Etude floristique de Brachiaria sp., Chloris Pennisetum Purpureum

Projet, rapport de stage, et mémoire de fin d’études ETUDE FLORISTIQUE DE Brachiaria sp., Chloris Pennisetum purpureum ET ELABORATION D’UN MODÈLE D’ESTIMATION DE LEUR PRODUCTIVITÉ PAR TÉLÉDÉTECTION en PDF

HYPOTHÈSES

Hypothèse 1 : La hauteur de l’herbe est un bon indicateur pour estimer le rendement en phytomasse aérienne des fourrages.

La partie aérienne des plantes est constituée de tiges, de feuilles et de fleurs ou épis. Lors de la phase végétative, la plante produit plus de feuilles que de tiges (Barbet-Massin et al., 2008). Pendant cette phase, la photosynthèse est accrue et il existe une meilleure captation de la source d’énergie par les feuilles. Durant la phase de reproduction, toute l’énergie produite par la plante se dirige vers la production de graines. La tige doit se renforcer pour supporter les feuilles, les épis et les graines de la plante. La plupart des plantes fourragères, particulièrement les grandes graminées ont un développement vertical. Elles s’accroissent en hauteur et la quantité de phytomasse épigée augmente durant le stade de développement. Après une exploitation des fourrages, c’est-à-dire après une fauche ou une pâture, les herbes résiduelles sont pratiquement à ras du sol et la quantité de phytomasses disponible diminue. Nous supposons alors que la hauteur de la plante peut être un bon indicateur pour estimer la productivité de phytomasse épigée disponible au niveau de la parcelle.

Hypothèse 2 : Les indices de végétation normalisés mesurés par imagerie satellitaire sont des outils efficaces pour estimer les paramètres agronomiques de productivité des fourrages : hauteur et rendement.

L’indice de végétation normalisé ou NDVI permet d’estimer diverses propriétés biophysiques liées directement à la productivité primaire et à la biomasse (Tucker et al. 1985 ; Paruelo et al. 2000). Plusieurs recherches ont été conduites pour étudier l’indice NDVI comme un indicateur de croissance de la végétation. La reussite de l’exploitation de ces indices repose sur plusieurs facteurs clés comme l’existence d’une couverture suffisante de végétation sur le terrain, les limites d’ennuagement, etc.

Dans les conditions climatiques existant au niveau de la région de Vakinankaratra, tenant compte des limites tolérables d’ennuagement et d’autres facteurs liés au capteur du satellite, nous supposons que les indices NDVI pourront être un outil efficace pour estimer les productivités des cultures fourragères. Cette hypothèse stipule alors que les indices de végétation sont correlés avec le rendement et la hauteur des fourrages.

Hypothèse 3 : Le stade phenologique intervient dans la productivité des fourrages et les indices de végétation normalisés.

La productivité des plantes varie selon plusieurs facteurs comme la variété, le stade phenologique, la disponibilité en eau et en éléments minéraux, le rayonnement et la durée du jour, la température, etc.

La relation entre la biodisponibilité des plantes et son stade phenologique peut être représentée selon une courbe en cloche : pendant la phase de début ou reprise de croissance (phase végétative), la productivité de phytomasse et la capacité de la plante à recouvrir la parcelle sont encore peu importantes. Cette productivité augmente au fur et à mesure que la plante poursuit sa croissance et atteint un pic au moment de la floraison. Pendant cette phase, le taux de recouvrement du sol est important. L’activité chlorophyllienne des végétaux cesse également à partir de la floraison.

MÉTHODES

Choix des parcelles d’expérimentation

Sept parcelles ont été choisies au sein des stations de FIFAMANOR situées à Andranomanelatra, Tombontsoa Antsirabe et en milieu paysan, au sein de trois Communes dont Antsirabe ville, Antsoantany et Ampitatafika. Les critères de sélection de ces parcelles ont été basés sur (i) la facilité d’accès ; (ii) la présence d’espèces fourragères ; (iii) la disponibilité des informations sur les pratiques culturales, etc. (iv) une superficie exploitable supérieure à 40 m * 40 m. Concernant ce dernier critère, étant donné que la résolution spatiale des capteurs satellitaires SPOT 5 est de 10 m * 10 m et que le GPS utilisé comporte une erreur maximale de 15 à 20 m, l’étude doit être faite au niveau d’une zone fonctionnelle délimitée à 20 m de chaque bordure de la parcelle.

Mesures relatives aux biomasses aériennes

Plan d’échantillonnage

Selon la taille de la parcelle, cinq à six placettes carrées de 0,5 m de côté ont été choisies pour prélever des échantillons de fourrage. La sélection de ces placettes d’échantillonnage a été faite par une lancée d’une cadre en bois à l’intérieur de la zone fonctionnelle de la parcelle (cf. §II 3.1), d’une manière raisonnée. En effet, chaque placette a été choisie de façon à ce qu’elle soit homogène et représentative de la variabilité observée dans chaque pixel de 10 m * 10 m au niveau de la parcelle fourragère (densité, hauteur, enherbement, composition, coloration, humidité, type de sol, etc.). A chaque descente sur le terrain, les coordonnées géographiques des carrés d’échantillonnage ont été relevées par GPS (Global Positioning System) pour faciliter leur suivi lors des séries de descentes espacées de 14 jours.

Prélèvement d’échantillons et mesures des biomasses

Des prélèvements de biomasse aérienne au niveau de chaque placette ont été réalisés au mois de février jusqu’au début avril 2014. Plusieurs paramètres ont été mesurés, calculés et observés durant cette descente.

Les paramètres mesurés :
Les mesures effectuées sur les échantillons recensés dans chaque placette ont été:

Poids frais
Il s’agit du poids de la phytomasse épigée, obtenue après coupe puis pesage des fourrages se trouvant dans la placette. Les pesées ont été faites immédiatement sur les lieux de récolte, après la disparition des rosées, s’assurant que l’herbe est bien sèche. Les coupes des fourrages ont été faites à 5 cm audessus du sol et tous les organes aériens ont été pesés (tiges, feuilles et organes reproducteurs). Il faut aussi noter que la pesée a été précédée d’un triage en cas de la présence de deux ou plusieurs espèces différentes au niveau de la placette, comme le cas des adventices. Ce triage a été fait dans le but de reconnaître avec exactitude les paramètres agronomiques (rendement et hauteur) des espèces fourragères principales et le niveau d’enherbement de la parcelle qui pourrait conditionner les relations avec les indices NDVI.

Après leur pesage, les fourrages coupés au niveau de chaque placette ont été mis dans une voile de toile munie d’une étiquette d’identification de l’échantillon. Ils ont été transportés au laboratoire de nutrition animale de FIFAMANOR en vue de l’analyse de la matière sèche. Dans le cas où la quantité d’herbe coupée dans la placette a été inférieure à 500 g, comme le cas d’une herbe fauchée récemment, elle a été ajoutée puis pesée avec l’herbe coupée autour de la placette. Les échantillons ont été séchés rapidement à l’étuve dès que possible pour éviter la poursuite des fonctions vitales qui peuvent aboutir à des modifications pondérales (Gounot, 1969). Par contre, s’il est impossible de faire un séchage immédiat, les échantillons ont été congelés puis décongelés avant le passage à l’étuve.

Table des matières

REMERCIEMENTS
PRESENTATION DU PROJET ET LES PARTENAIRES
I. Projet BIOVA
II. L’organisme d’accueil
RÉSUMÉ
ABSTRACT
FAMINTINANA
TABLE DES MATIÈRES
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES FIGURES
LISTE DES ÉQUATIONS
LISTE DES ABRÉVIATIONS
GLOSSAIRE
INTRODUCTION
MÉTHODOLOGIE
I. PROBLÉMATIQUE, HYPOTHÈSES ET OBJECTIFS
I.1. Problématique
I.2. Hypothèses
I.3. Objectifs
II. MATÉRIELS ET MÉTHODES
II.1. Description de la zone d’étude
II.2. Matériels
II.3. Méthodes
RÉSULTATS
I. CARACTÉRISTIQUES DES PARCELLES FOURRAGÈRES
I.1. Surface des parcelles fourragères
I.2. Pratiques culturales
II. INVENTAIRE FLORISTIQUE DES ESPECES FOURRAGERES
II.1. Richesse spécifique, taux de recouvrement et abondance
II.2. Abondance-dominance de Braun-Blanquet
II.3. Structure verticale de la végétation
III. LES PARAMÈTRES AGRONOMIQUES DE CHAQUE ESPÈCE FOURRAGÈRE
III.1. Rendement en vert des fourrages
III.2. Rendement en MS des fourrages
III.3. Hauteur de l’herbe
IV. RELATION ENTRE LES PARAMETRES AGRONOMIQUES
V. VALEURS DE NDVI CALCULÉES
VI. RELATION ENTRE NDVI ET LES PARAMÈTRES AGRONOMIQUES
VI.1. Relation entre hauteur et NDVI
VI.2. Relation entre rendement en vert et NDVI
VI.3. Relation entre rendement en MS et NDVI
VII. VALIDATION DU MODÈLE RENDEMENT EN MV ET NDVI
VIII. RELATION ENTRE LE STADE PHENOLOGIQUE DES PLANTES, RENDEMENT, HAUTEUR ET NDVI
VIII.1. Brachiaria sp.
VIII.2. Chloris gayana
VIII.3. Pennisetum purpureum
IX. CARTOGRAPHIE DE LA PRODUCTION INSTANTANÉE DE BIOMASSE
DISCUSSIONS
I. Les pratiques recensées sur les cultures fourragères : un grand investissement, raisonné par les objectifs de production
II. Caractérisation floristique des parcelles : une prolifération des adventices malgré l’abondance et dominance des espèces fourragères
III. Les paramètres agronomiques de productivité
IV. Estimation de la productivité des fourrages par des méthodes indirectes non-destructives
IV.1. Relation linéaire entre hauteur et rendement en vert IV.2. Relation entre NDVI et les paramètres agronomiques de productivité
IV.3. Condition d’utilisation du modèle entre NDVI et rendement en vert
IV.4. Relation entre le stade phenologique des plantes, NDVI et production de biomasse
V. Discussions sur les hypothèses
VI. Recommandations et perspectives de recherches complémentaires
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES
I. Caractéristiques des fourrages étudiés
I.1. Brachiaria sp.
I.2. Chloris gayana
I.3. Pennisetum purpureum
II. Principaux stades de développement des graminées fourragères
III. Photos et illustrations
IV. La télédétection
V. Les indices de végétation
VI. Caractéristiques de la région de Vakinankaratra
VI.1. Hydrologie
VI.2. Pédologie
VI.3. Cadre biologique
VI.4. Cadre humain et socio-économique
VII. Données météorologiques durant 11 ans obtenus auprès de la station Andranomanelatra
VIII. Fiche de relevés sur terrain
IX. Principaux résultats de l’AFCM

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