Module semis et prise de décision

Le but recherché à travers ce module semis est de permettre à Bilhyna de décider une date de semis propice à l’installation de la culture en fonction de l’évolution climatique réelle de l’année et de l’état du bilan d’eau du sol. Ce choix doit aussi permettre d’assurer un certain confort hydrique acceptable pour la culture, depuis la date de semis décidée jusqu’au début le plus certain de la période humide (pour ce qui est de l’agriculture pluviale), pluies qui deviennent significatives pour le remplissage de la réserve du sol..

Si l’agriculteur dispose d’un stock d’eau pluviale (retenue en eau ou barrage ou aquifère), il peut décider de mettre cette quantité (ou partie de cette quantité) à contribution (quantité qui est à renseigner au sein du modèle). Cette valeur permet au modèle une décision sur une date de semis qui peut-être plus précoce, forte utile pour le développement rapide de la végétation, ce qui est toujours souhaitable compte tenu des printemps parfois très sec et très chauds (sans sécurité d’une réserve assez importante, le risque de perte d’un semis précoce est trop grand).

IV.2.1. Conditions nécessaires à la prise de décision d’un semis

* d’un lit de semence suffisamment humide (pas de fonte de semis). L’humidité de la première couche du sol (les 10 premiers centimètres) est et simulée et renseignée quotidiennement par Bilhyna.

* et des conditions de réserves suffisantes pour assurer une sécurité de développement et de croissance satisfaisante, même si le semis est tardif. En effet, les risques sont grands depuis la date de semis jusqu’au début de la période humide (période des pluies statistiquement sûre et significative, définie par (CP - CETP) >> 0. Par contre, l’intérêt du risque d’un semis précoce (atténué éventuellement par les disponibilités en eau) est d’avoir un développement final précoce (profitant au maximum de la période humide) et par conséquent de satisfaire au mieux les besoins en eau en début de printemps.

Pour satisfaire ces conditions, qui sont inconnues pour une année en cours (prospective), le seul moyen est de faire une analyse statistique du risque encouru à partir de la date de semis décidée jusqu’au début de la période humide. Compte tenu d’une série d’années de données climatiques (au moins 30 à 50), Bilhyna peut être utilisé, à priori, pour calculer les besoins d’une culture entre la date de semis et le début de la période humide, et d’en préciser la statistique (méthode des quintiles par exemple) sur la période de données climatiques. Cette statistique permet de choisir avec quelle probabilité on a la possibilité de conduire le couvert sous conditions hydriques satisfaisantes depuis le semis jusqu’au début de la période humide (les conditions moyennes sont données par le 3ième quintile, soit en moyenne une bonne conduite de la culture, sans aléas, assurée une année sur deux).

Suivant le choix du quintile, on peut réduire le risque (quatrième ou cinquième quintile) ou au contraire augmenter ce risque (deuxième ou premier quintile).

IV.2.2. Base méthodologique d’analyse du risque

Pour obtenir des valeurs prospectives de consommation en eau en supposant de bonnes conditions hydriques depuis le choix de la date de semis (jour j) jusqu’au début de la période

humide (Dh),

1

=

humide période début

consommations sur environ 40 ans de données disponibles. Dans ces conditions, instruire une analyse statistique fréquentielle simple (comme celle donnée par une approche en quintiles) permettrait de définir cette variabilité des besoins en eau pour un bon développement (valeur fixée arbitrairement dans le modèle « Bilhyna » à un sol maintenu au dessus de 0.75 Rmax, ce

qui revient à maintenir des ETsys proches des ETM).

0 20 40 60 80 100 120 140 0 20 40 60 80 100 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Exponentiel (Q1) Exponentiel (Q3) Exponentiel (Q5) Exponentiel (Q4) Exponentiel (Q2) -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 0 20 40 60 80 100

1

Figure. 54. (a) Evolution de la consommation (ou besoin) en eau possible (E) pour la

période d’étude statistique (pour une réserve en eau supérieur ou égale à 75% de Rmax), associée à un niveau de probabilité obtenu à partir de cinq dates de semis réalisés durant cette même période d’étude (chaque courbe exponentielle ajuste les points des besoins en eau de la culture obtenus chaque jours et appartenant au même niveau de probabilité).

(b) Evolution (i) de la profondeur de semis (droite en noir) en fonction des dates de semis prises en compte durant la période d’étude statistique (évolution journalière assimilée à une droite Zr_fin) ; (ii) et de la réserve de sécurité Rsécu (droite en rouge).

Jour depuis le début de la simulation fin Zr

Jour depuis le début de la simulation

Réserve en eau (mm) Date 1 Date 2 Date 3 Date 4 Date 5 Date 2 Date 3 Date 4 Date 5 Date 1

20 octobre 10 janvier _{20 octobre} 10 janvier

Profondeur (cm) Rsécu temps

(b)

(a)

En fait, cette analyse se fera en fonction de cinq périodes de semis couvrant l’ensemble de la période de semis possible (du 15/10 au 31/12, pour des intervalles de 15 jours). Pour des questions pratiques de calcul et de simple signification compte tenu de la variabilité interannuelle, le choix d’une période de quinze jours a été fait (il aurait pu être d’une semaine, mais pas moins). Il est alors possible d’établir pour ces cinq périodes de semis (centrées sur les dates du 23/10, 7 /11, 22/11, 7/12, 22/12) une statistique de la variabilité des consommations sous forme de cinq valeurs (valeurs associées à chaque quintile). Il est aisé d’obtenir pour un même quintile et pour l’ensemble de la période possible de semis la courbe exponentielle qui ajuste les points de besoins en eau des cultures obtenus (Figure 54a). Selon le choix d’un quintile l’exponentielle correspondante permet d’obtenir les besoins en eau souhaitables pour assurer un bon semis jusqu’à la période humide pour chaque jour de la période de semis (15/10 au 31/12).

Simultanément, le calcul par Bilhyna de ces besoins en eau prospectifs de la culture fournit la profondeur moyenne des racines atteinte à la fin de la période humide pour chacun des cinq semis. Ces valeurs évoluent en fonction de leur date de semis prise en compte dans cette étude statistique (période de développement croissante) et peuvent être bien simulées par une droite de régression utilisée pour obtenir, à partir de chaque date possible, la profondeur des racines, Zrfin (Figure 54b ).

Par ces deux solutions prospectives proposées, les besoins en eau nécessaires pour conduire le semis jusqu’à la période humide et la profondeur du sol (Zrfin atteinte) sur laquelle

cette quantité d’eau nécessaire doit être disponible à la date de semis, sont obtenus et ces résultats dépendent du choix du quintile admis (sécurité admise).