Modelling the annual yield variability in sugarcane in Réunion

Christina Mathias, Le Mézo Lionel, Mézino Mickaël, Barau Laurent, Tendero Agnès, Auzoux Sandrine, Todoroff Pierre. 2019. Modelling the annual yield variability in sugarcane in Réunion. In : Proceedings of the XXX International Society of Sugar Cane Technologists Congress. ISSCT. Tucuman : ISSCT, 393-401. ISBN 978-616-92761-0-4 ISSCT Congress. 30, Tucuman, Argentine, 2 Septembre 2019/5 Septembre 2019.

Url - jeu de données - Dataverse Cirad : https://doi.org/10.18167/DVN1/1GCL8F

Résumé : Sugarcane yield is influenced by many abiotic factors such as radiation, temperature, water availability and crop management. In order to understand the variability of cane yield over years and to help improve management, it is necessary to disentangle the different factors. In this study, we used a modelling approach to quantify the annual variability of cane yield in Réunion over 16 years and compared it to cane yield obtained by sugar companies. Réunion presents contrasting climates with both irrigated and rainfed areas. We used the growth model MOSICAS, combined with spatial databases (sugarcane field boundaries, soil type, meteorological data, irrigation management), to predict cane yield at field and regional scales under two scenarios: a non-water stress scenario and a scenario under standard water availability (rainfed or irrigated). The average yield gap (i.e. difference between potential cane yield and actual yield) across Réunion was 95 t/ha, of which 52% was due to water deficit. A minor proportion (<5%) of cane yield variability over years could be explained by global radiation and temperature variability, while water deficit explained up to ~25% of temporal sugarcane variability. On the contrary, spatial cane yield variability across Réunion was strongly influenced by cane cultivar (20%) and global radiation (15%). Nevertheless, a large part of the yield gap resulted from factors not taken into account in our modelling approach (e.g. fertilization practices, weed pressure or extreme events such as storms). This study highlights water deficit as a primary climatic limiting factor to yield gap in both irrigated and rainfed areas. Nevertheless, the yield gap due to crop management has to be further investigated to better understand the main causes of limited cane yield.

Résumé (autre langue) : Le rendement de la canne à sucre est influencé par de nombreux facteurs abiotiques tels que le rayonnement, la température, la disponibilité en eau ou la gestion des cultures. Afin de comprendre la variabilité du rendement de la canne au fil des ans et d'aider à améliorer la gestion, il est nécessaire de démêler les différents facteurs. Dans cette étude, nous avons utilisé une approche de modélisation pour quantifier la variabilité annuelle du rendement de la canne à la Réunion sur 16 ans et l'avons comparée au rendement obtenu par les entreprises sucrières. La Réunion présente des climats contrastés avec des zones irriguées et pluviales. Nous avons utilisé le modèle de croissance MOSICAS, combiné à des bases de données spatiales (limite des champs de canne à sucre, type de sol, données météorologiques, gestion de l'irrigation), pour prédire le rendement de la canne à sucre à l'échelle du champ et à l'échelle de bassins agricoles selon deux scénarios : un scénario de stress non hydrique et un scénario de disponibilité standard en eau (pluviale ou irrigué). L'écart de rendement moyen (différence entre le rendement potentiel et le rendement réel) de la canne à sucre à la Réunion est de 95 t/ha, dont 52% est dû au déficit en eau. Une faible proportion (<5%) de la variabilité temporelle des rendements de canne est expliquée par la variabilité du rayonnement global et de la température, tandis que le déficit en eau a expliqué jusqu'à ~25% de la variabilité temporelle de la production de canne. Au contraire, la variabilité spatiale du rendement de canne à la Réunion a été fortement influencée par la variété de cannes (20%) et le rayonnement global (15%). Néanmoins, une grande partie de l'écart de rendement résulte de facteurs non pris en compte dans notre approche de modélisation (comme les pratiques de fertilisation, la pression des mauvaises herbes ou les événements extrêmes comme les tempêtes). Cette étude met en évidence le déficit en eau comme l'un des principaux facteurs climatiques limitant l'écart de rendement dans les zones irriguées et pluviales. Néanmoins, l'écart de rendement dû à la gestion des cultures doit faire l'objet d'une étude plus approfondie afin de mieux comprendre les principales causes du rendement limité de la canne à sucre.

Auteurs et affiliations

• Christina Mathias, CIRAD-PERSYST-UPR AIDA (REU) ORCID: 0000-0003-3618-756X
• Le Mézo Lionel, CIRAD-PERSYST-UPR AIDA (REU)
• Mézino Mickaël, CIRAD-PERSYST-UPR AIDA (REU) ORCID: 0000-0002-5936-8104
• Barau Laurent, eRcane (REU)
• Tendero Agnès, CIRAD-PERSYST-UPR AIDA (REU)
• Auzoux Sandrine, CIRAD-PERSYST-UPR AIDA (REU) ORCID: 0000-0002-8764-8672
• Todoroff Pierre, CIRAD-PERSYST-UPR AIDA (REU)

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/593441/)

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