Calcul Du KC [PDF]

Zitiervorschau

Calcul du coefficient cultural Kc La plupart des effets des différentes conditions météorologiques sont incorporés lors du calcul de l'ETo. Par conséquent, comme ETo représente un indice de la demande climatique, Kc varie principalement avec les caractéristiques spécifiques des cultures et seulement dans une mesure limitée avec le climat. Cela permet le transfert de valeurs standard pour Kc entre localisations et entre climats.

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Les coefficients culturaux (fournis par la FAO) sont établis expérimentalement (Kc = Etc/ET0)

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La validité de ces coefficients culturaux a été prouvée par de nombreuses applications rapportées dans la littérature (Allen et al 2005) ainsi que des approches par télédétection (Neale et al, 2005).

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kc peut varier selon le développement cultural, présentant des valeurs différentes pour a phase initiale (0,3-0,7) la mi- saison (0,9-1,15) et l’arrière saison (de la maturation à la récolte 0,25-1,15

Facteurs influençant Kc 

Les caractéristiques de la culture, les dates de plantation ou de semis, le rythme de développement de la plante et la longueur de la saison végétative, les conditions climatiques et, en particulier au début de la croissance, la fréquence des pluies ou des irrigations.

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Ces kc ont été calculés dans les années 70-80 par les différents instituts de recherche et les résultats obtenus sont souvent hétérogènes d’une source à une autre.

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L’importance des variations entre grands groupes des cultures tient en grande partie à la différence des mécanismes mis en œuvre par les végétaux pour résister à la transpiration, comme par exemple la fermeture des stomates pendant le jour (ananas) ou la qualité cireuse des feuilles (agrumes). En outre, les différences de hauteur et de rugosité des cultures, du coefficient de réflexion et de couvert du sol entraînent des variations de l’ETp.

Type de culture 

En raison des différences dans l'albédo, la hauteur des cultures, les propriétés aérodynamiques et les propriétés des feuilles et des stomates, l'évapotranspiration des cultures bien cultivées et bien arrosées diffère de l'ETo.

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L'étroitesse des espacements entre les plantes, la hauteur plus élevée et la rugosité de nombreuses cultures agricoles en pleine croissance font que ces cultures ont des facteurs Kc qui sont supérieurs à 1.

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5-10% plus élevé que la référence.

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15-20% plus élevé pour certaines cultures de grande taille comme le maïs, le sorgho ou la canne à sucre.

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Les cultures qui ferment leurs stomates pendant la journée, ont des coefficients de culture très faibles.

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En plus de la réponse stomatique à l'environnement, la position et le nombre des stomates et la résistance de la cuticule au transfert de vapeur déterminent la perte d'eau de la culture. Les espèces dont les stomates ne se trouvent que sur le côté inférieur de la feuille par exemple auront des Kc relativement plus faibles.

Climat 

Les valeurs Kc du tableau sont les valeurs typiques attendues pour le Kc moyen dans une condition climatique standard, définie comme un climat subhumide avec une humidité relative moyenne minimale de jour (RHmin) ≈ 45% et des vitesses de vent moyennes à 2 m /s.

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Les variations du vent modifient la résistance aérodynamique des cultures et donc leurs coefficients de culture, en particulier pour les cultures qui sont sensiblement plus hautes que la référence hypothétique d'herbe

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Parce que les propriétés aérodynamiques sont plus grandes pour de nombreuses cultures agricoles par rapport à la référence de l'herbe, le rapport de ETc à ETo (c'est-à-dire Kc) pour de nombreuses cultures augmente lorsque la vitesse du vent augmente et que l'humidité relative diminue.

Evaporation du sol 

Le coefficient Kc pour les cultures à couverture totale reflète principalement des différences de transpiration, car la contribution de l'évaporation du sol est relativement faible.

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Après la pluie ou l'irrigation, l'effet de l'évaporation est prédominant lorsque la culture est faible et à peine nuances du sol.

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Lorsque le sol est mouillé la plupart du temps à cause de l'irrigation ou de la pluie, l'évaporation de la surface du sol sera considérable et Kc peut dépasser 1.

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D'autre part, lorsque la surface du sol est sèche, l'évaporation est limitée et Kc sera faible et pourrait même chuter à 0,1.

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Les différences d'évaporation du sol entre la culture et la surface de référence peuvent être prévisibles de manière plus précise en utilisant un double coefficient de culture.

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La durée entre la plantation et la pleine couverture efficace variera selon le climat, la latitude, l'altitude et la date de plantation. Il varie également avec la variété de culture.

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En général, une fois que la couverture totale efficace pour un verger végétal a été atteinte, le taux de développement phénologique supplémentaire (floraison, développement des graines, maturation et sénescence) dépend plus du génotype de la plante et moins dépendante des conditions météorologiques.

Stades de croissance des cultures 

Au fur et à mesure que la culture se développe, la couverture végétale, la hauteur des cultures et la superficie des feuilles changent.

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La période de croissance peut être divisée en quatre étapes de croissance distinctes: la phase initiale, le développement des cultures, la mi-saison et la fin de la saison.

Phase initiale 

L'étape initiale s'étend de la date de plantation jusqu’à ce que 10% de la surface du sol soit recouverte d'une végétation verte.

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Pour les cultures pérennes, la date de plantation est remplacée par la date de «greenup», c'est-à-dire le moment où le début des nouvelles feuilles se produit.

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Kc pendant la période initiale (Kc ini) est important lorsque le sol est mouillé par l'irrigation et les précipitations et reste faible lorsque la surface du sol est sèche.

Le temps de séchage du sol est déterminé par l'intervalle de temps entre l'apport d'eau, la puissance d'évaporation de l'atmosphère (ETo) et l'importance de l'apport en eau. Les estimations générales pour Kc ini en fonction de la fréquence d'irrigation et ETo sont données dans le tableau suivant. Les données supposent un sol de texture moyenne.

Évaporation < Transpiration

Évaporation > Transpiration

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Phase de développement

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Le stade de développement des cultures s'étend de la fin de la phase initiale jusqu’au moment où un couvert total effectif du sol est réalisé.

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Une couverture complète effective pour de nombreuses cultures se produit au début de la floraison

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À mesure que la culture se développe, l'évaporation devient plus restreinte et la transpiration devient peu à peu le processus principal.

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si la surface du sol est sèche, Kc = 0,5 correspond à environ 25-40% de la surface du sol couverte par la végétation en raison des effets de l'ombrage et du transport microscopique de la chaleur sensible du sol dans la végétation. Un Kc = 0,7 correspond souvent à environ 40 à 60% de recouvrement du sol. Ces valeurs varieront selon la culture, la fréquence d'arrosage et si la culture utilise plus d'eau que la récolte de référence à pleine couverture du sol.

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Phase de mi-saison

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La phase de mi-saison s'étend de la pleine couverture effective au début de la maturité. Le début de la maturité est souvent indiqué par le début du vieillissement, le jaunissement ou la sénescence des feuilles, la chute des feuilles ou le brunissement des fruits au point que l'évapotranspiration de la culture est réduite par rapport à la référence ETo.

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Le stade de la mi-saison est le plus long pour les cultures pérennes et pour de nombreuses annuelles, mais il peut être relativement court pour les légumes récoltés frais pour leur végétation verte.

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À la mi-saison, le Kc atteint sa valeur maximale. La valeur de Kc (Kc moyenne) est relativement constante pour la plupart des conditions. L'écart du Kc moyen par rapport à la valeur de référence «1» est principalement dû aux différences de hauteur et de résistance entre la surface de référence de l'herbe et la culture et les conditions météorologiques.

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Phase d’arrière saison

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L'étape de la fin de saison s'étend de la fin de la misaison à la maturité complète. On suppose que le calcul pour Kc et ETM prend fin lorsque la culture est récoltée, sèche naturellement, atteint la maturité complète ou éprouve une chute des feuilles.

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Pour une végétation pérenne dans les climats libres de gel, les cultures peuvent croître toute l'année, de sorte que la date de terminaison peut être considérée comme la même que la date de «plantation».

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La valeur finale Kc est élevée si la récolte est fréquemment irriguée jusqu'à la récolte. Si la culture est autorisée à sécher dans le champ avant la récolte, la valeur finale Kc sera faible.

Elaboration de la courbe de Kc 

Pour décrire et construire la courbe des coefficients de culture, seules trois valeurs de Kc sont nécessaires: celles de l'étape initiale (Kc ini), de la mi-saison (Kc mi) et de la fin de la fin de la saison (Kc end).

Kc initiale

Le coefficient de culture pour l'étape de croissance initiale peut être dérivé des figures qui fournissent des estimations pour Kc ini en fonction de l'intervalle moyen entre les événements de mouillage, la puissance d'évaporation ETo et l'importance de l'événement de mouillage.

Événements de mouillage léger (profondeurs d'infiltration de 10 mm ou moins): pluviométrie et systèmes d'irrigation à haute fréquence

Événements de mouillage intensif (profondeurs d'infiltration de 40 mm ou plus): surface et irrigation par aspersion

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Événements de mouillage moyens (profondeurs d'infiltration comprises entre 10 et 40 mm)

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I : profondeur d’infiltration moyenne

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Ajustement pour mouillage partiel par l'irrigation

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Certains modes d’irrigation ne mouillent qu’une fraction du sol. Dans ce cas, la valeur relevée du tableau ou des figures doit être multipliée par un coefficient fw.

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La profondeur d’infiltration doit être divisée par ce coefficient.

Le Kcini depend aussi de la plante : 

Kc ini pour les arbres et arbustes

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Kc ini pour les rizières

Kc mid 

Les climats plus arides et les conditions de plus grande vitesse du vent auront des valeurs plus élevées pour Kcmid. Les climats plus humides et les conditions de vitesse inférieure du vent auront des valeurs inférieures pour Kcmid.

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Pour l'ajustement spécifique dans les climats où RHmin diffère de 45% ou où u2 est plus grand ou plus petit que 2,0 m /s, les valeurs moyennes de Kc du tableau sont ajustées comme suit:

Kc end 

Les valeurs indiquées pour Kc fin reflètent les pratiques de gestion des cultures et de l'eau propres à ces cultures. Si la culture est irriguée fréquemment jusqu'à ce que la récolte soit fraîche, la couche superficielle du sol reste humide et la valeur finale de Kc sera relativement élevée. D'autre part, les cultures qui sont autorisées à senescèrer et à sécher dans le champ avant la récolte reçoivent moins

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L'irrigation fréquente ou pas d'irrigation du tout au cours de la fin de la saison. Par conséquent, à la fois la surface du sol et la végétation sont sèches et la valeur de Kc fin sera relativement faible

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Aucun ajustement n'est effectué lorsque Kc end (Tableau)