Modélisation des effets des systèmes de culture sur la dynamique de l’orobanche rameuse en interaction avec les adventices

Branched broomrape, Phelipanche ramosa (L.) Pomel, is a parasitic plant which causes important yield losses in crops, particularly in winter oilseed rape in France. In order to design efficient pest management strategies, we modelled the effects of cropping systems on branched broomrape dynamics in interaction with weeds and crops in a model called PHERASYS. PHERASYS functions and parameters were based on literature and on our own experiments. The model simulates the complete life-cycle of the parasite, from seed dynamics in the soil to seed production after development on the host. Interactions between the parasite and crops and weeds were characterized at the species level and at the plan…

Les semences de la plante parasite orobanche rameuse ont une dormance saisonnière qui varie au niveau intraspécifique et une faible mortalité au champ

L’orobanche rameuse (Phelipanche ramosa) est une plante parasite bioagresseur majeur du colza en France. Les connaissances sur la viabilité et la dormance de ses semences dans le sol sont cruciales pour contrôler l’orobanche mais restent à acquérir. La présente étude vise à quantifier ces processus grâce à une expérience d’enfouissement de semences au champ de deux ans. Deux populations génétiquement distinctes ont été étudiées, collectées sur colza d’hiver et chanvre respectivement. La mortalité des semences est très faible pour les deux populations (4-7% par an). Les semences montrent une dormance saisonnière dont le timing et l’amplitude varient en fonction de la population, avec une dor…

How to pit weeds against parasitic plants. A simulation study with Phelipanche ramosa in arable cropping systems

Développement d’un outil d’aide à la décision pour la gestion intégrée des adventices

Integrated weed management consists in using several weed management techniques in a long-term approach. The vast number of techniques precludes cropping systems from being easily conceived and climatic interactions render the systems difficult to pursue. Farmers and farm advisors need decision support systems (DSS) to develop weed management strategies adapted to multicriteria/multiobjectives of weed management, to the economic, social and environmental stakes and to the constraints of farmers. Such a DSS is developed from the mechanistic weed dynamic model FLORSYS. This model is a “virtual field” allowing the evaluation of the performance of agricultural systems over a large range of agri…

Dans quels systèmes de culture les adventices résiduelles peuvent-elles réduire la lixiviation du nitrate et l’érosion des sols ?

National audience; Si les adventices sont un bioagresseur majeur des cultures, elles peuvent également fournir des services bénéfiques pour les agroécosystèmes. Cette étude, basée sur l’utilisation d’un modèle de simulation, vise à identifier les déterminants de deux bénéfices environnementaux dus aux adventives. Les résultats montrent que la contribution de la flore adventice résiduelle pour réduire la lixiviation du nitrate et l’érosion des sols sont davantage influencés par les techniques culturales, que par les caractéristiques biologiques des espèces adventices. Le travail du sol et la rotation des cultures sont les techniques culturales les plus influentes. Cette étude identifie quelq…

Trophic relationships between the parasitic plant species phelipanche ramosa (L.) and different hosts depending on host phenological stage and host growth rate

Prod 2018-285c INRA AGROSUP GESTAD SPE CT3 SPE CT1 EJ2 EA; International audience; Phelipanche ramosa (L.) Pomel (branched broomrape) is a holoparasitic plant that reproduces on crops and also on weeds, which contributes to increase the parasite seed bank in fields. This parasite extracts all its nutrients at the host’s expense so that host–parasite trophic relationships are crucial to determine host and parasite growth. This study quantified the intensity with which P. ramosa draws assimilates from its host and analyzed whether it varied with host species, host phenological stage and host growth rate. A greenhouse experiment was conducted on three host species: the crop species Brassica na…

Modélisation des effets des systèmes de culture sur la dynamique de la plante parasite orobanche rameuse en interaction avec la flore adventice

National audience

Proposition d'une méthodologie de conception multi-objective de systèmes de culture à partir de simulations. Application à la gestion des adventices

EAGESTADAGROSUP DOCT; Nous avons développé une méthode pour concevoir des systèmes de culture conciliant plusieurs objectifs en termes d'impact de la flore adventice (ex. réduction de la perte de rendement, réduction du salissement du champ, promotion de l'offre trophique pour abeilles): (1) des arbres de décision prédisant les probabilités d'atteindre les objectifs escomptés à partir de combinaisons de pratiques culturales sont établis à partir de simulations avec le modèle FLORSYS, (2) le système de culture à améliorer est évalué à l'aide de l'arbre, et des changements permettant d'améliorer les performances sont identifiés, (3) les systèmes de culture alternatifs incluant ces changements…

Modélisation des effets des systèmes de culture sur la dynamique de la plante parasite orobanche rameuse en interaction avec les adventices

Reducing pesticide use is a major challenge in agriculture and involves developing more sustainable methods that rely on non-chemical cropping techniques and biological regulations according to agroecological principles. Branched broomrape (Phelipanche ramosa (L.) Pomel) is a root parasitic plant which infects crops and causes dramatic yield losses worldwide. Managing broomrape is complex because it requires combining several cropping techniques whithin a global weed management strategy because broomrape is also able to infect non-parasitic weeds. The aim of this thesis was to stynthetize knowledge on branched broomrape dynamics in agroecosystems and to aggregate it within a mechanistic mod…

Modélisation de l’architecture racinaire dans le projet COSAC : pourquoi et comment ?

EASPEGESTAD INRA; Modélisation de l’architecture racinaire dans le projet COSAC : pourquoi et comment ?. Séminaire de Restitution à mi-parcours du Projet de Recherche ANR CoSAC (Conception de Stratégies durables de gestion des Adventices dans un contexte de Changement : climat, pratiques agricoles, biodiversité) Gestion des Adventices dans un Contexte de Changement.

Valoriser la diversité cultivée pour réguler les adventices : le projet CASDAR RAID

National audience; Favoriser la régulation des adventices par compétition peut être un levier pour réduire le recours aux herbicides. Cependant, les agriculteurs se heurtent à l’absence d’outils et de conseils pour les aider à rationaliser le choix des espèces/variétés cultivées à semer dans cette optique. Ceci nécessite une meilleure connaissance de l’aptitude à la compétition des espèces/variétés et des caractéristiques bio-logiques sous-jacentes. Rassemblant un institut de recherche, un institut technique et un semencier, le projet Casdar RAID (2018-2021) vise à : (1) mieux connaître la diversité cultivée sur son aptitude à la compétition, (2) évaluer ses performances dans les systèmes d…

Reduction of nitrate leaching: what is the contribution of the residual weed flora?

International audience; Integrated crop protection tolerates residual weeds if they are not harmful for crop production. Weeds are often solely considered as a pest, causing crop yield loss, harvest pollution, diseases … However, they may also provide beneficial services for agroecosystems, promoting plant biodiversity and feeding other organisms potentially beneficial to crop production (pollinators, carabids…). The role of residual weed flora as nitrate catchers, during summer fallow, has however rarely been assessed. Yet, some weed species are known for their high potential to take up soil nitrogen. The present study aimed to (1) develop an indicator to account for the potential benefici…

Modélisation des effets des systèmes de culture sur la dynamique de l’orobanche rameuse (Phelipanche ramosa (L.) en interaction avec les adventices

EASPEGESTADAGROSUPINRA; L’orobanche rameuse, Phelipanche ramosa (L.) Pomel, est une plante parasite qui cause d’importantes pertes de rendements dans les cultures, particulièrement en colza en France. Afin de concevoir des stratégies de gestion efficaces du parasite, nous avons modélisé les effets des systèmes de culture sur la dynamique de l’orobanche rameuse en interaction avec les cultures et les adventices dans le modèle PheraSys. PheraSys simule le cycle de vie complet de l’orobanche rameuse, de la dynamique du stock semencier dans le sol à la fructification après développement du parasite sur son hôte.

Développement d’un outil d’aide à la décision pour la gestion intégrée des adventices : implication des futurs utilisateurs

EAGESTADAGROSUPINRA DOCT; Afin de concevoir un outil d’aide à la décision pour aider à la gestion intégrée des adventices à partir du modèle FlorSys, nous avons développé une méthode afin d’utiliser le contenu logique et objectif de FlorSys et de co-construire la structure et le format de l’outil. Différents acteurs ont été associés dans le co-développement de l’outil afin d’adapter les prototypes aux objectifs et contraintes des agriculteurs, via des enquêtes, des rencontres et des ateliers avec les futurs utilisateurs. Ces interactions ont permis de déterminer 2 cas d’usages : (1) la reconception de système de cultures via des méta-règles de décisions ; (2) l’ajustement des pratiques avec…

Modélisation des effets des systèmes de culture sur la dynamique de la plante parasite orobanche rameuse en interaction avec les adventices

Reducing pesticide use is a major challenge in agriculture and involves developing more sustainable methods that rely on non-chemical cropping techniques and biological regulations according to agroecological principles. Branched broomrape (Phelipanche ramosa (L.) Pomel) is a root parasitic plant which infects crops and causes dramatic yield losses worldwide. Managing broomrape is complex because it requires combining several cropping techniques whithin a global weed management strategy because broomrape is also able to infect non-parasitic weeds. The aim of this thesis was to stynthetize knowledge on branched broomrape dynamics in agroecosystems and to aggregate it within a mechanistic mod…

What is the contribution of the residual weed floras to reduce nitrate leaching?

International audience; Integrated crop protection tolerates residual weed floras if they are not harmful for crop production. Weeds are often solely considered with a negative viewpoint, but they may also provide beneficial services for agroecosystems, such as plant biodiversity promotion and trophic resources for other organisms such as pollinators. The role of residual weed flora as nitrate catchers, during the summer fallow, has seldomly been assessed, in spite of the high potential of some weed species to take up nitrogen. The present study aimed to (1) develop an indicator to account for the potential role of weed floras as nitrate catchers at the field scale, and (2) calculate this i…

Ex ante evaluation of cropping systems for weed-mediated pests and environmental benefits with simulation–based indicators

SPEEAGESTADAGROSUP; International audience; Integrated crop protection tolerates residual weed floras if they are not harmful for crop production. These weeds can host harmful crop pests, among which parasitic plants such as broomrape (Phelipanche ramosa). They can also contribute to reduce soil erosion as well as nitrate and pesticide leaching. To evaluate these weed impacts of management practices ex ante, we developed indicators for the weed dynamics model FLORSYS (Colbach et al., 2014) and then used the model to predict weed-mediated broomrape risk and environmental benefits in cropping systems from five French regions. Materials and Methods FLORSYS is a virtual field on which cropping …

Modelling cropping system effects on branched broomrape dynamics in interaction with weeds

International audience; Branched broomrape, Phelipanche ramosa (L.) Pomel, is a parasitic plant which infects many crop and weed species. As a holoparasite, it entirely relies on host resources to survive and reproduce. It is a major pest in oilseed rape in France. Its management has to be thought as a part of the overall weed management because infected weeds either must be killed to limit crop infection or can be used to stimulate suicidal parasite germinations. In order to design efficient pest management strategies, we modelled the effects of cropping systems on P. ramosa dynamics in interaction with weeds in a model called PHERASYS. PHERASYS functions and parameters were based on the l…

Modélisation de l’architecture racinaire dans FLORSYS et perspectives : Application à la modélisation du parasitisme par l’orobanche rameuse

National audience

Modélisation des effets des systèmes de culture sur la dynamique de la plante parasite orobanche rameuse en interaction avec les adventices

Reducing pesticide use is a major challenge in agriculture and involves developing more sustainable methods that rely on non-chemical cropping techniques and biological regulations according to agroecological principles. Branched broomrape (Phelipanche ramosa (L.) Pomel) is a root parasitic plant which infects crops and causes dramatic yield losses worldwide. Managing broomrape is complex because it requires combining several cropping techniques whithin a global weed management strategy because broomrape is also able to infect non-parasitic weeds. The aim of this thesis was to stynthetize knowledge on branched broomrape dynamics in agroecosystems and to aggregate it within a mechanistic mod…

Integrating plant-plant competition for nitrogen in a 3d individual-based model simulating the effects of cropping systems on weed dynamics

International audience; Promoting biological weed regulation by shifting resourceavailability and use from weed to crop may providean option for a more sustainable weed management.Light is generally the main resource for whichcrops and weeds compete in conventional croppingsystems. But, with the necessity to reduce mineral nitrogenfertilizer use, better managing crop-weed competitionfor nitrogen may become crucial. However, itrequires better understanding the functioning of heterogeneouscanopies in nitrogen-deficient situations. Simulationmodels are powerful tools to reach this goal.Our objective was to integrate plant-plant competitionfor nitrogen into the FlorSys model, already simulating…