Séminaire STICS 24 au 26 mars /13

Transcription

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2 Plan Ecophyto : diminuer le recours aux produits phytosanitaires Systèmes de culture moins dépendants des pesticides Expérimentations + Mesures in situ permettent d évaluer les performances environnementales de ces systèmes innovants Cependant, il existe différents contextes pédo-climatiques et un grand nombre de systèmes innovants potentiels Impossible d expérimenter in situ tous les systèmes potentiels Solution : Évaluation ex ante Les modèles simulant le devenir des pesticides dans l environnement permettent d intégrer les variabilités pédoclimatiques, spatiales et temporelles Cependant, les pratiques agricoles y sont représentées de manière incomplète 2/13

3 Développer une méthode, basée sur la modélisation, pour évaluer des flux de pesticides dans les systèmes de culture innovants Modèle «pesticides» : Devenir des pesticides dans l environnement Modèle «cultures» : Description des ITK-cultures (rotations, mulch, ) Forcer un modèle «pesticides», MACRO avec un modèle «cultures», STICS 3/13

4 Critères de choix du modèle «pesticides» MACRO (Larsbo & Jarvis, 2003) Utilisé pour l homologation des produits phytosanitaires en Europe Performant (Marin-Benito et al., 2014) Double porosité Caractéristiques des pesticides Caractéristiques du sol, du climat et des cultures Flux d eau et de pesticide dans l environnement (eaux souterraines en particulier) Difficultés pour représenter des systèmes innovants dans le modèle Culture = Une seule valeur de LAI (max), Hauteur, Profondeur d enracinement Développement de la culture indépendant du climat et du sol Impossible de simuler des rotations, cultures associées, mulch, 4/13

5 Critères de choix du modèle «cultures» STICS (Brisson et al., 1998) Simule de nombreuses pratiques agricoles (rotations, mulch, variétés, ) Interactions «plantes x environnements x pratiques» Générique, robuste et largement testé (Coucheney et al., 2015) Fonctionnalités de STICS (d après Notice utilisation STICS, INRA) 5/13

6 STICS et MACRO fonctionnent en série sous R Développement de packages R qui permettent de : 1. Gérer les fichiers de STICS et MACRO : importer, paramétrer, convertir 2. Exécuter une ou plusieurs simulations STICS et en récupérer les résultats 3. Convertir les sorties de STICS et les introduire dans MACRO 4. Exécuter le modèle MACRO et exporter ses sorties 5. Traiter les résultats de MACRO et les visualiser 6/13

7 Méthodologie d évaluation du modèle STICS-MACRO (1) Macro Stics-Macro (2) Mesures in situ (Dijon) Site expérimental INRA de Dijon-Epoisses Lysimètres (plaques, mèches), bougies poreuses Mesures des volumes d eau percolés et des concentrations en pesticides dans l eau Evaluation des modèles Fluroxypyr 100g/L 200g/L 200g/L Blé Colza Blé Orge Colza Blé Orge Colza Blé Orge Colza Blé Orge 7/13

8 Comparaison de STICS et de MACRO : LAI 7 6 LAI STICS LAI MACRO LAI simulé par STICS vs LAI simulé par MACRO 5 LAI (m² / m² de sol) STICS et MACRO sont complémentaires : STICS affine la description des systèmes de culture MACRO améliore la description du devenir des pesticides (et métabolites) dans les micro et macroporosités 8/13

9 Comparaison de STICS-MACRO et de MACRO : Volumes d eau percolés Quantités d eau percolées à la base du profil (mm) Eau percolée (mm) : Stics-Macro Eau percolée (mm) : Macro L amélioration de la modélisation du LAI modifiera : Le bilan d eau (transpiration, interception, flux d eau vers le sous-sol) Le bilan de pesticides (interception des pesticides) 9/13

10 Difficultés rencontrées : Les rotations ne peuvent être simulées par MACRO Nouvelle version (MACRO 5.3) Problèmes de dates font crasher les simulations sur certains ordinateurs Mise en place d une série de benchmarks pour tester Les paramètres différents décrivent des processus identiques Les variables d entrée ont dû être uniformisées entre STICS et MACRO Les cultures associées ont été peu testées dans STICS 10/13

11 Le «forçage» de MACRO avec STICS fournira un outil d évaluation ex ante des flux de pesticides dans les systèmes de culture innovants Ce travail aboutira à la production de packages R qui permettront de : Réaliser des simulations STICS et des simulations MACRO sous R (rapidité + multisimulations) Modéliser des systèmes innovants différents Estimer les impacts des systèmes de culture innovants sur l environnement Réaliser des analyses de sensibilité et d incertitudes 11/13

12 Par la suite, Tester la performance de STICS-MACRO / mesures in-situ de DIJON Analyser la sensibilité globale de STICS-MACRO Utiliser STICS-MACRO pour évaluer ex-ante d autres systèmes innovants conçus dans des contextes agro-pédo-climatiques différents 12/13

13 Remerciements INRA Ministère chargé de l agriculture ONEMA Comité d Orientation et Conseil Scientifique de l APR «PSPE» Action cofinancée par l INRA et le ministère chargé de l agriculture, avec l appui financier de l ONEMA, par les crédits issus de la redevance pour pollutions diffuses attribués au financement du plan Ecophyto, dans le cadre de l APR «Pour et Sur le Plan Ecophyto (PSPE1)» Merci de votre attention 13/13