Modelling energy can growth in contrasting environments: calibration and validation

Martiné Jean-François, Poser Christophe, Roussel Camille, Gérardeaux Edward, Chopart Jean-Louis. 2016. Modelling energy can growth in contrasting environments: calibration and validation. In : Proceedings of the 29th Congress of the International Society of Sugar Cane Technologists. Chiang Mai : ISSCT, 1268-1277. ISSCT Congress. 29, Chiang Mai, Thaïlande, 5 Décembre 2016/8 Décembre 2016.

Titre français : Modélisation de la croissance de la canne énergie sous des climats contrastes : calibration et validation / Titre espagnol : Modelización del crecimiento de caña energética en ambientes contrastantes : calibración y validación

Résumé : Given the worldwide increase in energy demand and its high biomass potential, sugarcane is more and more valued as an energy crop. To cope with this demand, sugarcane needs adapted cropping systems, including cultivars, and requires decision tools such as crop growth models fitted onto energy outputs (aerial dry biomass) from appropriate cultivars. To investigate biomass-energy potentialities and adapt the cane crop growth model Mosicas, experiments comparing the same energy canes cultivars from WICSCBS (Barbados) against local check cultivars were conducted on plant crops in two experiments in two contrasting sites in Réunion (Indian Ocean) and in three experiments at one site in Guadeloupe (Caribbean). Dry biomass and water content were monitored on subplots to determine biomass potentialities and select the best cultivars. Together, the plant-crop results of the two sites in Réunion were used to calibrate two variables in Mosicas: aerial dry biomass and water content. Plant-crop results from Guadeloupe were used to evaluate the model on those two variables. At the three sites, the different temperatures, radiation and rainfall patterns lead to different dynamics of cane water content and dry biomasses and production of 75 t cane/ ha. At the two sites in Réunion, using four and three parameters, respectively, for dry biomass and water content calculations, Mosicas predicts those two variables fairly well with respective root mean square errors (rmse) of 2 to 3.6 t/ha and l.1 to 1.9% according to cultivars. In Guadeloupe, the model fitted in Réunion predicted reasonably well dry biomass and partially the water content. When only the parameter values are fitted and empirical water content process are added, the modified Mosicas model predicts very different biomass dynamics and cultivar ranks. Given this, Mosicas could be used as decision-making tool to optimize energy production strategies using long-term climate data or future weather scenarios.

Résumé (autre langue) : Etant donné la croissance mondiale de la demande en énergie et son potentiel de production élevé, la canne à sucre est de plus en plus valorisée comme culture énergétique. Pour faire face à cette demande énergétique croissante, des systèmes de culture et des outils d'aide à la décision adaptés à la production d'énergie sont nécessaires. Parmi les outils d'aide à la décision, les modèles de croissance doivent être ajustés pour des productions énergétiques (biomasse aérienne) sur des cultivars appropriés. Afin d'examiner les potentialités de la biomasse énergie et d'adapter le modèle de croissance Mosicas, des expérimentations comparant les mêmes cultivars de canne énergie de WICSCBS (Barbados) avec des cultivars locaux de canne à sucre ont été conduits en vierge sur deux expérimentations dans deux sites contrastés de la Réunion (Ocean Indien) et sur trois expérimentations sur un site de Guadeloupe (Antilles Françaises). La matière sèche aérienne et sa teneur en eau ont été mesurées à plusieurs dates afin de déterminer les potentialités en biomasse et les meilleurs cultivars. Les résultats des deux sites de la Réunion furent utilisées pour caler le matière sèche aérienne la teneur en eau. Les résultats des tr ois essais du site de la Guadeloupe furent utilisés pour valider Mosicas sur ces deux variables. Sur les trois sites les profils thermoradiatifs et hydriques différents montrent des dynamiques différentes de teneur en eau et biomasses atteignant 75 t/ha de matière sèche. Sur les deux sites de la Réunion, en utilisant respectivement quatre et trois paramètres pour calculer la matière sèche aérienne et la teneur en eau, Mosicas prédit relative ment bien ces deux variables avec des erreurs (rmse) de 2 à 3.6 t/ha et 1.1 à 1.9% selon les cultivars. En Guadeloupe, le modèle calé à la Réunion, a prédit assez bien la biomasse sèche et partiellement sa teneur en eau. Ainsi, avec peu de par a mètres calés et le processus de calcul de teneur en eau ajouté, le modèle Mosicas modifié prédit des dynamiques de biomasse très différentes ainsi que les différences variétales. Le modèle croissance peut ainsi être utilise comme outil d'aide à la décision pour optimiser des stratégies de production de biomasse énergie en utilisant des historiques climatiques ou de futurs scénarios climatiques.

Classification Agris : F62 - Physiologie végétale - Croissance et développement
P06 - Sources d'énergie renouvelable

Auteurs et affiliations

• Martiné Jean-François, CIRAD-PERSYST-UPR AIDA (FRA)
• Poser Christophe, CIRAD-PERSYST-UPR AIDA (REU)
• Roussel Camille, eRcane (REU)
• Gérardeaux Edward, CIRAD-PERSYST-UPR AIDA (FRA) ORCID: 0000-0003-1487-4887
• Chopart Jean-Louis, CIRAD-PERSYST-UPR AIDA (FRA)

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/582778/)

Métriques

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