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Unités thermiques de croissance disponibles en Ontario pour la culture du maïs et d'autres espèces exigeantes en chaleur

Fiche technique - ISSN 1198-7138  -  Imprimeur de la Reine pour l'Ontario
Agdex : 111/31
Date de publication : 10/93
Commande no. 93-120
Dernière révision : 10/93
Situation : aucune
Rédacteur : D.M. Brown - l'université deGuelph; A. Bootsma - Agriculture Canada

Table des matières

  1. Introduction
  2. Calcul de la somme des unités thermiques de croissance (SUTC)
  3. Distribution géographique des unités thermiques de croissance disponibles en Ontario pour les cultures exigeantes en chaleur
  4. Tableau 1. Somme des unités thermiques de croissance (SUTC)
  5. Méthode à calculer la SUTC
  6. Variabilité des unités thermiques de croissance d'une année à l'autre
  7. Tableau 2. Nombre d'unités thermiques de croissance à soustraire de la SUTC
  8. SUTC attribuées aux hybrides et aux variétés (cultivars)
  9. Remerciements 

Introduction

Une vaste sélection d'hydrides et de variétés a été créée pour la plupart des cultures. Les espèces exigeantes en chaleur atteignent leur pleine maturité au bout d'une période qui varie souvent de l'une à l'autre selon leurs besoins respectifs en unités thermiques. On a donc attribué à chaque hybride ou variété un indice SUTC (somme des unités thermiques de croissance) qui aide les agriculteurs à choisir les hybrides ou les variétés qui conviennent le mieux à leur région. Ce système, qui avait d'abord été élaboré pour le maïs de grande culture, est utilisé en Ontario depuis 30 ans. Le classement des cultures selon les unités thermiques dont elles ont besoin est basé sur la somme des unités thermiques accumulées pendant la période de végétation hors gel dans chaque zone de la province. La présente fiche technique décrit la SUTC disponible dans les différentes régions de la province et la manière dont les hybrides et les variétés de certaines cultures exigeantes en chaleur sont classées avec le système SUTC.

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Calcul de la somme des unités thermiques de croissance (SUTC)

La vitesse à laquelle une culture se développe, du semis à la maturité, est principalement conditionnée par la température. Des températures basses ralentissent la croissance et retardent la maturité; à l'inverse, des températures élevées accélèrent la maturité. D'autres facteurs environnementaux - tels que la photopériode (durée du jour entre le lever et le coucher du soleil), la fertilité du sol et l'eau disponible dans le sol - peuvent aussi influencer la vitesse de développement.

Les températures de l'air sont généralement exprimées en minimum (min.) et en maximum (max.) quotidiens. Elles sont mesurées à l'aide de thermomètres à minimum et à maximum étalonnés, qui sont placés dans une boîte blanche à volets (bien ventilée), ou à l'aide d'un capteur électronique relié à un appareil enregistreur.

Les unités thermiques sont calculées chaque jour à l'aide des températures minimale et maximale enregistrées. La température diurne et la température nocturne sont calculées séparément. Le rapport croissance/température diurne utilise 10 °C (50 °F) comme température-seuil et 30 °C (86 °F) comme température optimale puisque les cultures exigeantes en chaleur ne se développent que s'il fait au moins 10 °C pendant le jour et que leur croissance est la plus rapide quand il fait environ 30 °C. Le rapport croissance/température nocturne utilise 4,4 °C (40 °F) comme température-seuil et ne spécifie pas de température optimale puisque les minimums nocturnes sont très rarement situés au-dessus de 25 °C en Ontario. Cette équation se traduit par une ligne droite sur le graphique (voir la figure 1 ), tandis que l'équation de la température diurne donne une courbe qui enregistre plus d'unités thermiques à 30 °C qu'aux températures plus élevées ou plus basses. Les unités thermiques quotidiennes sont calculées à l'aide de la moyenne des deux valeurs quotidiennes utilisées dans les équations paraissant dans la figure 1 ou obtenues dans la matrice donnée à l'annexe I.

Rapports entre le rythme quotidien de croisssance du maïs et les températures nocturne (min.) et diurne (max.)

Figure 1. Rapports entre le rythme quotidien de croisssance du maïs et les températures nocturne (min.) et diurne (max.)

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Distribution géographiques des unités thermiques de croissance disponibles en Ontario pour les cultures exigeantes en chaleur

Les sommes d'unités thermiques de croissance (SUTC) qui sont disponibles pour les cultures sensibles au froid telles que le maïs, le soya et les tomates sont indiquées à la figure 2. Cette SUTC est une valeur moyenne calculée de la date de semis la plus hâtive jusqu'à la date logique où la saison de végétation prend fin. Elle est basée sur les unités thermiques accumulées jour après jour entre ces deux dates, pour chacune des années allant de 1961 à 1990, à chaque station météorologique.

La date du semis au printemps (date à partir de laquelle on commence à accumuler les UTC) est considérée comme étant :

Le dernier jour d'une série de trois jours consécutifs où la température diurne moyenne de l'air a été égale ou supérieure à 12,8 °C (55 °F);

Le premier jour de cette série de trois jours étant situé chaque année après le jour où la température diurne moyenne de l'air, au cours des 30 années étudiées, a atteint 10 °C (50 °F) dans chacune des stations météorologiques. (Voir les exemples au tableau 1.)

La date marquant la fin de la saison (date à laquelle on cesse d'accumuler les UTC) est la première des deux dates ci-dessous :

Le premier jour où la température tombe à - 2 °C (28 °F);

Le premier jour où la température diurne moyenne de l'air au cours des 30 années étudiées est tombée à 12 °C (ou moins). (Voir le tableau 1 pour connaître les dates moyennes aux endroits précis).

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Tableau 1. Somme des unités thermiques de croissance (SUTC), dates moyennes de premier semis possible (à 10 °C) et de fin de saison, pour les zones s'étendant du sud-ouest au nord-ouest de l'Ontario.
Zone Date moyenne Tmoy. = 10°C Date moyenne de la série de 3 jours Tmoy. >12,8 °C Date moyenne de fin de saison SUTC
Harrow 25 avril 8 mai 11 oct. 3560
Woodslee 25 avril 8 mai 9 oct. 3410
Ridgetown 27 avril 11 mai 10 oct. 3340
London (A) 4 mai 15 mai 2 oct. 2900
Brucefield 4 mai 16 mai 3 oct. 2820
Woodstock 4 mai 16 mai 2 oct. 2890
Delhi 30 mai 13 mai 4 oct. 3040
Vineland 3 mai 17 mai 10 oct. 3190
Hamilton (RBG) 29 avril 15 mai 8 oct. 3210
Guelph 7 avril 19 mai 30 sept. 2680
Redickville 12 avril 24 mai 23 sept 2380
Peterborough 5 mai 19 mai 24 sept 2600
Smithfield 30 avril 18 mai 6 oct. 2940
Kemptville 4 mai 17 mai 26 sept. 2730
Ottawa (CDA) 3 mai 16 mai 29 sept. 2890
Petawawa (NF) 8 mai 21 mai 20 sept. 2380
Earlton (A) 16 mai 27 mai 10 sept. 1930
Kapuskasing 23 mai 1er juin 5 sept. 1720
Thunder Bay (A) 21 mai 3 juin 10 sept. 1790
Fort Frances 11 mai 23 mai 15 sept. 2330

 

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Méthode à calculer la SUTC

La méthode décrite ci-dessus et qui a servi à calculer la SUTC pendant la période 1961-1990 diffère légèrement de celle qui avait servi à l'établissement de la première carte des zones d'unités thermiques basées sur les températures enregistrées entre 1931 et 1960. La carte de la figure 2, basée sur les températures de 1961-1990, ressemble toutefois beaucoup à cette première carte. Les seules différences notables concernent la zone de Dundalk Uplands et l'Est de l'Ontario dont la SUTC compte environ 100 unités de plus dans la carte 1961-1990 (figure 2) à cause des nouveaux critères de détermination des dates de début et de fin de saison et du calcul des SUTC par ordinateur pour chaque jour au cours des 30 saisons de végétation.

La latitude, l'altitude ainsi que la distance par rapport aux Grands Lacs sont des facteurs qui influent sur la température diurne et ont une incidence marquée sur la SUTC des zones du sud de l'Ontario. Le comté d'Essex a la STUC la plus élevée parce qu'il est le plus au sud, qu'il est à une altitude de 185 mètres au-dessus du niveau de la mer et qu'il s'étend entre le lac Érié et le lac Saint-Clair. Deux régions, Dundalk Uplands (au nord de Guelph) et Algonquin Park Highlands, ont la SUTC la plus basse à cause de leur altitude (plus de 450 m presque partout). Les plaines basses qui s'étendent entre le Saint-Laurent et l'Outaouais ont une SUTC supérieure à celle de Dundalk Uplands en raison de leur faible altitude (moins de 125 m presque partout).

La transition entre deux zones de SUTC qui sont voisines sur la carte de la figure 2 se fait graduellement. En outre, l'orientation du terrain et la nature du sol à un endroit donné influent sur la température. Par exemple, les pentes exposées au sud reçoivent plus de chaleur que les pentes orientées vers le nord, et les sols sablonneux se réchauffent plus vite que les sols loameux ou argileux. Il est donc impossible d'estimer la SUTC à moins de 50 unités thermiques près pour chaque zone.

Somme des unités thermiques de croissance (SUTC) disponibles en Ontario pour les cultures exigeantes en chaleur

Figure 2. Somme des unités thermiques de croissance (SUTC) disponibles en Ontario pour les cultures exigeantes en chaleur

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Variabilité des unités thermiques de croissance d'une année à l'autre

La SUTC moyenne, indiquée sur la carte de la figure 2, est inférieure à la SUTC réellement enregistrée une année sur deux et supérieure une année sur deux. Les producteurs qui veulent voir leur culture parvenir à maturité plus souvent qu'une année sur deux (50 % de probabilité) doivent choisir des variétés ou des hybrides exigeant une SUTC moyenne inférieure à celle qui est indiquée sur la carte pour leur région. Le tableau 2 indique le nombre d'unités thermiques qu'on doit soustraire de la SUTC moyenne pour déterminer des niveaux précis de probabilité ou de risque.

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Tableau 2. Nombre d'unités thermiques de croissance à soustraire de la SUTC* moyenne pour déterminer les différents niveaux de probabilité/risque
Probabilité % Risque (années) Unités thermiques à soustraire
50 1 année sur 2 0
33 1 année sur 3 80
25 l année sur 4 115
20 1 année sur 5 140
10 1 année sur 10 210
5 1 année sur 20 280

* SUTC moyenne indiquée sur la carte de la figure 2.

Le tableau 2 montre que dans 20 % des années (1 année sur 5), la SUTC disponible est inférieure à la moyenne de l'ordre de 140 unités ou plus. Par conséquent, pour que le maïs-grain puisse atteindre la maturité physiologique avant la première gelée meurtrière quatre années sur cinq, les agriculteurs doivent choisir pour leurs semis hâtifs des hybrides exigeant 140 unités de moins que la SUTC moyenne indiquée sur la carte pour leur région.

 

Les hybrides et les variétés semés plus tard ou récoltés plus tôt reçoivent moins d'unités thermiques. Par conséquent, on peut les choisir en supposant qu'une centaine d'unités thermiques s'accumulent chaque semaine au début de la saison de végétation (en mai) et vers la fin de la saison hors gel.

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SUTC attribuées aux hybrides et aux variétés (cultivars)

Les hybrides ou les variétés sont classés en fonction des unités thermiques qui s'accumulent normalement entre le semis et la maturité physiologique. Par exemple, chaque hybride de maïs est classé d'après la SUTC dont il a besoin pour que le grain atteigne 32 % d'humidité, et chaque variété de soya d'après la SUTC dont elle a besoin pour que 95 % des gousses virent au brun. Ce genre de données précises sur chaque culture est donnée dans des dépliants et des publications du MAAO, par exemple la publication 296F du MAAO, Recommandations pour les grandes cultures, et la publication 363F, Recommandations pour les cultures légumières. Les producteurs peuvent choisir les hybrides et les variétés qui conviennent à leur région et aux époques de semis à l'aide du système de classification SUTC.

A cause de la légère variabilité des réponses des hybrides et des variétés aux conditions du milieu ainsi que de la précision de mesure des températures minimales et maximales quotidiennes, on est obligé d'arrondir la STUC de chaque hybride ou variété à la centaine d'unités thermiques la plus proche. C'est en comparant la maturité des hybrides et des variétés à la récolte que l'on peut les ranger les uns par rapport aux autres dans la liste, selon qu'ils sont dans une fourchette de 50 unités thermiques au-dessus ou au-dessous.

Pour les cultures comme le soya et d'autres légumineuses qui sont semées plus tard et mûrissent plus tôt que le maïs, on peut estimer la SUTC qui leur est disponible en soustrayant une centaine d'unités thermiques de la SUTC indiquée sur la carte (figure 2) par semaine de moins dans la saison de végétation. Les dates habituelles de semis et de maturité de ces cultures peuvent être comparées aux dates correspondantes indiquées au tableau 1 et utilisées pour calculer la SUTC dans les zones de la carte de la figure 2.

 

Annexe I. SUTC quotidiennes- températures enregistrées en °C
Température maximale enregistrée chaque jour
(° C)
Température minimale enregistrée chaque jour
(° C)
‹5
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
‹ ou = 10 0 1 1 2 3 4 5 - - - - - - - - - - - - - -
11 2 2 3 4 5 6 7 8 - - - - - - - - - - - - -
12 3 4 5 5 6 7 8 9 10 - - - - - - - - - - - -
13 5 5 6 7 8 9 10 11 11 12 - - - - - - - - - - -
14 6 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 - - - - - - - - - -
15 7 8 9 10 10 11 12 13 14 15 16 17 - - - - - - - - -
16 8 9 10 11 12 13 13 14 15 16 17 18 19 - - - - - - - -
17 10 10 11 12 13 14 15 16 16 17 18 19 20 21 - - - - - - -
18 11 11 12 13 14 15 16 17 17 18 19 20 21 22 23 - - - - - -
19 12 12 13 14 15 16 17 17 18 19 20 21 22 23 24 25 - - - - -
20 12 13 14 15 16 17 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 26 - - - -
21 13 14 15 16 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 25 26 27 28 - - -
22 14 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 23 24 25 26 27 28 29 30 - -
23 15 15 16 17 18 19 20 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 29 30 31 -
24 15 16 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 25 26 27 28 29 30 31 32 33
25 16 16 17 18 19 20 21 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 30 31 32 33
26 16 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 30 31 32 33 33
27 16 17 18 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 27 28 29 30 31 32 33 34
28 16 17 18 19 20 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 29 30 31 32 33 34
29 16 17 18 19 20 21 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 30 31 32 33 34
30 17 17 18 19 20 21 22 22 23 24 25 26 27 28 29 30 30 31 32 33 34
31 16 17 18 19 20 21 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 30 31 32 33 34
32 16 17 18 19 20 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 29 30 31 32 33 34
33 16 17 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 26 27 28 29 30 31 32 33 34
34 16 16 17 18 19 20 21 22 23 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 32 33
35 15 16 17 18 19 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 28 29 30 31 32 33
36 15 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
37 14 15 16 17 18 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 27 28 29 30 31 32
38 14 14 15 16 17 18 19 20 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 29 30 31
39 13 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 22 23 24 2 26 27 28 29 3 31
40 12 13 14 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 23 24 25 26 27 28 29 30

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Remerciements

Nous adressons nos sincères remerciements aux conseillers en sols et en cultures du MAAO qui ont relu et annoté la première version révisée de la présente fiche technique ainsi qu'au personnel de la Section du traitement électronique des données de la Division des ressources foncières, Centre de recherches sur les terres et les ressources biologiques, Agriculture Canada, qui a calculé les SUTC quotidiennes et évalué les risques d'après les données des saisons de végétation 1961-1990.

Nous tenons à remercier le Secrétariat d'État pour sa contribution financière à la réalisation de la présente fiche technique.

 

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Pour plus de renseignements :
Sans frais : 1 877 424-1300
Local : 519 826-4047
Courriel : ag.info.omafra@ontario.ca