation de croûtes structurales, qui suffisent déjà à pénaliser les levées si elles se dessèchent. Des expérimentations complémentaires ont été menées au laboratoire pour obtenir sous simulateur de pluie et caractériser des stades plus avancés de croûtes non observés au cours des deux années d’expérimentation au champ.

Nous avons quantifié l’évolution du réseau de fissures se formant en fonction du degré de dégradation et des alternances humectation-dessication. Ces données ont permis de paramétrer et tester des modèles géométriques d’apparition de fissures.

Les forces exercées par les plantules et leurs variations au cours du temps en fonction de la masse, des variétés et des espèces étudiées ont été mesurées avec des capteurs de force au laboratoire.

Les différents éléments acquis par ces expérimentations ont permis d’élaborer un module intégrant des facteurs de variations non pris en compte jusqu’alors pour prévoir la formation d’une croûte et les levées. Ce module intègre des états initiaux de lits de semences variés (structure et teneur en eau), des cumuls de pluie différenciés aboutissant à des stades successifs de formation de la croûte. A chaque type de croûte est associé une distribution de résistances caractéristique. Pour chaque plantule arrivant à la surface, sa force maximum est tirée au sort dans une distribution puis diminue avec l’âge de la plantule. Cette valeur est confrontée jour après jour à la résistance du matériau via un coefficient qui permet d’établir si la plante passe ou reste bloquée. Ce coefficient résulte d’un ajustement aux données observées. Il a été établi sur la betterave, culture pour laquelle les données les plus nombreuses et précises étaient enregistrées. Les premières simulations réalisées à l’aide de ce nouveau module indiquent l’importance des effets des états du lit de semences initiaux sur les taux de levées. L’effet de différences de forces dues aux masses des semences est plus limité mais non négligeable dans certaines situations.

On a ensuite testé la possibilité de l’utiliser pour prévoir la levée d’autres cultures, dont la force avait été mesurée. L’extension à d’autres espèces donne des résultats encourageants mais nécessite un travail supplémentaire. La possibilité d’utiliser différents paramètres mesurés au laboratoire sur le sol pour pouvoir adapter le modèle proposé à d’autres types de sol est discutée.

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Table des Matières

INTRODUCTION………………………………………………………………… -



1. Déroulement de l’implantation d’une culture, impact de la formation d’une croûte à la surface du sol……………………………………………………………………...

2. Modélisation de la levée sous croûte: état des recherches……………………….…

3. Proposition d’une démarche d’étude pour l’amélioration de la prévision de la levée sous croûte……………………………………………………………………..……





CHAPITRE I Site expérimental, matériel et méthodes………………………….…………



1. Expérimentations au champ…………………………………………………………

2. Expérimentations au laboratoire……………………………………………..…..….





CHAPITRE II Caractérisation des modes de franchissement, mesures des forces d’émergence pour différentes espèces………………………….…………………………..…



1. Introduction…………………………………………………………………………...

2. Description des modes de franchissement pour différentes espèces et types de croûte………………………………………………………………………………………

3. Mesures des forces d’émergence.…………………………………………….………….





CHAPITRE III Dynamique de dégradation de la surface du sol…………………………



1. Introduction………………………………………………………………………… -

2. Effects of seedbed structure and water content at sowing on the development of soil surface crusting under rainfall………………………………………………… - ……

3. Synthèse en vue de la modélisation……………………………………………………





CHAPITRE IV Dynamique de fissuration de la surface des lits de semences….………...



1. Caractérisation de la dynamique de fissuration de la surface du sol…………………

2. Modélisation de la dynamique d’apparition des fissures……………………………..





CHAPITRE V Modèle et simulation………………………………………………………...



1. Introduction…………………………………………………………………………...

2. Description du modèle proposé de levée sous croûte de battance……………………

3. Simulations…………………………………………………………………………...





CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES………………………………………...



REFERENCES……………………

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