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Accuracy, robustness and behavior of the STICS soil–crop model for plant, water and nitrogen outputs: Evaluation over a wide range of agro-environmental conditions in France

Authors :
Elsa Coucheney
Nicolas Beaudoin
Françoise Ruget
Bruno Mary
Eric Justes
Julie Constantin
Kasaina Sitraka Andrianarisoa
Samuel Buis
Dominique Ripoche
Marie Launay
Christine Le Bas
Joël Léonard
Iñaki García de Cortázar-Atauri
Departement of Soil and Environment
Swedish University of Agricultural Sciences (SLU)
Agroressources et Impacts environnementaux (AgroImpact)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Environnement Méditerranéen et Modélisation des Agro-Hydrosystèmes (EMMAH)
Avignon Université (AU)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Agroclim (AGROCLIM)
Agrosystèmes Cultivés et Herbagers (ARCHE)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-École nationale supérieure agronomique de Toulouse (ENSAT)
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)
Biotechnologie et Gestion des Agents Pathogènes en agriculture (BioGAP)
Institut Supérieur d'Agriculture de Lille (ISA)
Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL)-Institut Charles Viollette (ICV) - EA 7394 (ICV)
Université d'Artois (UA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Institut Supérieur d'Agriculture-Université de Lille-Université d'Artois (UA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Institut Supérieur d'Agriculture-Université de Lille
InfoSol (InfoSol)
UR 1158 Unité de recherche Agronomie Laon-Reims-Mons
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Environnement et Agronomie (E.A.)-Unité de recherche Agronomie Laon-Reims-Mons (UA LRM)
Department of Soil and Environment
UE Agroclim (UE AGROCLIM)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole Nationale Supérieure Agronomique de Toulouse-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Institut Charles Viollette (ICV) - EA 7394 (ICV)
Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Université de Lille-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université d'Artois (UA)-Institut Supérieur d'Agriculture-Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Université de Lille-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université d'Artois (UA)-Institut Supérieur d'Agriculture-Institut Supérieur d'Agriculture de Lille (Groupe ISA)
Unité INFOSOL (ORLEANS INFOSOL)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-École nationale supérieure agronomique de Toulouse [ENSAT]-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Institut Supérieur d'Agriculture de Lille (ISA)-Institut Charles Viollette (ICV) - EA 7394 (ICV)
Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Université de Lille-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université d'Artois (UA)-Institut Supérieur d'Agriculture-Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Université de Lille-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université d'Artois (UA)-Institut Supérieur d'Agriculture
Université d'Artois (UA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Institut Supérieur d'Agriculture-Université de Lille-Université d'Artois (UA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Institut Supérieur d'Agriculture-Université de Lille-Institut Supérieur d'Agriculture de Lille (Groupe ISA)
Source :
Environmental Modelling and Software, Environmental Modelling and Software, 2015, 64, pp.177-190. ⟨10.1016/j.envsoft.2014.11.024⟩, Environmental Modelling and Software, Elsevier, 2015, 64, pp.177-190. ⟨10.1016/j.envsoft.2014.11.024⟩
Publication Year :
2015
Publisher :
HAL CCSD, 2015.

Abstract

Soil-crop models are increasingly used as predictive tools to assess yield and environmental impacts of agriculture in a growing diversity of contexts. They are however seldom evaluated at a given time over a wide domain of use. We tested here the performances of the STICS model (v8.2.2) with its standard set of parameters over a dataset covering 15 crops and a wide range of agropedoclimatic conditions in France. Model results showed a good overall accuracy, with little bias. Relative RMSE was larger for soil nitrate (49%) than for plant biomass (35%) and nitrogen (33%) and smallest for soil water (10%). Trends induced by contrasted environmental conditions and management practices were well reproduced. Finally, limited dependency of model errors on crops or environments indicated a satisfactory robustness. Such performances make STICS a valuable tool for studying the effects of changes in agro-ecosystems over the domain explored. STICS v8.2.2 soil-crop model was evaluated over a large and varied dataset using its standard set of parameters.Level of accuracy is 10-50% for plant, soil water and nitrate outputs.Model reproduces well trends arising from contrasted agro-environmental conditions.Errors are weakly dependent on the agro-environmental conditions tested.Model accuracy and robustness is considered good for scenario testing and large scale use within the conditions tested here.

Details

Language :
English
ISSN :
13648152
Database :
OpenAIRE
Journal :
Environmental Modelling and Software, Environmental Modelling and Software, 2015, 64, pp.177-190. ⟨10.1016/j.envsoft.2014.11.024⟩, Environmental Modelling and Software, Elsevier, 2015, 64, pp.177-190. ⟨10.1016/j.envsoft.2014.11.024⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....cd32eb0496ad282ff113a617be581185