La détection des plantes cultivées pour une meilleure résistance au climat
L’amélioration du rendement hydraulique d’une irrigation est un défi majeur pour l’agriculture, essentiel pour maintenir les rendements des cultures, répondre aux demandes de production alimentaire d’une population croissante et soutenir les moyens de subsistance de l’être humain dans des conditions climatiques de plus en plus difficiles. En s’appuyant sur des technologies de pointe, le projet SenseFuture, financé par l’UE, a permis de mieux comprendre comment la gestion des cultures influence la dynamique de l’eau dans le sol et optimise l’apport d’eau aux plantes, en particulier dans les couches profondes du sol. Réalisé avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, SenseFuture a utilisé un large éventail de techniques de détection à plusieurs échelles, notamment des véhicules aériens sans pilote (UAV), des capteurs de couvert proximale et l’imagerie des racines des plantes pour surveiller le rendement hydraulique d’une irrigation sur de vastes zones de terrain, parallèlement au traitement et à l’analyse des données pilotés par l’IA. «L’intégration de technologies avancées a permis de mieux comprendre les interactions entre les plantes et le sol, et de découvrir comment une nouvelle agronomie améliore le rendement hydraulique d’une irrigation dans des conditions climatiques variables», déclare Eusun Han, coordinateur du projet SenseFuture.
Tirer parti de la haute technologie
Une gamme variée de capteurs a capturé des images à haute résolution et des données en temps réel pour révéler l’état hydrique des plantes. Les chercheurs ont ainsi pu évaluer l’influence des différentes stratégies de gestion des cultures sur le rendement hydraulique d’une irrigation au niveau de l’exploitation. La recherche a été menée en Australie et au Danemark. Compte tenu des conditions météorologiques très variables, SenseFuture a également utilisé des capteurs thermiques au sol, qui sont plus fiables dans des conditions telles qu’un ciel couvert ou une chaleur extrême. En outre, les outils pilotés par l’IA, tels que le logiciel RootPainter, ont considérablement accéléré le phénotypage des racines des plantes: le processus d’analyse et de mesure des caractéristiques des racines, telles que les schémas de croissance, la structure et la réponse aux conditions environnementales. Cela a permis au projet de recueillir des données plus précises et plus détaillées sur les interactions complexes entre les plantes et le sol en moins de temps que les méthodes traditionnelles.
Stratégies innovantes de résistance à la sécheresse
Grâce à ses approches innovantes, SenseFuture a découvert que l’élimination d’une partie du couvert végétal aide les cultures à survivre à la sécheresse en réduisant la transpiration. Cette stratégie permet de conserver l’humidité du sol lorsque la demande en eau est plus faible, et de la préserver pour les étapes critiques telles que le remplissage des grains, lorsque l’eau est la plus nécessaire. «Cette approche optimise essentiellement le moment de l’utilisation de l’eau par les cultures, en tirant parti de leur capacité à développer des racines plus profondes malgré la perte de couvert», affirme Eusun Han. Une autre stratégie efficace identifiée par SenseFuture est la culture à double usage, où les cultures sont utilisées à la fois pour le pâturage et la production de céréales. Le projet a prouvé que le succès de cette approche dépendait fortement de la saison, en particulier des niveaux de précipitations. Pendant les saisons sèches, elle sert de filet de sécurité en générant deux sources de revenus agricoles tout en réduisant le risque de mauvaises récoltes grâce à l’utilisation différée de l’eau. «La double culture peut être une stratégie efficace pour améliorer l’efficacité de l’utilisation des ressources et la résistance des cultures, en particulier dans les zones sujettes à la sécheresse», ajoute Eusun Han. Ces méthodes peuvent avoir des applications plus larges dans différents systèmes de culture. Si le blé et le colza ont bien réagi à ces pratiques de gestion en Australie, des approches similaires pourraient également être appliquées aux systèmes de cultures pérennes dans l’hémisphère nord.
De meilleures prévisions grâce aux données, de meilleures décisions pour les agriculteurs
Les résultats de SenseFuture marquent une étape importante dans l’amélioration des pratiques agricoles et sont prêts à influencer les décisions futures en matière d’agriculture. Par exemple, des informations précieuses sur le comportement des plantes — en particulier les réactions souterraines à la défoliation — seront cruciales pour affiner les stratégies de culture à double usage, optimiser le calendrier de pâturage et mettre au point des cultivars dont les racines et les pousses se rétablissent plus rapidement. En outre, les pipelines innovants de phénotypage des plantes basés sur les données et validés au cours du projet aideront les chercheurs à développer des cultures résistantes pour les climats futurs. Les prochaines étapes de l’application de ces résultats dans des contextes agricoles pratiques comprennent l’élaboration de modèles prédictifs pour le rendement hydraulique d’une irrigation et l’optimisation des ressources. «En affinant ces prédictions, nous pouvons fournir aux agriculteurs des informations plus précises et exploitables en temps réel, ce qui les aidera à prendre de meilleures décisions en matière d’investissement dans les ressources afin d’obtenir un rendement plus élevé tout en réduisant les risques face à l’aggravation du changement climatique», explique Eusun Han. L’intégration de données provenant de divers capteurs et l’exploitation d’outils pilotés par l’IA dans les systèmes d’aide à la décision pourraient encore faire progresser l’agriculture numérique. Cela permettrait une surveillance, une visualisation et une gestion plus précises des systèmes agricoles, ce qui favoriserait des pratiques durables et résilientes et améliorerait le fonctionnement quotidien des exploitations.
Mots‑clés
SenseFuture, rendement hydraulique d’une irrigation, drones, IA, cultures à double usage, agriculture durable, véhicules aériens sans pilote
