Implantation du quinoa et simulation de sa culture sur l'altiplano bolivien

Quinoa establishment and simulation of its culture on the bolivian altiplano

• Auteur / Autrice : Sophie Lebonvallet
• Direction : Nadine Brisson
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Agronomie
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris, AgroParisTech

Mots clés

Mots clés contrôlés

Climat

Modèles mathématiques

Systèmes de culture

Altiplano (Bolivie ; plateau)

Quinoa

Mots clés libres

Stics

Résumé

Le quinoa est une pseudocéréale d'Amérique du Sud, cultivé essentiellement en région andine sur les Altiplanos boliviens et péruviens. Aujourd'hui, environ 25 000 tonnes sont produites annuellement en Bolivie, qui est devenu le premier exportateur mondial. Toutefois, l'Altiplano bolivien, d'altitude moyenne 3800m, est un milieu difficile, où les risques élevés de sécheresse et de gel pendant le cycle de culture sont à l’origine de rendements agricoles faibles et très variables. Ces conditions climatiques limitantes font de la germination et de la levée la principale phase critique de la culture du quinoa. Ce travail a eu comme objectif l’analyse de ces questions par modélisation, par le biais de l’adaptation d’un modèle générique de fonctionnement des cultures, STICS, au quinoa dans les conditions climatiques et culturales de l’Altiplano bolivien. Pour cela, des jeux de données ont été constitués grâce à des expérimentations en trois sites répartis du Nord au Sud de l’Altiplano. Dans un premier temps, l’implantation de la culture a été étudiée seule, par expérimentation numérique en testant différents itinéraires techniques. Le deuxième temps a consisté en la calibration du modèle pour le quinoa. Après analyse des formalismes existants et détermination du besoin d’ajouts ou de modifications de formalismes, les paramètres ont été déterminés. Les résultats obtenus s’avèrent assez satisfaisants. Enfin, dans un troisième temps, l’impact des techniques d’implantation sur le rendement a été testé. Différentes successions culturales ont également été simulées, afin de voir leur influence sur l’état hydrique et azoté du sol et sur l’implantation et le rendement de la culture.

Quinoa is a pseudocereal of South America, grown mainly in the Andean region on the Bolivian and Peruvian Altiplanos. Today, about 25000 tons are produced annually in Bolivia, which became the first exporter in the world. However, the Bolivian Altiplano, which has an average altitude of 3800m, is a difficult environment, where the risks of drought and frost during the crop cycle are very important and provoke low crop yields, highly variable from one year to the other. Because of these limiting climatic conditions, germination and emergence are the main critical phases of the culture of quinoa. The objective of this work was to study those phenomenons by modeling, through the adaptation of a generic crop model, STICS, to quinoa and climatic and cropping conditions of the Bolivian Altiplano. Data sets were formed through experiments in three sites from north to south of the Altiplano. At first, crop establishment was studied alone, by a numerical experimentation testing various cultural practices. This experiment aimed at seeing the adaptation of the culture system that could optimize the short period available for sowing and emergence. In a second stage, the crop cycle has been considered as a whole. The methodology used consisted in analyzing the existing formalisms and determining of the need for new formalisms or modifications, in order to improve the description of quinoa on the Altiplano. Then, the parameters were set, based on experimental measurements, bibliography or optimization. The results prove to be quite satisfying. Finally, in the third stage, the impact of implantation techniques on the yield was tested. Quinoa has also been considered in rotation systems. Different rotations were simulated (fallow-quinoa, fallow-fallow-quinoa, or quinoa-quinoa) to see their influence on the water and nitrogen soil balance, crop establishment and crop yield. This work will be used in a study of sustainability in the Intersalar area with a spatialisation of the model by remote sensing data.