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«The European Grain Legume Dataset » : un jeu de données expérimentales pour prédire le rendement des légumineuses à graines en Europe. 3e Rencontres Francophones Des Légumineuses.

Antichi D.
Primo
;Tramacere L. G.;Pampana S.;
2021-01-01
2021
En raison des nombreux services agronomiques, environnementaux et nutritionnels qu’elles fournissent, l’augmentation des surfaces cultivées en légumineuses est souvent proposée comme un levier incontournable de la transition agroécologique. Cependant, malgré des politiques publiques européennes et nationales de soutien aux légumineuses, leur superficie reste inférieure à 5% des surfaces agricoles de l’Union Européenne (UE) en 2018 (FAOSTAT, 2020). De nombreux facteurs d’ordre socio-économique et agronomique expliquent cette situation (Magrini et al. 2016 ; Zander et al. 2016). Au niveau agronomique, la forte instabilité des rendements des légumineuses a été identifiée comme un point clé (Cernay et al. 2015). Dans l’objectif d’accompagner le développement des légumineuses à l’échelle de l’UE, l’identification des zones favorables à leur culture, c’est-à-dire des régions où il est possible d’atteindre des rendements élevés et stables, apparaît donc essentielle. Or, si une première identification des zones favorables pour le soja (Glycine max) en Europe a été réalisée (Guilpart et al. 2020), cette information n’est pas disponible pour plusieurs espèces de légumineuses. De plus, ces travaux ont montré l’importance d’utiliser des données collectées en Europe pour identifier les zones favorables de manière robuste. Or, les bases de données disponibles actuellement pour les légumineuses (à l’échelle mondiale ou Européenne) contiennent peu de données localisées en Europe. Pour combler ce manque, nous avons développé une base de données nommée « European Grain Legume Dataset v.1 », dans le cadre du projet Européen H2020 LegValue. Combiné à l’utilisation de données pédo- climatiques et de techniques de machine learning (Guilpart et al. 2020), ce jeu données permettra d’identifier les zones favorables à la culture des légumineuses à graines à l’échelle de l’UE. Ce jeu de données concerne les 5 espèces de légumineuses à graines les plus cultivées en Europe : le soja (Glycine max), le pois (Pisum sativum), la féverole (Vicia faba), le pois chiche (Cicer arietinum) et la lentille (Lens culinaris), et a été constitué à partir de : (i) la base de données mondiale de Cernay et al. (2016), (ii) des articles scientifiques publiés dans des revues internationales, (iii) des données provenant du projet européen LEGATO, (iv) des données non publiées fournies par les partenaires du projet LegValue. Les données collectées correspondent à des expérimentations au champ. Cette approche a permis de collecter des données dans des zones où la culture commerciale des légumineuses est faible, voire inexistante. Le jeu de données contient actuellement 5244 entrées. Chaque entrée correspond à une mesure de rendement d’une légumineuse, associée à plusieurs informations : localisation de l’expérimentation, types de sol et de climat, pratiques agricoles (e.g. dates de semis et de récolte, densité de semis, variété, travail du sol, irrigation, fertilisation, utilisation de pesticides). Au total, 22 pays de l’UE sont représentés, couvrant une large gamme de pédoclimats allant du Sud (Espagne) au Nord (Finlande), et de l’Est (Roumanie) à l'Ouest (France, Royaume-Uni). Une première modélisation du rendement des légumineuses en fonction de variables climatiques mensuelles (température minimum et maximum, rayonnement et précipitation) entre le semis et la récolte a été réalisée avec l’algorithme de machine learning Random Forest. Les résultats sont très satisfaisants pour le soja, la féverole de printemps, la lentille (printemps et hiver) et le pois chiche d’hiver (r2 entre 0.7 et 0.9 en validation croisée). Ils sont moins satisfaisants pour la féverole d’hiver, le pois (hiver et printemps) et le pois chiche de printemps (r2 entre 0.4 et 0.6 en validation croisée). Ces modèles ont ensuite été utilisés pour réaliser des projections de rendement (2000-2020) pour les 5 légumineuses considérées sur l’ensemble de la surface agricole Européenne, permettant ainsi d’identifier les zones favorables à leur culture d’un point de vue climatique.
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/11568/1241933
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