Le champ D, situé au Sud-Est du Québec, présente une topographie et une granulométrie variable. La rotation des cultures est de trois ans de foin de luzerne suivis de maïs - soja - culture semencière d=orge - maïs. Le champ a reçu entre 30 à 40 t/ha de fumier d=étable à l=automne 1996, avant la première culture du maïs. Les autres pratiques de gestion sont présentées au Tableau 1. Le champ de 6 ha fut échantillonné sur une grille de 40 x 40 m, soit 80 échantillons de sol géo-référenciés. La densité d=échantillonnage fut donc de 13 échantillons à l=hectare comparé à 1 à l=hectare pour les grilles d=échantillonnage commerciales. La distribution mensuelle de précipitation pour 1997-1999 est présentée au Tableau 2. Le printemps des années 1998 et 1999 fut plus sec qu=à la normale, ce qui a pu gêner la germination des graines et influencer le rendement final. Les cartes de rendement du soja et de l'orge ont montré des secteurs de rendement élevés ou bas. En 1997, les mois de mai et juin furent moins pluvieux que la normale, tandis qu=en juillet le temps fut plus pluvieux que la normale. Les cartes de rendement de maïs n'ont montré aucun secteur distinct; toutefois, le producteur a signalé un gel hâtif le 24 septembre 1997, et cet hybride de maïs n'a pas atteint son potentiel de rendement. Ceci expliquerait en partie pourquoi il n'y eut aucun secteur distinct de rendement élevé ou bas, comme aux années suivantes. Le champ est donné en vert dans la photo aérienne . Le secteur pâle dans la section du sud-est est une petite arête qui coupe à travers le champ

Culture	Fertilisation	Fumier d=étable	Population/ Ensemencement
Maïs 1997	28 kg P ha-1 et 40 kg N ha-1 application en ligne lors du semis, épandage en bandes latérales 90 kg N ha-1	30-40 t ha-1 application à l=automne précédent	74,000 plantes ha-1
Fève soja 1998	aucune	aucun	45 kg graines ha-1
Orge 1999	30 kg N ha-1 17 kg P ha-1, 58 kg K ha-1 application à la volée avant les semis, 50 kg N application à la volée à l=étape 4-feuilles, Régulateur de croissance appliqué au mois de juillet	aucun	170 kg graines ha-1

Les teneurs en phosphore (P) et en potassium (K) furent toutes les deux cartographiées selon l=échelle pour grandes cultures énoncée par le CPVQ (2^e édition, 1996). La Figure 1  montre la distribution du P à l=échelle du champ lorsque les 80 points d=échantillonnage sont tous employés. La majorité du champ se retrouve dans la catégorie Abon à excessivement riche@ pour le P. La Figure 2,  ne montrant aucune variation en P n=employa que 6 points d=échantillonnage (1 à l=hectare). Dans le cas présent, il n=y eut aucun avantage évident à l=échantillonnage en grille pour que le P ait une application uniforme. Pour le K, seulement 5% du champ avait une teneur Amoyenne,@ tandis que le reste était dans la catégorie Ariche.@ Les Figures 3  (80 points) et Figure 4  (6 points) montrent une distribution semblable du K. Le rendement ne semble donc pas être relié à la distribution du P ou du K à l=échelle du champ.

Les Figures 5  6 et 7  présentent les divers rendements des cultures pour les trois années, après que les données aient été filtrées pour enlever les valeurs variantes anormalement élevées ou basses, provenant d=erreurs du capteur de rendement de la moissonneuse. On peut y reconnaître des secteurs à rendement élevé et des secteurs problèmes. C=est la première étape dans l=identification des causes de la variabilité du rendement. Suivant les directives au Tableau 2 (Cartes de rendement ) , les secteurs distincts des champs sont identifiés comme étant issus des caractéristiques pédologiques ou topographiques inhérentes ou issus des pratiques de gestion des terres. Le rendement du maïs (Figure 5 ) en 1997 présente peu de variabilité mais des Alignes@ y sont présentes, probablement le résultat d=erreurs du capteur de rendement de la moissonneuse. A la Figure 6 , le récepteur GPS présentait une erreur évidente dans son signal puisque pour une même section le champ change de forme. De plus, il semble y avoir, à cause de la compaction ou du drainage en bordure du champ, un pauvre rendement du soja. Comme il n=y a pas d=arbres aux bords du champ, cette réduction du rendement n=est pas attribuable à de l=ombrage. La Figure 7 , la carte de rendement pour l=orge montre des secteurs de rendement clairement plus bas et des problèmes dans les tournières du champ à cause de la compaction ou d=erreurs du capteur de rendement de la moissonneuse. Souvent, il existe plus d=une cause du bas rendement des secteurs problèmes. Une observation superficielle montre que les secteurs de bas rendement pour le soja et l=orge correspondent, quoique ces secteurs ne soient pas aussi distincts pour le soja (Figure 6 ). Le tableau 3 donne le rendement moyen de 1997 à 1999.

Tableau 3: Culture et rendement

Le zonage du rendement aux Figures 8  9  et 10  est exprimé par rapport au rendement moyen de chaque année. Chacune des valeurs individuelles de rendement (provenant de la moissonneuse) fut divisée par le rendement moyen et multipliée par 100 pour en faire un pourcentage. Les cartes de rendement furent alors divisées en trois zones variant en superficie: du rendement le plus bas à 90% du rendement moyen, de 90 à 110% du rendement moyen, et de plus de110% du rendement moyen. Le rendement du maïs présenté à la Figure 8 , montre que la majorité du rendement fut moyen ou en delà de la moyenne. On doit se souvenir que le producteur avait noté qu=il y avait eut un gel hâtif et que le rendement maximum n=avait pas été obtenu. Les secteurs à bas rendement furent situés principalement dans les tournières. Les Figures 9  et 10  montrent le zonage normalisé du rendement pour le soja et l=orge et les courbes de niveau du rapport K:Magnésium. La valeur très élevée du rapport K:Mg, une cause présumée du bas rendement, sera discutée plus tard.

Les Figures 11  12  et 13  servent à déterminer les zones de gestion au champ. Pour qu=un champ soit séparé en zones qui seront gérées différemment, le champ et le rendement doivent montrer une certaine Astabilité.@ C=est à dire que les secteurs à bas rendement le sont pour toutes les cultures et les secteurs à rendement élevé ont un rendement élevé d=année en année et pour toutes les cultures. S=il n=existe aucune régularité du rendement dans le temps et l=espace, il est alors difficile de mettre à l=oeuvre des techniques d=agriculture de précision B le producteur doit être capable de planifier à l=avance. La Figure 11  montre qu=en général il existe des secteurs ayant un rendement bas, moyen ou élevé durant les trois années complètes. Les trois cartes normalisées pour le maïs, le soja et l=orge, furent additionnées puis divisées en trois classes: secteur à rendement bas, moyen ou élevé. Un secteur pourrait être la somme de élevé-élevé-moyen, donnant ainsi un secteur à rendement élevé. Indépendamment de la culture, la Figure 12  s=adresse spécifiquement à la stabilité temporelle du rendement, qu=il soit uniformément bas, moyen ou élevé. La carte montre qu=environ 1/3 du champ présente des secteurs à rendement stable - le reste du champ peut être élevé un an, bas le prochain, puis de nouveau élevé - ce qui résulterait en un rendement instable.

La carte, Figure 13 , classifiée par mode de gestion, représente la somme des cartes de rendement spatial et temporel, indiquant ainsi des secteurs dont le rendement est uniformément bas, moyen ou élevé pour les trois cultures sur les trois années. Deux secteurs ont un rendement élevé stable. Ces secteurs pourraient être gérés avec une plus grande intensité afin d=y obtenir le plein potentiel de rendement. Seulement quelques secteurs, au bout Sud-Est du champ, ont constamment un bas rendement, lequel pourrait être expliqué par la compaction (voir Figure 19 ) . Près de la moitié de ce champ est instable, soit dans le temps ou dans l=espace. Peut-être qu=avec des données de rendement provenant d=un plus grand nombre d=années, et si ces données étaient séparées selon une année humide ou sèche, la distribution du rendement pourrait devenir plus claire et plus stable (sous certaines conditions), permettant ainsi que ces secteurs soient mieux gérés.

Le rapport K:Mg devrait être d=environ 0.5 pour optimiser la croissance de la culture. Si la teneur en K est trop élevée, le K peut enrayer l=assimilation du Mg par la culture, particulièrement si celle-ci est soumise à un stress hydrique ou d=autres problèmes. Les deux cultures, soja et orge, présentent en commun un secteur distinct dont le rendement est bas et dont le rapport K:Mg est supérieur ou égal à 3.0. De plus, lors de discussions subséquentes avec le producteur, il fit la remarque que le rendement de la luzerne avait été constamment bas dans ce secteur. Les secteurs de rendement élevé sont situés où le rapport est inférieur à 1.5. En regardant les Figures 3  et 4  on peut voir que la teneur en K est uniformément riche, et que c=est la disponibilité du Mg qui varie au champ. Il y a plus de Mg dans les sols argileux que dans les sols sablonneux. A la Figure 9 , le soja semble avoir un rendement moins élevé le long de la bordure Nord du champ à cause de compaction ou de drainage. Le rapport K:Mg (Figure 14 ) semble être fortement corrélé au rendement du soja et de l=orge lorsque la culture est stressée (sécheresse). Mais comme toujours, plusieurs facteurs influenceront le rendement. Le coin Sud-Est a un rapport K:Mg bas (ce qui indiquerait un secteur à rendement élevé), mais le rendement dans ce secteur est moyen ou bas. Ceci est peut-être un effet du drainage ou de la compaction (Figure 19 ).

Une corrélation existe entre les secteurs ayant une teneur en argile plus élevée (Figure 15 ) et les secteurs de rendement élevé, ce qui est probablement relié à la rétention des éléments nutritifs et le fait qu=un l=argile contient plus de Mg qu=un sable (réduit le rapport K:Mg ratio). Les argiles peuvent aussi avoir un effet sur le pouvoir de rétention d=eau du sol, ce qui pourrait influencer la germination et la croissance de la culture. La Figure 16 présente le pourcentage de sable sur la superficie du champ. En général les sables retiennent moins d=éléments nutritifs et d=eau. La classe texturale varie d=un limon argilo-silicieux, à un limon, et à un loam sableux. Le limon % était la plus haute dans la section nordique du champ (Figure 17 ).

Comme il a été démontré que la conductivité électrique (CE) du sol peut concorder avec la distribution du rendement (pour plus de détails, voir l=Annexe II ), le champ fut aussi cartographié (Figure 23 ) pour la CE. La CE décrit une combinaison de propriétés du sol, incluant le pouvoir de rétention d=eau, le pouvoir d=échange cationique (argiles) et la teneur en matière organique. A première vue la Figure 11  (carte de tendances spatiales) et la Figure 23  (carte de CE) présentent des distributions semblables (indicateur du rendement), mais lorsqu=on les scrute plus à fond on voit qu=une CE de 7.9 à 19.1 n=indique pas seulement un rendement élevé, mais aussi un rendement moyen. Dans le secteur Sud-Ouest du champ, le même niveau de CE indique un secteur de bas rendement. Il est indispensable d=examiner de près tous les facteurs qui influencent le rendement. Une technologie comme la cartographie de la CE peut se révéler utile, mais seulement lorsqu=il existe une relation sérieuse entre le rendement et la CE et lorsqu=on peut agir afin de gérer le problème. Le pourcentage de sable d=un champ ne peut pas être modifié.

La Figure 18  présente la teneur en eau du sol au début d=août 2000. Cette figure ne présente pas de relation forte avec la carte de CE, à l=exception du secteur Nord du champ. Dans le cas présent la carte de CE n=est pas un indicateur adéquate du pouvoir de rétention d=eau du champ. La densité apparente est présentée à la Figure 19.  La tournière, où la machinerie effectue sa rotation, possède une densité apparente plus élevée. Les valeurs très élevées dans le secteur Sud du champ, en bordure, ont eu un effet sur le rendement. La teneur en matière organique (Figure 20 ) du champ est bonne mais ne démontre aucun lien évident avec le rendement. La bordure Sud-Est du champ, avec sa teneur en matière organique élevée, est aussi un secteur lié à une densité apparente plus basse. On pouvait s=y attendre puisque une augmentation de la teneur en matière organique a pour effet d=augmenter la porosité du sol et ainsi d=en réduire la densité apparente. Mais ce secteur pourrait aussi être plus humide, créant un problème lors des semences.

Le pH du sol est présenté à la Figure 21 . Dans l=ensemble, le niveau de pH est bon pour toutes les cultures. La distribution du pH ne correspond à aucune distribution à grande échelle du rendement. Le pH plus élevé aux deux extrémités du champ est possiblement causé par une application additionelle de chaux lors de la rotation des camions de chaulage aux extrémités du champ. Le producteur chaule régulièrement, généralement tous les cinq ans. La topographie à fine échelle est présentée à la Figure 22.  Quoique la carte d=élévations ne correspond pas au rendement, le coin inférieur au Sud-Est a une teneur en matière organique plus élevée et fut notée comme étant plus humide lors de l=échantillonnage du sol.

La distribution en aluminium (Figure 24 ) reflète le matériel de parent qui a formé le sol. Du côté du nord de la petite arête, la basse zone de l'aluminium a été située dans le même secteur avec le problème de rapport de K:Mg. La saturation % de P (Figure 25 ) était entre 5 à 10% plus de 90% du champ. Ce niveau "élevé" de la saturation peut être un problème en prochaines années (restrictions aux additions de P au champ). Le calcium et le magnésium (Figures 26 et 27 ) sont des niveaux sont bons pour la croissance de récolte. Des niveaux d'ammonium et de nitrate ont été déterminés en août 2000 (Figures 28 et 29 ). Les niveaux de l'ammonium étaient bas qui était normal pendant cette période d'année. Cependant les niveaux de nitrate étaient plus élevés dans une bande centrale qui rapproche une basse zone de rendement d'orge - elle peut être due aux problèmes de drainage.

En sommaire, les cartes de rendement du soja et de l=orge ont montré des signes de stabilité du rendement. Cependant, le rendement du maïs a eu tendance à masquer cet effet. Cette étude de cas démontre que les facteurs qui influencent le rendement sont complexes et nombreux. Le principal problème est qu=ils ne sont pas constants d=une année à l=autre, ni même pour toutes les cultures. Cependant, il y a deux secteurs où il existe un potentiel d=amélioration du rendement en augmentant l=application d=engrais. La teneur élevée en K devrait être réduite (l=application d=engrais K devrait être minimale) afin de l=équilibrer avec la teneur en Mg du champ. Du Mg additionnel devrait être appliqué spécifiquement aux secteurs à bas rendement identifiés sur les cartes de rendement normalisées pour le soja et l=orge et aux Figures 11 et 14. Le magnésium est un élément nutritif essentiel et son addition pourrait potentiellement améliorer le rendement des cultures, particulièrement lors des années sèches. Les teneurs en phosphore sont élevées, particulièrement dans les secteurs Ariches@ et devraient être suivis. Des teneurs très élevées en P pourraient avoir un impact sur l=assimilation du zinc par le maïs et ainsi en réduire le rendement. Cette hypothèse devrait être étudiée en profondeur grâce à des analyses de la teneur en Zn du sol et des tissus de maïs. Les secteurs de densité apparente élevée qui semblent réduire le rendement dans les tournières pourraient être réduits en travaillant le sol avec une charrue sous-soleuse ou simplement en y travaillant soigneusement le sol.