CoSAC, un projet pour la conception de stratégies durables de gestion des adventices dans un contexte de changement (climat, pratiques agricoles, biodiversité)

The CoSAC project associates partners from research and development in order to (1) quantify and understand, with experiments, the effects of novel agricultural practices on weeds and the functioning of the agroecosystem, (2) design tools that predict the effect of agricultural techniques et pedoclimate on weed flora, (3) use these tools to design sustainable weed management strategies and to evaluate their performances in contexts of changing agricultural practices, climate, biodiversity, (4) facilitate the adoption of these novel strategies by farmers. We will present the first results of the project, e.g. the effect on weeds of cover crops during fallow or associated to a cash crop, the …

Comité de rédaction du numéro spécial "Gestion des adventices : quelles opportunités et quels effets des couverts végétaux."

La gestion des adventices des cultures est certainement une des pratiques agricoles qui fait le plus appel aux savoirs agronomiques dans toute leur complexité. Entre le risque de concurrence avec le peuplement cultivé de ce qu’il est encore souvent coutume d’appeler les « mauvaises herbes », le risque de polluer les eaux superficielles et souterraines avec les molécules chimiques qui restent efficaces et autorisées pour l’activité agricole, et le risque de ne plus maîtriser l’équilibre instable dans l’écosystème cultivé par un accroissement du stock de graines d’adventices dans le sol, l’agriculteur se trouve face à des choix difficiles qui nécessitent un raisonnement agronomique élaboré po…

Phenotyping feeds plant models

prod ?EASPEBAPGEAPSIGESTADINRA; Phenotyping feeds plant models. 6th IEEE International Symposium on Plant Growth Modeling Visualization and Application

Zoom sur ... CoSAC (anr-14-ce18-0007) Conception de Stratégies durables de gestion des Adventices dans un contexte de Changement (climat, pratiques agricoles, biodiversité)

National audience

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…

Conception de Stratégies durables de gestion des Adventices dans un contexte de Changement : le projet CoSAC

International audience; La flore adventice est nuisible pour la production agricole mais est aussi l’un des piliers de la biodiversité dans les paysages agricoles.La réduction de l'usage d'herbicides demandée par le plan ECOPHYTO, implique que la gestion des adventices dorénavant combinel'ensemble des leviers du système de culture. L'objectif du projet CoSAC était de concevoir, d’évaluer et de promouvoir des systèmesde culture conciliant réduction d'usage des herbicides, maintien de la production agricole et préservation de la biodiversité. Pourcela, il était nécessaire de : (1) mieux comprendre et prédire le fonctionnement de l'agroécosystème, notamment les mécanismesbiophysiques régissant…

Édition d'un numéro spécial pour Innovations Agronomiques: CoSAC - Conception de Stratégies durables de gestion des Adventices dans un contexte de Changement (Climat, pratiques agricoles, biodiversité)

International audience

Which nitrogen fertilization techniques and crop traits to promote biological weed regulation by competition?

International audience; Background and AimsThe necessary reduction of herbicide use may result in a residual weed flora in arable fields. Moreover, the useof mineral fertilizer must be reduced for environmental reasons. Thus, crop-weed competition for nitrogen mightincrease.Nitrogen competition among plants is driven by soil nitrogen availability and plants traits related to nitrogen nutrition.Selecting species for their nitrogen nutrition traits and adapting nitrogen fertilization (rate, date, number ofnitrogen applications, straw burial or export) could change competitive relationships between plants. Weeds withhigh nitrogen nutrition requirements are often hard to manage and could be ham…

Diversification : de nouveaux traits, de nouvelles espèces pour de nouveaux services et une stabilité des rendements en conditions de faibles intrants

National audience

Weed-DATA Base de données ‘Traits’ des plantes adventices des agroécosystèmes

SPEEAECOLDURGEAPSIéquipe CAPA; absent

Optimiser la régulation biologique des adventices par l’utilisation de couverts végétaux à l’échelle du système de culture

Les couverts végétaux peuvent fournir de nombreux services écosystémiques dont la régulationbiologique des adventices, mais ce n’est pas le service écosystémique qui est principalementmentionné par les agriculteurs. En revanche, il y a une connaissance experte très vaste des couvertsvégétaux, car les agriculteurs expérimentés ont déjà optimisé leur mélange, pour maximiser laproduction de biomasse, la couverture végétale, dans des conditions pédo-climatiques pourtantchangeantes. Mais les combinaisons d’espèces, de densité, de pratiques de gestion sontnombreuses et la connaissance scientifique manque pour identifier des leviers de gestion descouverts végétaux qui assureraient une régulation b…

Response of weed species to water stress: quantification and formalisation in a model of crop-weed interactions

International audience; Reducing herbicide use requires alternative strategies to regulate weeds. In the context of climate change, these alternative strategies must tolerate climatic hazards, among which is water deficit. Simulations models that predict the effects of cropping systems, in interaction with pedoclimate, on crop-weed demography are powerful tools to identify weed management strategies that tolerate climatic hazards. However, due to knowledge gaps, competition for water is rarely included in models of crop-weed demography, which can thus not be used to identify weed management strategies that tolerate water deficit. The present study aimed to quantify the response of weed spec…

Application du phénotypage haut débit à l'étude des interactions plante x microorganismes en conditions de stress

National audience

A trait-based analysis of cover crop strategies for resource acquisition and use: application to weed control in banana cropping systems

International audience

La régulation des adventices dans les systèmes de culture moins dépendants des herbicides : quels rôles de la fertilisation azotée et des caractéristiques variétales ?

National audience; Is it possible to use nitrogen fertilization for weed control? Use of herbicides and mineral fertilizers must be reduced to make cropping systems more sustainable. These changes could lead to the development of a residual weed flora and an increased competition for resources, including nitrogen, between weeds and crops. This project aims at identifying which fertilization techniques and cultivar traits contribute to the biological regulation of weeds by modulating plant‐plant competition for nitrogen and thus help to reduce herbicide use, using a modelling approach (FLORSYS). The first step of the PhD project aimed at introducing plant‐plant competition for nitrogen into …

PheraSys – un projet de modélisation de la dynamique de l'orobanche dans les systèmes de culture

National audience; La gestion de la plante parasite Phelipanche ramosa (L.) Pomel (orobanche) est surtout basée sur des méthodes préventives, notamment le travail du sol et la rotation. Ce parasite peut infecter les racines d'une large gamme d'espèces cultivées mais aussi d'adventices non-parasites. L'objectif de notre projet est de développer un modèle, appelé PHERASYS, quantifiant les effets de système de culture sur la dynamique du parasite, en interaction avec la flore adventice non-parasite, et de le coupler avec le modèle existant FLORSYS qui prédit la flore adventice dans les systèmes de culture. Nous avons déjà développé une version préliminaire à partir de la littérature que nous a…

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

What do we expect from high throughput phenotyping ?

prod ?EASPEGEAPSIGESTADINRAPPHD; What do we expect from high throughput phenotyping ?. Séminaire Chinese Academy of Agricultural Science

Which nitrogen fertilization techniques and crop traits promote weed biological regulation by competition?

International audience; Environmental concerns compel us to reduce agriculturalchemical inputs such as herbicides and mineralfertilizers, particularly nitrogen. Reduced herbicide usemay increase weeds and reduced mineral fertilizationmay limit nitrogen resources. Thus, crop-weed competitionfor nitrogen may increase.Weeds with high nitrogen nutrition requirements areoften hard to manage. They could be disadvantagedby driving crop-weed competition through an adequatechoice of crop species/varieties (according to their nitrogennutrition traits) and/or adaptation of nitrogen fertilization(rate, date, straw burial or export). This studyaimed to identify which crop traits and nitrogen fertilizati…

Mécanismes de régulation biologique des adventices par les couverts végétaux

La régulation biologique des adventices par les couverts végétaux cultivés peut impliquer différents mécanismes. La compétition pour les ressources est le mécanisme considéré comme prépondérant dans la régulation des adventices par les couverts végétaux. L'allélopathie pourrait également jouer un rôle mais ses effets au champ sont difficiles à démontrer car difficiles à dissocier des effets d'autres mécanismes. Les couverts végétaux peuvent également affecter les adventices en modifiant le microclimat à la surface du sol. La régulation des adventices par les couverts végétaux peut également se faire par l'intervention d'organismes auxiliaires, comme des insectes responsables de prédation (c…

Mobiliser des cultures intermédiaires pour réguler des adventices : Mécanismes, mise en oeuvre au champ, évaluation et perspectives de recherche

National audience

Carry over effects of cover crop mixtures and management practices on subsequent crops and weeds in no-till systems

Cover crop (CC) mixtures appear as a promising agroecological tool to suppress weeds andmaintain crop productivity while reducing chemical inputs such as herbicides and nitrogenfertilizers. The weed suppressive effect of CC and CC nitrogen release have been related to CCcomposition, soil resource availability and CC termination methods but the relative effect ofthese factors and their interactions remain poorly documented, especially in the case of CCmixtures. Most studies have focused on the subsequent spring crop, and hence, lacked toinvestigate long-term carry over effects of CC. A two field: year experiment was conducted toinvestigate the effect of CC mixture (2 or 8 species including o…

Prenez-en de la graine !

prod 2018-237 EA SPE BAP GESTAD INRA AGROSUP; National audience

Le rôle de l’azote dans les relations de compétition entre cultures et adventices

Prod 2018-236r GESTAD SPE INRA pole EA; National audience

Effects of species and soil-nitrogen availability on root system architecture traits - study on a set of weed and crop species

Better managing crop : weed competition in cropping systems while reducing both nitrogen and herbicide inputs is a real challenge that requires a better understanding of crop and weed root architecture in relation to soil-nitrogen availability. An original approach was used which considered the parameters of a simulation model of root architecture as traits to analyse (a) the interspecific diversity of root system architecture, and (b) its response to soil-nitrogen availability. Two greenhouse experiments were conducted using three crop and nine weed species grown at two contrasted concentrations of soil-nitrogen availability. Plant traits were measured to characterise both overall plant gr…

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…

Modéliser les couverts cultures : adventices pour étudier le rôle de la diversification des cultures dans les systèmes de culture agro écologiques

National audience; La diversification des cultures est un levier majeur de gestion agroécologique des bioagresseurs. Ce papier illustre avec l'exemple de FLORSYS le rôle des modèles mécanistes de dynamique des adventices pour synthétiser les connaissances, les appliquer à la conception de systèmes de culture, et les transférer vers les acteurs. Des cas d'étude illustrent comment ce modèle sert à évaluer et promouvoir les bénéfices de la diversification des cultures en (1) identifiant les caractéristiques de cultures qui seraient idéales ("idéotypes") pour la gestion agroécologique des adventices, (2) traquant des stratégies de gestion basées sur la diversification des cultures dans des rése…

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

What is needed, what does phenotyping deliver?

prod ?EASPEGEAPSIGESTADINRAPPHD; What is needed, what does phenotyping deliver?. Séminaire Hefei University

Organisation scientifique du colloque

National audience

What are the biological determinants of regeneration of perennial weeds? Effect of fragment weight and bud number on the regrowth of five perennial weed species

Perennial weeds have become an increasing problem with the reduction of herbicide use andtillage. Because of their capacity to regenerate from vegetative organs, such as roots andrhizomes, they must be controlled with different management techniques than annuals. Todate, few studies exist on this topic and farmers often lack solutions to control perennials intheir cropping systems. Management strategies must focus on the depletion of theregenerative organ reserves to hamper the production of new shoots. However, there is aneed for a better understanding of below-ground organs physiology and the determiningfactors of their regrowth capacities.Our aim was to assess the number of shoots and th…

FlorSys: une plateforme expérimentale virtuelle pour l'évaluation d'idéotypes et de systèmes de culture multiperformants pour une gestion agroécologique des adventices

National audience; FLORSYS est un modèle de recherche simulant la croissance et dynamique des cultures et de la flore adventice sur des dizaines d'années en fonction des opérations culturales du système de culture et du pédoclimat. En sortie, le modèle prédit pour chaque jour et en 3D les variables détaillées d'état du peuplement et du sol qui permettent de diagnostiquer la performance des systèmes de culture testés. Des indicateurs synthétiques évaluent la production agricole et les services et dysservices des adventices pour la production, la biodiversité et le sol.Ce modèle sert de plateforme expérimentale virtuelle pour différentes questions et acteurs. Nous avons ainsi testé des systèm…

Comment expliquer l’avantage compétitif des espèces adventices nitrophiles dans les systèmes de cultures conventionnels ?

Plant nitrophily/oligotrophy provides information on the nitrogen richness of their natural habitat. It plays a key role in structuring weed communities. Based on an ecophysiological analysis of the ecological character of nitrophily, our main goal was to better understand the success of nitrophilic weed species and the decline of oligotrophic ones in conventional cropping systems which are characterized by an abundant use of nitrogen fertilizers. A greenhouse experiment was conducted using a range eleven weed and crop species contrasted for their nitrophily status and grown at two different soil-nitrogen concentrations. We show that, compared to an oligotrophic species, a nitrophilic speci…

Combining molecular microbial ecology with ecophysiology and plant genetics for a better understanding of plant-microbial communities' interactions in the rhizosphere.

18 pages; International audience

Effets court terme et long terme de l'introduction de couverts végétaux d’interculture et des pratiques associées sur les adventices

Cet article synthétise les connaissances sur les effets des couverts végétaux d'interculture et des pratiques culturales, associées au système de culture dans lesquels ils sont insérés, sur les adventices. En effet, les pratiques associées à la mise en place des couverts influent sur la flore adventice qui s'établit dans les parcelles et modifient le pool de ressources disponibles. Les effets des couverts sur la flore sont très étudiés durant la période d'interculture. Mais qu'en est-il des effets des couverts (1) sur la capacité des adventices à grainer dans le couvert pour réalimenter et modifier le stock semencier ? (2) sur la flore adventice dans les cultures suivantes ? Ces effets sont…

Impact de la conduite des cultures intermédiaires sur la flore adventice : résultats de l’analyse de 31 essais

Data of 31 field trials were analysed to quantify the impact of cover crops grown during summerfallow on weeds during this period. Results show that weed abundance at the date of cover-cropdestruction greatly varies between experimental locations which differed in terms of pedoclimate,previous crop etc. Cover-crop above-ground biomass did not impact weed plant density. However,weed above-ground biomass decreased with increasing cover-crop biomass. Cover-crop speciesgreatly differed in their ability to reduce weed biomass, according to their own biomass, their speedof soil coverage at early stages and their above-ground plant morphology. Cover crops with highlevels of biomass and rapid soil …

La collection de semences adventices de l’UMR Agroécologie (Dijon)

National audience; Les semences adventices peuvent survivre dans le sol durant de nombreuses années. Le stock semencier constitue ainsi un point fondamental du développement des communautés adventices, en lien avec leur stratégie de survie. Son étude apparaît donc comme un point crucial dans la compréhension de la dynamique des adventices. Au sein de l’UMR Agroécologie, des travaux sont menés pour étudier différents processus biologiques liés au cycle de vie des adventices, les phénomènes de résistance des adventices aux herbicides ainsi que les interactions entre les adventices et d’autres organismes (prédation des graines par des insectes par exemple). Pour soutenir ces activités de reche…

Enfin une méthode pour estimer le statut azoté à l’échelle de la plante dans des couverts hétérogènes !

National audience; Afin de réduire les impacts environnementaux de l’agriculture, les couverts hétérogènes plurispécifiques sont amenés à augmenter. Cette étude, basée sur des expérimentations en serre, vise à repenser l’indice de nutrition azotée (INN), utilisé pour diagnostiquer le statut azoté d’un couvert monospécifique homogène afin d’en piloter la fertilisation azotée. En effet, les formalismes classiquement utilisés pour calculer l’INN varient en fonction de l’environnement lumineux, alors que les plantes des couverts hétérogènes n’ont pas accès au rayonnement lumineux de la même façon. Les résultats ont permis d’identifier que le ratio quantité d’azote aérien / biomasse des feuilles…

Weed suppression in cover crop mixtures under contrasted levels of resource availability

Cover crop (CC) mixtures appear as a promising agroecological tool for weed management.Although CC supress weed growth by competing for resources, their suppressive effect undercontrasting levels of soil resource availability remains poorly documented. A two field: yearexperiment was conducted to investigate the weed suppressive effect of four CC mixtures.They were composed of 2 or 8 species including or not legume species and compared to abare soil control. The experiment included two levels of irrigation and nitrogen fertilisation atCC sowing. The objectives were to assess (i) weed and CC aboveground biomass response toCC mixtures and resource availability, (ii) the weed suppressive effec…

Quelles preuves au champ des effets de l'allélopathie ?

De nombreuses études ont montré des effets de lallélopathie surles adventices au laboratoire, mais quen est-il au champ ? Les travauxpermettent-ils de dissocier les effets de lallélopathie de ceux de lacompétition, principal mécanisme de régulation des adventices ?¾Contexte - Dans quelle mesure l’allélopathie peutelle contribuer à réguler les adventices au champ ?C’est une question controversée qui revêt un intérêtmajeur en agroécologie. Quantifier ses effets présentetoutefois une difficulté : dissocier les effets de l’allélopathie de ceux de la compétition pour les ressources(lumière, eau et minéraux).¾ÉtUDe - Une revue systématique de la littératurescientifique a visé à déterminer s’il ex…

Do tomorrow’s diversified cropping systems need ley pastures?

International audience

Phénotypage racinaire haut débit et ses applications à l'étude des interactions plante x microorganisme

Prod 2019-83f BAP EA SPE GEAPSI SERRES GESTAD INRA; National audience; De nombreuses innovations ont été développées afin de caractériser le fonctionnement des plantes modèles ou cultivées. Ces innovations comprennent de nouvelles méthodes et équipements dédiés à l’analyse des plantes et la gestion des données associées. Ils permettent d’analyser dans des conditions climatiques variées la morphologie, la phénologie et le fonctionnement physiologique des plantes résultant de l’expression de leurs gènes, ce que l’on appelle le « phénotype » d’une plante. Ceci est réalisé à « haut débit » par le biais de la caractérisation non destructive, dynamique et automatisée des phénotypes de milliers de…

High throughput root phenotyping, besides shoot phenotyping

International audience

Processus impliqués dans la dynamique démographique des communautés adventices en réponse aux systèmes de culture

Prod 2018-236g INRA EA SPE GESTAD; National audience

The role and management of crop-weed interactions in agroecological cropping systems

International audience

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.

Deciphering field-based evidences for crop allelopathy in weed regulation

It is now essential to reduce the negative impacts of weed management and especiallyherbicide use. Weed-suppressive crop species/varieties hold promise for integrated andsustainable weed regulation. Competition for resources and allelopathy are the two mainunderlying mechanisms. Unlike competition, which is well studied and established, allelopathyby living crops remains a contentious mechanism. Although it is recognized that plants emit alarge number of substances, the effective role of these molecules is very challenging todemonstrate in the field. A major difficulty to dissociate the effects of allelopathy from thoseof competition for resources.Here we systematically and quantitatively r…

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…

Coupler l’utilisation d’un modèle de simulation et d’une plateforme de phénotypage à haut débit pour caractériser la réponse des adventices à une limitation en eau

National audience; Mieux comprendre les interactions entre compétition pour la lumière et pour l’eau est nécessaire pour concevoir des stratégies durables de gestion des adventices, dans un contexte de changement global. L’objectif de cette étude était de quantifier la réponse de trois espèces adventices à une limitation en eau et, pour cela, de tester une approche méthodologique innovante couplant l’utilisation d’une plateforme de phénotypage à haut débit et d’un modèle de simulation (FLORSYS). Cette étude a permis d’analyser la diversité des réponses des espèces adventices au stress hydrique et de hiérarchiser les processus en fonction de l’intensité de leur réponse à une limitation en ea…

FlorSys – un champ expérimental virtuel pour simuler des couverts culture-adventices plurispécifiques. Application à l'évaluation multicritère et la conception de systémes de culture multiperformants. AI CARYOCA - caractériser les adventices des agroécosystemes tropicaux et capitaliser les connaissances et données pour contribuer à la transition agroécologiques

National audience

Tracking Ideal Varieties and Cropping Techniques for Agroecological Weed Management: A Simulation-Based Study on Pea.

Book of abstract p.110-111; International audience; Pea (Pisum sativum L.) is a key diversification crop but current varieties are not verycompetitive against weeds. The objective of this study was to identify, depending on the typeof cropping system and weed flora, (1) the key pea parameters that drive crop production,weed control and weed contribution to biodiversity, (2) optimal combinations of peaparameter values and crop-management techniques to maximise these goals. For this, virtualexperiments were run, using FLORSYS, a mechanistic simulation model (Colbach et al., 2021,Field Crops Res 261:108006). This individual-based 3D model simulates daily crop-weed seedand plant dynamics over t…

Challenges and opportunities for innovative research on legume nutrition and stress adaptation: an ecophysiologist’s and phenotyping point of view

International audience; Agroecology needs to reconcile agronomy and ecology, preserving and valorizing plant and microbe biodiversity. Legumes have merits for agroecology considering their ecological services. They constitute a protein source and their production relocation give merits for feed and food. However, they are still under represented due to both biotic and abiotic constraints. Research need to increase their profitability through higher and more stable yield and protein content, and new uses in a fluctuating environment [2]. Mechanisms which control nutrient use efficiency have to be highlighted i) considering nutrient acquisition, storage, remobilization [3] ii) under various c…

What are the biological determinants of regeneration of perennial weeds ? Effect of fragment weight and bud number on the regrowth of Elymus repens

Perennial weeds have become an increasing problem with the reduction of herbicide use and tillage. Because of their capacity to regenerate from vegetative organs, such as roots and rhizomes, they must be controlled with different management techniques than annuals. To date, few studies exist on this topic and farmers often lack solutions to control perennials in their cropping systems. Management strategies must focus on the depletion of the regenerative organ reserves to hamper the production of new shoots. However, there is a need for a better understanding of below-ground organs physiology and the determining factors of their regrowth capacities. Our aim was to assess the number of shoot…

Couverts d’interculture: quel impact sur la flore adventice ?

L’architecture racinaire des adventices en relation avec la disponibilité en azote du sol

EASPEGESTAD INRA; Mieux gérer la compétition culture : adventice dans des systèmes de culture moins dépendants de l’azote minéral et des herbicides nécessite de mieux connaître l’architecture racinaire des cultures et des adventices en lien avec la disponibilité en azote du sol. Pour cela, nous avons mené deux essais en serre sur douze espèces cultivées et adventices, cultivées à deux concentrations contrastées en azote du sol. Nous avons utilisé les paramètres d’un modèle d’architecture racinaire comme traits pour comparer les espèces et analyser la réponse de l’architecture racinaire à la disponibilité en azote. Les traits racinaires étudiés sont variables entre les espèces mais peu affec…

Modelling crop-weed canopies as a tool to optimise crop diversification in agroecological cropping systems

International audience

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…

Mise au point d’un dispositif experimental pour caractériser le tropisme racinaire

EASPEGESTAD INRA; Le tropisme racinaire correspond à l’orientation des racines au sein d’un système racinaire. On parle de gravitropisme positif lorsque le système racinaire s’étend principalement dans une direction verticale, et de plagiotropisme lorsque la direction est principalement horizontale, toutes les situations existant entre ces deux extrêmes. Notre objectif a été de mettre au point un dispositif permettant l’étude du tropisme racinaire adapté à une majorité d’espèces herbacées annuelles (adventices et cultivées, monocotylédones et dicotylédones), et permettant une croissance en 3-D du système racinaire. Le dispositif est constitué d’un bac contenant du sol, ainsi que des cadres …

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.

Ecophysiological analysis of the nitrophily of weed species

International audience

ILS3 highlighted nice results and challenging opportunities for innovative research on grain legume. Legume Perspective

From simple visualization to detailed understanding of plant and microbes interactions, using ‘pheno’ methods and models

International audience

Pherasys - Un projet de modélisation de la dynamique de l’orobanche dans les systèmes de culture

La gestion de la plante parasite Phelipanche ramosa (L.) Pomel (orobanche) est surtout basée sur des méthodes préventives, notamment le travail du sol et la rotation. Ce parasite peut infecter les racines d'une large gamme d'espèces cultivées mais aussi d'adventices non-parasites. L'objectif de notre projet est de développer un modèle, appelé PHERASYS, quantifiant les effets de système de culture sur la dynamique du parasite, en interaction avec la flore adventice non-parasite, et de le coupler avec le modèle existant FLORSYS qui prédit la flore adventice dans les systèmes de culture. Nous avons déjà développé une version préliminaire à partir de la littérature que nous avons utilisée pour …

How to model crop-weed competition for soil resources: Connecting the STICS soil submodel to the FLORSYS weed dynamics model

International audience

Editorial : Gestion des adventices : quelles opportunités et quels effets des couverts végétaux ?

Effets de la fertilisation azotée et du choix des espèces/variétés cultivées sur l’assemblage des communautés. Comment les optimiser pour favoriser la régulation biologique des adventices dans des systèmes de culture durables ?

National audience; La nécessaire diminution de l’usage des herbicides et des engrais minéraux dans les systèmes de culture pourrait entraîner le développement d’une flore adventice résiduelle et une compétition accrue pour les ressources, notamment azotées, entre cultures et adventices. L’objectif de cette thèse est d’analyser dans quelle mesure optimiser les techniques de fertilisation azotée et le choix des espèces/variétés cultivées pourrait fournir un levier pour piloter les communautés végétales, afin de favoriser la régulation biologique des adventices par compétition pour l’azote, et ainsi réduire l’usage des herbicides. Un premier volet vise à compléter et paramétrer le modèle FLORS…

The response of weed and crop species to shading: measurement and prediction from traits

International audience; Crops compete with weeds for light, and choosing competitive crop species is a major lever for managing weeds. The present study aimed to (1) measure the range of species parameters that drive light competition in contrasting crop and weed species of temperate European arable crops, (2) relate the parameter values which are difficult to measure to species traits that are easier to access, by establishing trait-parameter relationships, (3) integrate the measured parameter values into the FlorSys model which simulates weed dynamics and crop canopy growth in virtual fields over the years with a daily time step, and (4) run simulations to investigate which crop and weed …

Effets de la fertilisation azotée et du choix des espèces/variétés semées sur l’assemblage des communautés. Comment les optimiser pour favoriser la régulation biologique des adventices dans des systèmes de culture durables ?

National audience; La nécessaire diminution de l’usage des herbicides et des engrais minéraux dans les systèmes de culture pourrait entraîner le développement d’une flore adventice résiduelle et une compétition accrue pour les ressources, notamment azotées, entre cultures et adventices. L’objectif de cette thèse est d’analyser dans quelle mesure optimiser les techniques de fertilisation azotée et le choix des espèces/variétés cultivées pourrait fournir un levier pour piloter les communautés végétales, afin de favoriser la régulation biologique des adventices par compétition pour l’azote, et ainsi réduire l’usage des herbicides.Un premier volet vise à compléter et paramétrer le modèle FLORSY…

Mieux connaître la diversité des semences des espèces adventices

La dynamique des communautés adventices annuelles est fortement liée à la réserve de semences contenues dans le sol des parcelles cultivées. Le devenir de ces semences dans le sol dépend non seulement du milieu, des pratiques culturales réalisées mais aussi des caractéristiques biologiques de chaque espèce. Mieux connaître cette diversité des semences adventices reste indispensable dans une évaluation des services positifs et négatifs que peut rendre une communauté de mauvaises herbes.La diversité des semences adventices est importante à connaitre pour (1) savoir comment mieux gérer les adventices en limitant le recours aux herbicides de synthèse, (2) mieux comprendre leur rôle dans les cha…

Atelier de co-conception des systèmes de culture de la plateforme CA-SYS

Durant deux jours, l'INRA de Dijon a reçu une quarantaine de personnes, agriculteurs en semis direct sous couvert, agriculteurs biologiques, expérimentateurs, conseillers, chercheurs, pour initier la conception des systèmes de culture qui seront testés sur la plateforme CA-SYS (https://www6.inra.fr/plateforme-casys/). la première journée est consacrée à des échanges avec le groupe afin de discuter des enjeux autour des systèmes agroécologiques, des expériences de chacun. Cette journée est l'occasion de construire une boite à outils pour la conception des systèmes, en réalisant un inventaire des techniques agroécologiques selon des services attendus (Gestion des adventices, des maladies, des…

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…

Modelling crop-weed canopies as a tool to investigate the role of crop diversification in agroecological cropping systems

International audience

Comment identifier des idéotypes adaptés à la régulation des adventices ? Présentation de l’approche développée dans le Casdar RAID

National audience

Quels traits des cultures et des adventices expliquent la perte de rendement due à la compétition pour la lumière ?

National audience; Cultures et adventices sont en compétition pour la lumière, et choisir des cultures compétitives est un levier majeur de gestion intégrée des adventices. L'objectif de cette étude était de : (1) mesurer les paramètres qui déterminent la compétition pour la lumière de 25 espèces adventices et 30 cultures ; (2) établir des relations fonctionnelles pour estimer ces paramètres difficiles à mesurer à partir de traits d'espèces faciles à mesurer ou accessibles dans des bases de données ; (3) intégrer les paramètres dans le modèle FLORSYS qui simule la dynamique de levée des adventices et la croissance des adventices et cultures dans un champ virtuel au fil des années; (4) ident…

CoSAC, un projet pour la Conception de Stratégies durables de gestion des Adventices dans un contexte de Changement : climat, pratiques agricoles, biodiversité). Introduction

SPEGESTAD INRA; Le projet CoSAC regroupe des partenaires de la recherche et du développement afin de (1) quantifier et comprendre, à l'aide d'expérimentations, les effets de pratiques agricoles innovantes sur les adventices et le fonctionnement de l'agroécosystème, (2) développer des outils prédisant les effets des pratiques agricoles et du pédoclimat sur la flore adventice, (3) utiliser ces outils pour concevoir des stratégies de gestion durable des adventices et d'évaluer leurs performances dans différents contextes de changements (pratiques agricoles, climat, biodiversité), (4) permettre l'adoption de ces stratégies innovantes par les agriculteurs. Le séminaire de mi-parcours présente le…

Enfin une méthode pour estimer le statut azoté à l’échelle de la plante dans des couverts plurispécifiques !

National audience; Dans le contexte de l’agroécologie, les couverts plurispécifiques augmenteront. Il faut donc repenser certains outils de diagnostic de l’état des couverts, pour la plupart développés pour des couverts monospécifiques. C’est le cas de l’indice de nutrition azotée (INN), classiquement utilisé en agronomie pour diagnostiquer le statut azoté d’un couvert afin d’identifier d’éventuelles situations de carence en azote et, sur cette base, piloter la fertilisation. L’INN est calculé avec la courbe critique de dilution de l’azote qui indique la teneur en azote optimale d’une plante pour maximiser sa croissance. Cette courbe ne peut pas être utilisée pour des plantes de couvert plu…

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

Carry over effects of cover crop mixtures and management practices on subsequent crops and weeds in no-till

Which potential of service plants for ‘multi-pest’ regulation in agroecosystems? An integrative conceptual framework highlighting complementarities in mechanisms and traits

International audience; Alternatives to synthetic pesticide use are required to increase the sustainability of crop protection strategies. Identifying technical options based on the biological regulation of pests (pathogens, animal pests and weeds) is a promising and complex challenge. Among the options to be developed are ‘service plants’, also called ‘cover plants’, ‘companion plants’ or ‘biocontrol plants’. The principle is to sow these plants, either in association or in rotation with cash crops, to provide different ecosystem services, among which pest regulation. Past studies demonstrated the usefulness of service plants for regulating one category of pest, i.e. either pathogens, anim…

Coordination et édition de l'acte du colloque

National audience; Le projet CoSAC regroupe des partenaires de la recherche et du développement afin de (1) quantifier et comprendre, à l'aide d'expérimentations, les effets de pratiques agricoles innovantes sur les adventices et le fonctionnement de l'agroécosystème, (2) développer des outils prédisant les effets des pratiques agricoles et du pédoclimat sur la flore adventice, (3) utiliser ces outils pour concevoir des stratégies de gestion durable des adventices et évaluer leurs performances dans différents contextes de changements (pratiques agricoles, climat, biodiversité), (4) permettre l'adoption de ces stratégies innovantes par les agriculteurs. Ce séminaire final présente les résult…

Response and effect traits of arable weeds in agro-ecosystems: a review of current knowledge.

25 pages; International audience; Integrating principles of ecological intensification into weed management strategies requires an understanding of the many relationships among weeds, crops and other organisms of agro-ecosystems in a changing context. Extensively used during the last two decades in weed science, trait-based approaches have provided general insights into weed community response to agricultural practices, and recently to understanding the effect of weeds on agro-ecosystem functioning. In this review, we provide a holistic synthesis of the current knowledge on weed response and effect functional traits. Based on the literature and recent advances in weed science, we review cur…

The response of weed species to water stress

International audience; Reducing herbicide use requires identifying alternative strategies to regulate weeds. Using crop species that are more competitive for resources than problematic weed species is one lever, but requires a better understanding of weed response to water stress. The present study aimed to quantify the response of three weed species to water stress. In a greenhouse experiment, Alopecurus myosuroides, Amaranthus hybridus and Abutilon theophrasti were grown at 4-5 water regimes, ranging from 75 to 20% of the water holding capacity. Plants were grown individually in pots. Each pot was automatically weighted three times per day, and watered whenever necessary to reach the tar…

Aptitude à la compétition pour les ressources d’espèces végétales des agroécosystèmes : mieux la connaître pour piloter la régulation biologique des adventices ?

HDR CONFIDENTIELLE SPE GESTAD INRA

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…