Intensification cologique : du concept aux applications

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Intensification écologique du concept aux
applications

• Pistes de recherche pour l'intensification
  écologique

Journée du club Adalia, 2 avril 2009 - Thierry
Doré
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• Quelle place pour la recherche ?
• 1. Prendre réellement en charge les services
  écosystémiques liés à lagriculture

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• Quelle place pour la recherche ?
• 2. Comprendre les mécanismes, processus et
  régulations biologiques à luvre dans les
  agro-écosystèmes appréhendés à différentes
  échelles, et valoriser les connaissances
  afférentes dans la conception et lévaluation de
  systèmes techniques agricoles innovants

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• Quelle place pour la recherche ?
• 3. Identifier comment et à quelles échelles
  combiner des dispositifs pour réussir à atteindre
  les trois objectifs

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• 2. Comprendre les mécanismes, processus et
  régulations biologiques à luvre dans les
  agro-écosystèmes appréhendés à différentes
  échelles, et valoriser les connaissances
  afférentes dans la conception et lévaluation de
  systèmes techniques agricoles innovants
• Trois voies déjà identifiées

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Première voie mieux valoriser les ressources
génétiques exemple de la diversification et de
la pérennisation des mécanismes de résistance
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Mieux exploiter les ressources génétiques
Fréquence de phénotypes résistants dans les
ressources génétiques (1500 accessions
Capsicum spp, Sage-Palloix et al 2007)
Criblage qualitatif (R/S)
Résistances partielles (quantitatives)
augmentent et diversifient le réservoir de gènes
exploitable
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Sélection et diversification des résistances
Court terme
(re)visiter les variétés à résistance
quantitatives
introgresser gènes de résistance majeurs dans
fonds génétiques variés (R. partielle) 6 à 7 BC
(sélection phénotypique) 3 BCAM (marqueurs
fond génétique?)
Moyen terme
construction de génotypes associer
résistances quantitatives (QTLs) gènes
majeurs choisis sur - spécificité modes
daction/cycle du bioagresseur -réponse-adaptat
ion itinéraires culturaux gt sélection
multiparentale, nbx cycles de recombinaison
Long terme
surveillance génétique populations bioagresseurs
(Daprès Palloix, 2008)
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Deuxième voie mobilisation accrue des
régulations biologiques à léchelle parcellaire
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(Modifié daprès Bertrand et al., 2008)
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(Modifié daprès Bertrand et al., 2008)
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Valoriser la diversité fonctionnelle
intra-parcelle
(Daprès Lannou, 2008)
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Valoriser la diversité génétique intra parcellaire
Exemple de lintérêt de mélanges de variétés
Moyenne des variétés pures
Moyenne des mélanges 2 variétés
Mélanges 4 variétés
(daprès Mille et al., 2006)
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Valoriser la diversité génétique intra parcellaire
Mélange de variétés ou despèces
Evaluation de mélanges pois/blé sur un réseau de
neuf essais (effet barrière physique)
Marge et qualité par ailleurs maintenus
(Yvergniaux et al. 2007)
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Utiliser les régulations liées aux mélanges
despèces en jouant sur léquilibre
facilitation/compétition
Exemple des systèmes sans travail du sol avec
couverture permanente la plante de couverture
(ici la luzerne) doit être conduite de manière à
minimiser la compétition avec la culture
commerciale, et maximiser la compétition
vis-à-vis des adventices (facilitation pour la
culture)
(Travaux de Tourdonnet et al.)
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Plantes de service dans les systèmes de culture
bananiers

• régulations physiques, chimiques et biologiques
  vs. compétition

Manipuler le microclimat
Manipuler le microclimat
Limiter lérosion
Limiter lérosion
Contrôler les adventices et les bioagresseurs
Contrôler les adventices et les bioagresseurs
Manipuler le microclimat
Manipuler le microclimat
Interactions spatiales
Restituer la MO
Interactions spatiales
Restituer la MO
Fixation symbiotique dazote
Fixation symbiotique dazote
Recycler les nutriments
Recycler les nutriments
Stimuler la diversité biologique
Stimuler la diversité biologique
NO3
Ca
K
NO3
Ca
K
Interactions temporelles
Interactions temporelles
(Daprès Ozier-Lafontaine et al.)
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Mobiliser les connaissances sur la dynamique
pluriannuelle des bioagresseurs
Exemple expérimentation maîtrise herbicides Dijon
(Daprès Munier-Jolain et al.)
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Renouveler les types dinteractions mobilisés
Action complémentaire de la culture de Brassica
juncea et de lenfouissement de ses résidus sur
le rhizoctone brun de la betterave
Moutarde en culture
Moutarde brune
Broyage
août
mars
octobre
Moutarde broyée
temps
Période dinterculture
Culture commerciale
Rhizoctonia solani
Incidence
Témoin
Témoin
(Motisi et al, 2008)
Essai 1
Essai 2
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Mobiliser la biodiversité notamment tellurique
(Chotte et Hinsinger, 2008)
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Mobiliser la biodiversité notamment tellurique
(Chotte et Hinsinger, 2008)
21
Mobiliser la biodiversité notamment tellurique
Visualisation par tomographie des galeries de
lumbricus terrestris dans deux colonnes de sol
(Capowiez, 2004)
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Troisième voie changements déchelles
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Maîtriser les interactions conduite/résistance à
léchelle territoriale
Dynamique de bioagresseur
Phoma - Leptosphaeria maculans
SIPPOM Simulator for Integrated Pathogen
Population Management
Exemple de simulation annuelle avec deux
stratégies de travail du sol
Labour
Travail simplifié
Colza
Blé
Orge
Spores
(Pelzer et al. 2008)
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Jouer sur les dynamiques par le paysage
Corrélation entre le niveau dattaque du
carpocapse de la pomme et des caractéristiques du
paysage
(Ricci et al., 2008)
(Valantin-Morison et al. 2007)
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Diversité et fragmentation du paysage
(Daprès Lannou, 2008)
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Pour les éléments minéraux aussi exemple du P

• Le phosphore minéral dorigine sédimentaire est
  une ressource non renouvelable à terme il ny
  a pas dalternative au recyclage
• Les flux de P aboutissent à une répartition très
  inégale de la ressource
• Des marges de progrès existent dans les domaines
  
• de lévaluation de la biodisponibilité, de la
  constitution des référentiels, du mode de calcul
  des fumures
• de la recherche de stratégies de fertilisation
  innovantes, conciliant la nature des ressources
  disponibles (effluents, etc) et les exigences
  des cultures
• Mais aussi aux niveaux dorganisation
  intermédiaires (exploitation, territoire), besoin
  doutils de diagnostic concernant
• Les flux dentrée / sortie et leurs déterminants
• Lidentification des zones émettrices et voies de
  transfert vers les eaux
• pour imaginer, concevoir, des voies daction à
  cette échelle (gestion territoriale des
  effluents, aménagements paysagers, etc)

(Pellerin et al. 2008)
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Conclusion

• Des résultats acquis, des pistes sérieuses, des
  études en cours
• A combiner avec des avancées de connaissances sur
  la biologie végétale
• Lefficacité viendra dune combinaison de moyens,
  dans des systèmes de culture plus complexes,
  appréhendés à différentes échelles
• Mais pour le moment on ne sait pas complètement
  agencer ces pistes biologiques et techniques dans
  des systèmes de culture
• Ni quantifier de manière précise les conséquences
  de ces pistes par exemple en termes de baisse des
  phytos