Des processus biologiques et écologiques à intensifier en agronomie. Sylvaine Simon, INRA UERI Gotheron

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1 Des processus biologiques et écologiques à intensifier en agronomie Sylvaine Simon, INRA UERI Gotheron

2 Des processus biologiques et écologiques à intensifier en agronomie Quels leviers sont mobilisables au niveau de l agro-écosystème pour contrôler les bio-agresseurs? A quelle(s) échelle(s)? 2

3 ECOSYSTEME CARNIVORES, PARASITES PLANTE HERBIVORES Relations tri(multi)-trophiques & interactions multiples aux différents niveaux trophiques 3

4 AGRO-ECOSYSTEME PLANTE CULTIVEE RAVAGEURS = HERBIVORES occasionnant des DEGATS sur production AUXILIAIRES Relations tri(multi)-trophiques & interactions multiples aux différents niveaux trophiques Système simplifié et perturbé par les pratiques culturales Echelle de la parcelle cultivée 4

5 AGRO-ECOSYSTEME PLANTE CULTIVEE RAVAGEURS = HERBIVORES occasionnant des DEGATS sur production AUXILIAIRES => Gérer les ravageurs pour limiter les dégâts en production Quels processus sont mobilisables au niveau de l agro-écosystème? Comment les mobiliser pour construire et conduire des systèmes de production économes en pesticides? 5

6 AGRO-ECOSYSTEME PLANTE CULTIVEE RAVAGEURS = HERBIVORES occasionnant des DEGATS sur production AUXILIAIRES Actions via la plante Mesures directes Actions via les auxiliaires 6

7 AGRO-ECOSYSTEME AUXILIAIRES RAVAGEURS PLANTE CULTIVEE Conception du système de culture et conduite culturale -Une plante plus forte -Une plante plus difficile à localiser et/ou à coloniser Prophylaxie Lutte directe : biotechnique, physique, mécanique, chimique -Des populations de ravageurs moins nombreuses, moins efficaces Lutte biologique (classique, par conservation) -Des antagonistes plus nombreux et/ou plus efficaces Actions via la plante Mesures directes Actions via les auxiliaires => Quelle échelle de fonctionnement? 7

8 AGRO-ECOSYSTEME AUXILIAIRES PLANTE CULTIVEE RAVAGEURS Conception du système de culture et conduite culturale -Une plante plus forte -Une plante plus difficile à localiser et/ou à coloniser Processus Bottom-up Processus intervenant via la(les) plante(s) et qui affecte les niveaux trophiques supérieurs -Sensibilité/résistance du matériel végétal -Architecture plante(s) et couvert végétal -Organisation des espèces et variétés dans l espace -Organisation des espèces et variétés dans le temps -Nutrition de la plante 8

9 Conception du système de culture & conduite culturale -Lutte génétique : variétés résistantes/tolérantes, mélanges variétaux -Association de plantes : effet barrière, dilution, attraction, répulsion -Méthodes culturales. Choix des dates de semis : évitement (~ éviter coïncidence stade sensible du végétal/conditions de développement favorables & présence du ravageur). Choix des rotations : rupture du cycle des ravageurs et maladies. Nutrition de la plante : fertilisation, irrigation, entretien sol Effets agro-physiologiques, via la qualité de la ressource pour les ravageurs. Conduite architecturale : effets microclimatiques, topologiques et/ou agro-physiologiques. Aspects génétiques et culturaux. Présentation PE Lauri & F Normand Interactions entre l architecture de la plante et les bio-agresseurs 9

10 AGRO-ECOSYSTEME AUXILIAIRES PLANTE CULTIVEE RAVAGEURS Conception du système de culture et conduite culturale Prophylaxie Lutte directe : biotechnique, physique, mécanique, chimique Lutte biologique (classique, par conservation) -Des antagonistes plus nombreux et/ou plus efficaces Processus Top-down Processus intervenant via les auxiliaires et qui affecte les niveaux trophiques inférieurs -Habitats -Ressources => Biodiversité fonctionnelle -Pratiques de protection 10

11 Biodiversité fonctionnelle Biodiversité : composition, structure, fonctions (Noss, 1990) La diversité fonctionnelle est la part de la biodiversité globale qui fournit des services écosystémiques tels que la stabilité de la structure du sol, la nutrition de la plante, la pollinisation ou la régulation naturelle des ravageurs, et des disservices écosystémiques tels que des dégâts sur les cultures et des invasions biologiques (d après Zhang et al. 2007). Services écosystémiques (Millenium Ecosystem Assessment, 2003; Le Roux et al., 2008) - Production - Régulation => Contrôle des ravageurs - Culturels Les services écosystémiques sont des fonctions naturelles qui peuvent être secondairement utiles à l homme Ces services mettent en jeu des processus biologiques, chimiques and géologiques et incluent le recyclage des éléments minéraux la régulation des ravageurs " (d après De Marco and Coelho 2004). 11

12 Biodiversité fonctionnelle Hypothèses - Augmentation de la diversité végétale - Augmentation des ressources et habitats pour divers organismes - Permanence et complexité des réseaux trophiques - Régulation des ravageurs via prédation et parasitisme accrus Lutte biologique par conservation Manipulation de l environnement pour améliorer la survie, la fécondité, la longévité et le comportement des auxiliaires afin d augmenter leur efficacité" (Landis et al. 2000). 12

13 Biodiversité fonctionnelle Biodiversité et régulation des ravageurs Quelle diversification des ressources végétales dans l agro-écosystème? -pour favoriser les auxiliaires sans favoriser les ravageurs Quelle diversité des auxiliaires? Une augmentation de la diversité des auxiliaires -augmente la régulation naturelle si complémentarité : additivité, synergie pour prédation -contribue à la stabilité et à la résilience* de l agroécosystème -peut aussi s accompagner d effets nuls ou négatifs : interférences comportementales, redondance, compétition, prédation intra-guild, hyperparasitisme % études Review Gurr et al. (2000) effets sur auxiliaires positif négatif effets sur ravageurs *capacité à revenir à l état intial après une perturbation => Diversité des traits fonctionnels? Quelle pratiques culturales pour préserver les auxiliaires? 13

14 Lutte biologique par conservation Quelles applications? -Haies -Bandes fleuries, plantes de service -Habitats semi-naturels des bords de parcelle et du paysage -Cultures associées -Matière organique 14

15 AGRO-ECOSYSTEME Plantes pièges, pour attirer et détourner les ravageurs de la culture Plantes répulsives, pour limiter et repousser les bio-agresseurs PLANTE CULTIVEE RAVAGEURS AUXILIAIRES Conception du système de culture et conduite culturale Lutte biologique (classique, par conservation) Présentation A. Ratnadass Actions via les auxiliaires et approche systémique de l'intensification écologique pour le contrôle des bioagresseurs par une diversification végétale de l agro-écosystème 15

16 AGRO-ECOSYSTEME AUXILIAIRES RAVAGEURS PLANTE CULTIVEE IGN => Quelle échelle de fonctionnement? 16

17 Quelle échelle de fonctionnement? -Beaucoup d organismes exploitent des ressources dans et hors la parcelle cultivée au cours de leur cycle biologique ou en réponse à des pratiques L échelle à laquelle se produisent divers processus écologiques et régulation des ravageurs est -différente selon les traits de vie des ravageurs et des auxiliaires : capacité de déplacement, exploitation des ressources de différents habitats, mode de vie, mode de prédation -liée au paysage & aux pratiques (dont phyto) dans le paysage Présentation Claire Lavigne Pression biotique et régulation à l'échelle du paysage. Cas d'étude en verger dans la Basse Vallée de la Durance 17

18 Conclusion AGRO-ECOSYSTEME AUXILIAIRES PLANTE CULTIVEE RAVAGEURS Actions via la plante Mesures directes Actions via les auxiliaires 18

19 Conclusion Efficience Substitution Reconception (Hill & MacRae, 1995). Efficience Améliorer les pratiques pour diminuer les intrants Ex. Optimiser l utilisation des pesticides : dates d application, méthodes d application. Substitution Remplacer des méthodes chimiques par des alternatives non chimiques Ex. Désherbage mécanique, biopesticides,. Re-conception Re-concevoir le système de production pour mobiliser au maximum les processus de régulation naturelle Modifie en profondeur le design du système de culture et de son environnement végétal 19

20 Conclusion AGRO-ECOSYSTEME AUXILIAIRES PLANTE CULTIVEE RAVAGEURS Re-conception Efficience Substitution Reconception Re-conception Actions via la plante Mesures directes Actions via les auxiliaires => La mobilisation de processus biologiques et écologiques pour limiter les intrants demande généralement une re-conception des systèmes de production actuels 20

21 Conclusion Les systèmes de culture actuels privilégient la production, pas les processus de régulation mais des caractéristiques à repenser et à mobiliser dans cet objectif de régulation? Diversité végétale de l agrosystème Systèmes maraîchers Systèmes vergers Diversité dans le temps Rotation culturale Permanence de la plantehôte, formation litière du sol Diversité dans l espace - Architecture de la plante Structure du couvert végétal Structures ramifiées complexes - Agencement des plantes au sein de la parcelle - Aménagements adjacents Systèmes mono-strates, plusieurs espèces? Petites parcelles, haies brise-vents Habitat multi-strates & rang/inter-rang Haies brise-vents en bordure de verger dans régions ventées D après Simon et al. (2010) 21

22 Conclusion Quels leviers mobiliser afin de favoriser les régulations? Cas du verger Quelle diversification végétale? Biodiversité A quelle échelle? Diversité des strates Permanence couvert Pesticides Verger Quel verger et quelles pratiques? Antagonismes Bénéfices mutuels 22

23 Merci pour votre attention Références citées De Marco P, Coelho FM (2004) Services performed by the ecosystem: forest remnants influence agricultural cultures' pollination and production. Biodiv. Conserv. 13 (7): Gurr GM, Wratten SD, Barbosa P (2000) Success in conservation biological control of arthropods. In: Gurr GM, Wratten SD (Eds) Biological Control: Measures of success. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Netherlands: Hill S.B., MacRae R.J. (1995) Conceptual framework for the transition from conventional to sustainable agriculture Landis DA, Wratten SD, Gurr GM (2000) Habitat management to conserve natural enemies of arthropod pests in agriculture. Annu. Rev. Entomol. 45: Le Roux X, Barbault R, Baudry J, Burel F, Doussan I, Garnier E, Herzog F, Lavorel S, Lifran R, Roger- Estrade J, Sarthou JP, Trommetter M (éditeurs) (2008) Agriculture et biodiversité. Valoriser les synergies. Expertise scientifique collective, synthèse du rapport, INRA (France). MA (Millennium Ecosystem Assessment) (2003) Ecosystems and human well-being. Island Press, Washington. Noss R.F., Indicators for monitoring biodiversity: a hierarchical approach, Conserv. Biol. 4 (1990) Simon S, Bouvier JC, Debras JF, Sauphanor B (2010) Biodiversity and pest management in orchard systems. A review. Agronomy for Sustainable Development 30, Zhang W, Ricketts TH, Kremen C, Carney K, Swinton SM (2007) Ecosystem services and dis-services to agriculture. Ecol. Econ. 64(2):

24 Photos INRA 14:00 - Positionnement théorique : leviers mobilisables pour contrôler les bio-agresseurs (S Simon questions ponctuelles) 14:45 Actions via la plante. Interactions entre l architecture de la plante et le développement du bio-agresseur (PE Lauri, F Normand ) 15:30 Actions via les auxiliaires et approche systémique de l'intensification écologique pour le contrôle des bioagresseurs (A Ratnadass ) 16:15 - Pause 16:45 Pression biotique et régulation à l'échelle du paysage. Cas d'étude en verger dans la Basse Vallée de la Durance (C Lavigne ) 17:30 - Bilan et discussion générale sur la session (Discutant : M Jannoyer discussion) 24

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