Le ray-grass vivace est largement utilisé pour le pâturage et le foin dans la production ovine, laitière et bovine. La modélisation est en mesure d'aider les agriculteurs à choisir le meilleur moment pour récolter et/ou permettre le pâturage afin de maximiser la digestibilité, le rendement et la repousse annuelle. Ces caractéristiques dépendent du stade de développement lors de l'extraction de la biomasse, qui est régulé par les conditions climatiques et la variation génétique.
La modélisation informatique peut nous aider à comprendre et à prédire la phénologie des graminées vivaces pour une gestion optimale.
Simon Rouet, doctorant en agronomie à l'Institut national de l'agriculture, de l'alimentation et de l'environnement (INRAE), et coauteurs présenter un modèle végétal fonctionnel-structurel qui représente le développement des graminées vivaces dans un nouvel article publié dans in silico Végétaux. Le modèle L-GrassF est une extension du modèle existant L-herbe.
Le nouveau modèle inclut les interactions entre le développement reproducteur et végétatif pour chaque talle individuelle, plutôt que le développement végétatif uniquement. Le stade végétatif de l'ivraie vivace est marqué par l'apparition et l'allongement des feuilles et le tallage. Le développement reproducteur se produit après deux phases d'induction florale, qui déclenchent la transition florale de l'apex et, finalement, la production d'entre-nœuds et d'épis, et l'épiaison des talles individuelles. L'une des principales caractéristiques de la gestion des prairies est leur coupe fréquente, qui a également été incluse dans le modèle.
Les auteurs ont évalué le modèle à l'aide d'un ensemble de données qui décrit la date d'épiaison de 7 cultivars de ray-grass vivace pour 6 localités sur 14 ans. Les données météorologiques pour ces lieux et ces années ont également été introduites dans le modèle. A partir des interactions entre le développement végétatif et reproducteur, L-GrassF a pu simuler avec précision la date d'épiaison des cultivars.
« La modélisation explicite des effets de la température et de la photopériode est cruciale pour considérer les effets du changement climatique sur la phénologie des graminées vivaces. En effet, des combinaisons originales de ces variables climatiques sont envisagées, invalidant potentiellement les méthodes de prédiction empiriques actuelles », explique Rouet.
Les auteurs ont effectué une analyse de sensibilité pour déterminer quels paramètres contrôlaient le plus la date d'épiaison. Il s'agissait du taux d'apparition et d'allongement des feuilles pendant les phases végétatives et reproductives, ainsi que du taux d'induction secondaire.
Étant donné que la croissance végétative des talles s'arrête au moment de l'épiaison, l'inclusion du développement reproducteur dans le modèle a permis aux auteurs d'estimer la surface foliaire récoltable tout au long de la saison pour plusieurs cultivars et sous différentes précipitations et températures saisonnières.
Rouet conclut : "En plus des utilisations potentielles de L-GrassF pour prédire les effets du changement climatique, la prise en compte de la morphogenèse et du tallage des talles individuelles par le modèle ouvre la voie à la compréhension de la dynamique saisonnière de la population de talles dans les prairies et à l'évaluation de leur pérennité. »
LIRE L'ARTICLE:
Simon Rouet, Jean-Louis Durand, Denis Leclercq, Marie-Hélène Bernicot, Didier Combes, Abraham Escobar-Gutierrez, Romain Barillot, L-GrassF : un modèle fonctionnel-structural et phénologique de Lolium perenne intégrant morphogénèse végétale et développement reproducteur, in silico Plants, 2022 ;, diac012, https://doi.org/10.1093/insilicoplants/diac012
Le code pour L-GrassF est disponible gratuitement sur https://github.com/openalea-incubator/lgrass, et publié sous une licence CecILL-C. L'archive du code utilisé pour générer les présents résultats est disponible sur 10.5281 / zenodo.5116065.
