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 …

Une courte présentation de FLORSYS

Are No-Till Herbicide-Free Systems Possible? A Simulation Study

Conservation agriculture (CA) allows farmers to reduce costs and enhance soil health, buttends to increase either weed infestation and associated crop yield loss, and/or herbicide use.We aimed to investigate how much tillage contributes to reducing weed infestation and yieldloss, and which systems and weed species are the most affected if tillage is deleted. Wecollected farming practices on 395 arable cropping systems from Spain and France, andsimulated them over 30 years and with 10 weather repetitions, using FLORSYS. This processbased model (Colbach et al., 2021, Field Crops Res 261:108006) simulates daily multi-speciesweed floras and crop canopies from cropping systems and pedoclimate ov…

Analyse et modélisation des effets des pratiques agricoles sur les services et disservices écosystémiques dépendant des adventices – Application à l’évaluation et la conception de systèmes de culture économes en herbicides

Coexistence of rapeseed varieties in time and space : using GeneSys model to adapt cropping systems

International audience

Effect of environmental conditions on Alopecurus myosuroides germination - I : Effect of temperature and light

International audience

Dormancy and longevity of soil-buried weed seeds : from examples to generalization

EA SPE EcolDur GEAPSI CT3 CT1EA SPE EcolDur GEAPSI CT3 CT1; The main part of the life-cycle of weeds, especially in cultivated fields, is spent as seeds buried in the soil. Longevity and dormancy are two major traits driving weed survival and infestation in the framework of crop rotation and management. Modelling allows inference of these key processes from morpho-anatomical description of the seeds, thus avoiding long-term germination studies of buried seeds over the years. Two new sets of experimental data on two different weeds offer the opportunity to compare actual results to predicted values. This study deals with cornflower (Centaurea cyanus), a winter weed of cereals and oilseed rap…

Modélisation de la dispersion de transgènes à l'échelle de paysages agricoles

Rapport scientifique de fin de contrat. Appel d'offres : impact des OGM

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…

Effects of seed production and storage conditions on blackgrass (Alopecurus myosuroides) germination and shoot elongation

Abstract Blackgrass is a common winter annual grass weed in autumn-sown crop rotations in Atlantic European countries. Control with a minimum amount of herbicides in integrated cropping systems would be facilitated by modeling the effect of cropping systems on its demography. To develop the submodel relating weed seed bank to emerged seedlings, laboratory experiments were conducted to analyze and quantify seed germination and shoot elongation. These processes were studied as a function of environmental conditions during seed production (nitrogen availability, water deficit, plant density, and crop) and of seed characteristics (seed weight, harvest date, storage length, and dry-stored/soil-b…

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…

Les modèles de culture et fonctionnels

National audience

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

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…

Assessing the effect of changes of agricultural practices accompanying herbicide-tolerant crops on agricultural biodiversity. A simulation study with a weed dynamics model

International audience

AlomySys: Modelling black-grass (Alopecurus myosuroides Huds.) germination and emergence, in interaction with seed characteristics, tillage and soil climate. II. Evaluation

International audience; Weed emergence models are increasingly necessary to evaluate and design cropping systems. The model AlomySys was developed for a frequent and harmful weed, i.e. Alopecurus myosuroides Huds. [Colbach, N., Dürr, C., Roger-Estrade, J., Caneill, J., 2005a. How to model the effects of farming practices on weed emergence. Weed Res. 45, 2–17; Colbach, N., Dürr, C., Roger-Estrade, J., Chauvel, B., Caneill, J., 2005b. AlomySys: modelling blackgrass (Alopecurus myosuroides Huds.) germination and emergence, in interaction with seed characteristics, tillage and soil climate. I. Construction. Eur. J. Agronomy] and is based on sub-models predicting (a) soil environment (climate, s…

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…

Genesys : a model of the effects of cropping system on gene flow from transgenic rapeseed

International audience

La modélisation mécaniste pour prédire les processus biophysiques

Prod 2018-236d EA GESTAD INRA pole SPE

Prototypes d’outil d’aide à la décision à partir de FLORSYS pour la gestion intégrée des adventices

EAGESTAD DOCT INRA; Combiner des pratiques culturales est indispensable pour réduire l’utilisation des herbicides et contrôler la flore adventice, mais prévoir les effets de ces combinaisons est complexe. Le modèle "parcelle virtuelle" FLORSYS évalue des systèmes de culture combinant de nombreuses pratiques culturales mais est trop complexe à utiliser. Notre objectif est de développer un outil d’aide à la décision (OAD) basé sur FLORSYS et la forme développée avec des futurs utilisateurs. Les prototypes ont été produits grâce à la fouille de données sur des simulations de FLORSYS via des arbres de régression multivariés. Pour tenir compte des variables non modifiables par un agriculteur, no…

Genesys : a model of the influence of cropping system on gene escape from herbicide tolerant rapeseed crops to rape volunteers I. Temporal evolution of a population of rapeseed volunteers in a field

International audience

Modelling the influence of cropping systems on gene flow from herbicide resistant sugar beet. Adapting the GeneSys model to sugar beet

International audience

Does grassland cover limit the replenishment of weed seed banks during seed rain?

International audience

Assessing non-chemical weeding strategies through mechanistic modelling of blackgrass (Alopecurus myosuroides Huds.) dynamics

 ; Because of environmental and health safety issues, it is necessary to develop strategies that do not rely on herbicides to manage weeds. Introducing temporary grassland into annual crop rotations and mechanical weeding are the two main features that are frequently used in integrated and organic cropping systems for this purpose. To evaluate the contribution of these two factors in interaction with other cropping system components and environmental conditions, the present study updated an existing biophysical model (i.e. AlomySys) that quantifies the effects of cropping system on weed dynamics. Based on previous experiments, new sub-models were built to describe the effects on plant survi…

Sensitivity to oilseed rape gene flow in two European contrasted regions

 ; absent

Prediction of germination rates of weed species: Relationships between germination speed parameters and species traits

International audience; In fields, the timing of weed emergence flushes is mostly related to the timing and rate of seed germination, which depend on seed dormancy level, soil temperature and water potential conditions as well as soil tillage and crop sowing date. Seed germination parameters are essential in weed dynamics models to account for the effects of soil conditions on weed demography. Since these parameters are difficult to measure, our objective was to test the possibility of estimating them from easily accessible information. Seed germination parameters (germination lag-time, time to mid-germination and mid-germination rate) were measured or collected from the literature for 25 w…

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…

GENESYS, un modèle pour évaluer et concevoir des systèmes de coexistence

National audience

Using the GeneSys model quantifying the effect of cropping systems on gene flow from GM rape varieties to rape volunteers for evaluating and designing scenarios for co-existence of GM, non-GM and organic crops

International audience

Estimating seed production of three Setaria species in row crops

International audience

The role of models in management and conservation of weeds

Session 7 - Options and perspectives in weed managementEASPEEcolDurCT1; Weeds are both a harmful crop pest and an important component of biodiversity. Moreover, herbicide use must be reduced to limit its impact on environment, and weed control must now combine numerous management techniques with partial efficiency aiming at preventing weed occurrence. Biological regulations of weeds by other biotic components could also contribute to control infestations. Thus, new cropping systems are needed, combining numerous techniques and aiming at both maximising weed-related biodiversity and minimising weed harmfulness.[br/]Weed dynamics models are increasingly used to design innovative cropping syst…

Sensitivity analyses for a model simulating demography and genotype evolutions with time. Application to GENESYS modelling gene flow between rape seed varieties and volunteers

International audience

Comment représenter la dispersion des adventices dans les modèles : comparaison par analyse de sensibilité

Prod?EASPEGESTAD INRA; L’utilisation de modèles est une approches pertinente pour identifier des agencements d’habitats semi-naturels dans le paysage qui permettent à la fois de maîtriser les abondances d’adventices et de préserver leur rôle dans les services écosystémiques. La prise en compte de l’échelle du paysage nécessite d’inclure dans ces modèles la représentation du processus de dispersion de ces espèces. L’objectif de ce travail était d’explorer le comportement d’un modèle spatial à cette représentation de la dispersion par différentes courbes de dispersion. La variation des sorties de modèles a été analysée pour déterminer les effets relatifs des systèmes de culture, de la composi…

Assessing the indirect and long-term ecological impacts of innovation in agriculture is a real challenge: the GM example

All innovation in agriculture constitutes a significant and complex ecological disturbance, even if limited to a single and simple action. Indeed, whatever the nature and objective of the action, a large number of ecological processes are affected and numerous discontinuities may occur within the agro-ecosystem, in both time and space. As the GMO example illustrates, it is not sufficient to focus on direct effect of innovation, it is necessary to forecast mid- and long-term impacts of innovation with respect to the environment. Modelling phenomena appear then to be a key element to achieve this goal.

Apport de composts, fumiers ou lisiers : que deviennent les graines des « mauvaises herbes » ?

Les composts, fumiers ou lisiers contiennent des graines d’adventices ou « mauvaises herbes » qui peuvent représenter un frein à la valorisation de ces matières organiques en agriculture. Des chercheurs de l’Inra ont mis en évidence que l’azote apporté par les fumiers favorise la germination précoce de certaines semences adventices produites après l’apport des matières organiques au sol. Cet azote les empêche ainsi de se développer dans les cultures suivantes, en cas de travail du sol ou de traitements herbicides avant le semis de ces cultures.

Quelles pratiques permettent de réduire les herbicides sans perdre du rendement ? Diagnostic de pratiques d'agriculteurs

L'objectif était d'analyser les pratiques d'agriculteurs afin de comprendre les relations entre usage d'herbicides, niveau d’infestation par les adventices et pertes de rendement. Nous avons collecté et simulé avec FLORSYS 272 systèmes de culture d'agriculteurs de 7 régions avec la flore adventice typique de ces régions, puis sans aucune adventice, et enfin sans l’usage d’herbicides (et ce sans changer les autres pratiques). Les résultats montrent que (1) la perte de rendement augmente avec la biomasse adventice, (2) il n'y a pas de corrélation entre IFT herbicide d'une part, biomasse adventice et perte de rendement d'autre part (3) les agriculteurs compensent la réduction herbicide par des…

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 …

Colza et maïs: Assurer la coexistence de filières OGM et conventionnelles

National audience; Des travaux menés dans le cadre du projet européen SIGMEA1 ont montré que la gestion de la coexistence doit être suffisamment flexible pour permettre une réponse efficiente à des niveaux de risques hétérogènes, et que la maîtrise des repousses est indispensable dans le cas du colza.

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…

Neutral modelling of agricultural landscapes by tessellation methods: the GenExP-LandSiTes software - Application to the simulation of gene flow

International audience; We present a three steps approach that aimed at simulating neutral agricultural landscape models: (1) we characterized the geometry of three real field patterns; (2) we generated simulated field patterns with two tessellation methods attempting to control the value of some of the observed characteristics and, (3) we evaluated the simulated field patterns. The first two steps were integrated to the GenExP-LandSiTes software that thus simulates two-dimensional agricultural landscapes. It is written in Java, and it is freely accessible through a Gnu Public Licence. For the third step, we considered that good simulated field patterns should capture characteristics of rea…

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

How to manage the impact of gene flow on oilseed rape grain quality? Simulation case studies of three contrasted landscapes

Abstract Grain admixture due to gene flow of oilseed rape (OSR) could be economically damaging. Different strategies are currently used or proposed to manage grain quality, ranging from homogenisation at the silo level to tactical decision rules at the field level. The relevance of these general strategies was appraised in the case of genetically modified (GM) OSR in three contrasted regions in Europe: Beauce Blesoise (France), Schleswig-Flensburg (Germany), and Fife (UK). Field patterns, crop allocation and agricultural practices were derived from existing datasets and complementary field surveys. Then a gene flow simulator was used to assess how the local contexts influenced the grain adm…

Effect of environmental conditions on Alopecurus myosuroides germination - II : Effect of moisture conditions and storage length

International audience

Impact de la flore adventice sur la rétention des pesticides : développement d’un nouvel indicateur pour l’évaluation des systèmes de culture

Weeds are usually considered as harmful for crops but they are essential for biodiversity. Indicators were already developed using the model FLORSYS (Colbach et al., 2014) to evaluate the cropping system in term of harmfullness or benefits related to weed flora. We thus propose a new indicator to evaluate the potential of pesticide retention by weed flora and its impact on pesticide transfer into the environment. The indicator is divided in two parts i) herbicide application efficiency (herbicides interception by weeds), ii) plant uptake for the others pesticides. Several cropping systems have been simulated with the FLORSYS model. Preliminary results have been analyzed using the tree regre…

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…

Evaluation and use of a spatio-temporal model of cropping system effects on gene escape from transgenic oilseed rape varieties. Example of the GENESYS model applied to three co-existing herbicide tolerance transgenes

International audience

Méta-modélisation de l’interception de la lumière dans un couvert cultures: adventices

EAGESTAD DOCT INRA; Dans le modèle parcelle virtuelle de dynamique de la flore adventice, FLORSYS, 70% du temps de calcul est utilisé par le module 3D d’interception de la lumière dont dépend la compétition des cultures et des adventices pour la lumière et la croissance des plantes. Afin d’accélérer le calcul, nous avons utilisé une méthode pour méta-modéliser le module. Cette méthode permet aussi réaliser une analyse de sensibilité. La hauteur et la largeur des plantes ont été identifiées comme des variables primordiales pour prédire l’interception de la lumière par le couvert.

Relevance of modelling for assessing spatial and temporal effects of GMOs - upscaling

International audience; Gene flow is a common phenomenon for crop species and its implications for Genetically Modified Plants have raised new concerns. Undesirable effects related to gene flow may result in ecological or agronomic considerations (persistence of feral plants, creation of new weeds; impacts on biodiversity) as well as in commercial considerations (adventitious presence of GMOs in conventional crop production affecting its competitiveness in the marketplace). Consequently, the coexistence between different types of crops has become a major issue and has to be addressed per se whatever are the actual ecological, agronomic and safety impacts. On-farm gene flow occurs both in ti…

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

National audience

Expérimentarium - de jeunes chercheurs à la rencontre d'élèves de la primaire au lycée, Collèges et lycées, Dijon (21), mars 2017. Développement d’un outil d’aide à la décision pour la gestion intégrée des adventices

National audience

Valoriser la diversité cultivée pour réguler les adventices : casdar raid

International audience

Proposing a set of simulation-based indicators to assess harmfulness and biodiversity resulting from weeds in agroecosystems

International audience; Weeds are both a harmful pest and an important trophic resource for many biotic components. Moreover, herbicide use must be reduced to limit its impact on environment and human health. Consequently, new cropping systems are needed that both maximise weed-related biodiversity and minimise weed harmfulness. Weed dynamics models are increasingly used to design innovative cropping systems but they only consider weed densities and/or crop yield loss. Thus, the objective of the present study was to develop a set of indicators to assess weed-related harmfulness and biodiversity and to connect them to the FLORSYS model. The FLORSYS model is to date the only multispecific wee…

Genesys : a model of the influence of cropping system on gene escape from herbicide tolerant rapeseed crops to rape volunteers II. Genetic exchanges among volunteer and cropped populations in a small region

International audience

Utilisation du modèle FLORSYS comme outil d’aide à la conception de systèmes de cul-ture innovants performants pour la gestion durable des adventices : exemple d’un groupe DEPHY Ferme de l’Eure

International audience; Les systèmes de culture d’un groupe DEPHY Ferme de l’Eure, majoritairement spécialisé en grande culture, ont été évalués avec le modèle de dynamique de la flore adventice FLORSYS. Les objectifs de ce groupe sont l’amélioration de la durabilité de leurs systèmes et le maintien ou la réduction de leur utilisation de produits phytosanitaires, dont les herbicides (avec un Indice de Fréquence de Traitement herbicides de 1,2 en moyenne). L’évaluation porte sur une étape de l’innovation, en comparant le système de culture actuelle-ment pratiqué aux systèmes innovants envisagés pour chaque agriculteur membre du groupe. Sur 17 sys-tèmes innovants évalués, 7 permettraient une …

Recherche de systèmes de cultures à moindre risque de maladies du pied et des racines de blé - A : Influence de la succession culturale

International audience

Modelling the effects of cropping systems on weed dynamics: the trade-off between process analysis and decision support

Models are essential to synthesize knowledge on weeds and to design integrated weed-management strategies. These models must rank cropping systems as a function of weed infestation, and account for variability in effects to estimate probabilities of success or failure. Three case studies are presented: (1) an empirical static single-equation model that directly relates weed biomass to crop management, with few inputs and parameters, (2) a matrix-based multiannual model predicting a few key weed stages annually, from weed control options and a few parameters, (3) a mechanistic process-based multiannual model predicting detailed soil, crop and weed state variables daily, with an individual-ba…

Changing agricultural practices modifies the species and trait composition of the weed flora. A simulation study using a cropping system model

International audience; Cropping systems change over time to adapt to socio-economical and environmental constraints and to profit from technological innovations. These changes can result in unexpected side-effects which are difficult to determine in fields. The objective of the present study was to use a cropping system model to evaluate the impacts of modified agricultural practices ex ante on weeds. The FLORSYS model quantifies the effect of crop succession, management techniques and climate on multi-specific weed dynamics over the years; it was parameterized with functional relationships predicting model parameters (e.g. pre-emergent seedling mortality) from species traits (e.g. seed ma…

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…

Editorial commitee. European Journal of Agronomy

Editorial commitee de la revue European Journal of AgronomyEAGESTADCT1EJ2; Editorial commitee. European Journal of Agronomy

Recherche de systèmes de cultures à moindre risque de maladie (pied et racines du blé) - B : Influence de l'itinéraire technique

National audience

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…

Modelling vertical and lateral weed seeds movements during mouldboard ploughing with a skim-coulter

National audience

Pratiques agronomiques innovantes pour réduire l'utilisation des pesticides

National audience

Le rôle des modèles pour l'évaluation multicritère et la conception multi-objectif de systèmes de culture pour la gestion des adventices

Weeds are both harmful for crop production and important for biodiversity in agricultural landscapes. Moreover, we need to reduce herbicide use to limit environmental impacts. We therefore must design new cropping systems optimising all cultural techniques and reconciling agricultural production on one hand, herbicide reduction and biodiversity on the other hand. The objective of our study was to illustrate how to (1) develop models quantifying the effects of cropping systems on weed dynamics, (2) integrate interactions between weeds and other biotic components, (3) translate weed flora into a series of indicators of the impact on production and biodiversity, (4) use the model for multicrit…

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

National audience

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…

Modelling crop rotation including temporary grasslands for weed management

Session 3 - Crop modellingEAEcolDur; absent

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…

Évaluation par simulation des performances et de la durabilité de systèmes de culture innovants pour la gestion durable des adventices : exemple d’un groupe DEPHY Ferme de l’Eure

International audience; Les systèmes de culture d’un groupe DEPHY Ferme de l’Eure, majoritairement spécialisé en grande culture, ont été évalués avec le modèle de dynamique adventice FLORSYS. Les objectifs de ce groupe sont l’amélioration de la durabilité de leurs systèmes et le maintien ou la réduction de leur utilisation de produits phytosanitaires, dont les herbicides. L’évaluation porte sur une étape de l’innovation, en comparant le système de culture actuellement pratiqué aux systèmes innovants envisagés. Avec un indice de fréquence de traitement (IFT) herbicides moyen de 1,2 dans les systèmes de culture pratiqués, les systèmes innovants proposés par les agriculteurs permettent (à deux…

Effects of seed traits on weed seedbank dynamics in response to seed depth and soil structure

International audience; Weed seedling establishment in fields strongly depends of soil tillage because it determines both seed depth and soil structure. Species can differ in their ability to develop after germination a shoot able to grow towards the soil surface. The length of the pre-emergent shoot growth is limited and seed size could be a key functional trait related to the maximum shoot growth. Besides, during pre-emergent growth, a proportion of seedlings can remain blocked under obstacles into the soil. This mortality could be linked to the hypo- or epicotyl morphology. This trait could be correlated to the emergence force exerted at the extremity of the shoot in the soil. The maxima…

Management of herbicide-resistant weed beet: a simulation study

International audience; In regions of sugar beet cultivation, weed beet infestations are responsible for economic losses. Weed beet belongs to the same species as the cropped plant, thus rendering herbicide control impossible in conventional sugar beet where costly practices such as manual weeding of bolters must be carried out instead. Genetically-modified herbicide-tolerant (GMHT) sugar beet varieties might provide an alternative in fields heavily infested with weed beet. However, accidental bolting of GMHT plants would result in pollen-mediated transgene flow towards weed beets. The objective of the present paper was to use a spatiotemporal simulation model for comparing three production…

Combining expert knowledge and models in participatory workshops with farmers to design sustainable weed management strategies

International audience; In order to design cropping systems reconciling cropproduction, biodiversity and reduced herbicide use, weorganized participatory workshops with farmers in theChampagne region (North-Eastern France). Methodscombined cropping-system prototyping by farmers, expertopinion and models. In a first meeting, farmers determinedtheir objectives and constraints, and chose areference system existing in one of their farms (oilseedrape/winter wheat/winter wheat/spring barley heavilyinfested by autumnal grass weeds). In a secondmeeting, two sets of prototypes were designed by twoseparate groups, using the Mission Ecophyt’eau® tool(https://ecophytopic.fr/pour-aller-plus-loin/outil-m…

Évaluation du modèle de dynamique de flore multispécifique FLORSYS. Analyse d'incertitude, domaine de validité, erreur de prédiction et règles d'utilisation

EAGESTAD INRA; L'objectif est de faire la synthèse des différentes études d'évaluation de FLORSYS (Colbach et al., 2016; Colbach et al., 2006; Colbach et al., 2014; Gardarin, 2008) et d'évaluer la dernière version de FLORSYS pour déterminer son domaine de validité, son erreur de prédiction, les processus à améliorer ou rajouter et des règles d'utilisation. L'évaluation de FLORSYS s’est faite en plusieurs étapes, analysant : (1) la cinétique et la densité de levée des adventices et de la survie du stock semencier en fonction des conditions thermiques, hydriques et structurales du sol, et des traits d'espèces, (2) la pénétration de la lumière dans les couverts hétérogènes, (3) la dynamique de…

A preliminary approach for modelling the effects of cropping systems on the dynamics of broomrape ( Phelipanche ramosa) in interaction with the non-parasitic weed flora

International audience; The current decrease in herbicide use may increase and diversify weed flora in crops as well as companion bioagressors spreading via weeds. Among these bioagressors is Phelipanche ramosa (L.) Pomel, a parastic plant which is very harmful on oilseed rape. The objective of the present work was to develop a new model (called PheraSys) of the effects of cropping systems on parasite dynamics, in interaction with non-parasitic weed hosts. The structure of this first model version was based on models developed for other parasitic plants and on FlorSys which quantifies the effects of cropping systems on non-parasitic weed flora. PheraSys was parametrized with preliminary val…

Modelling black-grass (Alopecurus myosuroides Huds.) germination and emergence, in interaction with seed characteristics and movements and soil climate

National audience

Évaluation de la valeur pollinisatrice de la flore adventice de différents systèmes de culture

EAGESTAD INRA; Les adventices dans les écosystèmes agricoles, en bord de champ comme dans la parcelle, sont une source de nectars et de pollen pour les pollinisateurs. Un indicateur évaluant la valeur pollinisatrice à partir des traits floraux a été développé pour différents groupes, abeilles, bourdons, syrphes, d’une part et papillons de l’autre. Deux méthodes d’agrégation de cet indicateur avec les sorties du modèles FLORSYS sont testées pour un ensemble de 181 systèmes de culture simulés sous FLORSYS.

GeneSys-Colza : un modèle des effets des pratiques culturales sur les flux de gènes entre champs de colza et repousses dans un espace agricole au cours du temps

National audience

Modelling the effect of genotype on gene flow between rapeseed volunteers and crops

*UMR d'Agronomie, Bibliothèque, 78850 Thiverval-Grignon Diffusion du document : UMR d'Agronomie, Bibliothèque, 78850 Thiverval-Grignon; International audience

Simulation study of the effects of intensified crop management in genetically manipulated maize on arable weed flora and associated fauna

International audience; Cultivation of GM crops with herbicide tolerance is mostly associated with changes in crop and weed management, like simplified rotations, simplified tillage and change from selective herbicides to the broadband glyphosate. All of these management practices decrease weed densities in crops and change their composition. Although weeds cause yield loss and harvest problems, they are an important part of arable biodiversity and offer food and habitat for different groups of animals. A simulation study was conducted to analyse indirect effects of intensified cropping in GM maize on biodiversity. The dynamic crop: weed model FlorSys was used to simulate weed densities and…

Blackgrass (Alopecurus myosuroides Huds.) seed dispersal from a single plant and its consequences on weed infestation

Blackgrass (Alopecurus myosuroides Huds.) seed dispersal from single mother-plants was studied in two experiments. For the first experiment, eight blackgrass plants of different heights and number of ears were produced in a greenhouse with the help of different in sowing densities and nitrogen nutrition levels. At the beginning of seed shedding, the plants were placed outside, and seeds were gathered daily. Daily seed dispersal was analysed by fitting a Weibull equation to the number of seeds as a function of distance to the mother-plant. The second experiment was carried out in a field comprising winter barley and spring barley plots as well as bare soil. In each of these three parts, two …

GeneSys-Colza : un modèle des effets à moyen et à long terme des systèmes de culture sur les flux de gènes entre champs de colza et repousses dans un espace agricole

National audience

Modelling the effects of cropping systems on the dynamics of a parasitic weed, Phelipanche ramosa, in interaction with the non-parasitic weed flora

International audience; The current decrease in herbicide use may increase and diversify weed flora in crops as well as companion bioagressors spreading via weeds. Among these bioagressors is Phelipanche ramosa, a parastic plant which is very harmful on oilseed rape. The objective of the present work was to develop a model (called PHERASYS) of the effects of cropping systems on parasite dynamics, in interaction with non-parasitic weed hosts. The structure of the first model version was based on models developed for other parasitic plants and on FLORSYS which quantifies the effects of cropping systems on non-parasitic weed flora. PHERASYS was parametrized with preliminary values from literat…

Modelling the influence of cropping systems on gene flow for transgenic rapeseed. Presentation of model structure, and simulations

International audience

Using the GeneSys model quantifying the effect of cropping systems on gene flow from GM rape varieties to rape volunteers for designing and evaluating scenarios for co-existence of GM, non-GM and organic crops

International audience

Evaluating field-scale sampling methods for the estimation of mean plant densities of weeds

The weed flora (comprising seven species) of a field continuously grown with soyabean was simulated for 4 years, using semivariograms established from previous field observations. Various sampling methods were applied and compared for accurately estimating mean plant densities, for differing weed species and years. The tested methods were based on (a) random selection wherein samples were chosen either entirely randomly, randomly with at least 10 or 20 m between samples, or randomly after stratifying the field; (b) systematic selection where samples were placed along diagonals or along zig-zagged lines across the field; (c) predicted Setaria viridis (L.) P. Beaux seedling maps which were us…

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 …

ALOMYSIS: la modélisation pour gérer les populations de vulpin

National audience; Comment contrôler les graminées, et en particulier le vulpin, sans avoir recours aux herbicides ? En combinant un maximum de techniques. Un modèle mathématique mis au point par l’INRA permet de simuler l’impact de la succession culturale et des itinéraires techniques sur les populations de vulpin.

Gérer les adventices avec moins de phytos. Comment trouver des solutions sur mesure

International audience; Le projet CoSAC a permis de concevoir, d’évaluer et de promouvoirdes systèmes de culture conciliant réduction de l'usage des herbicides,maintien de la production et du revenu agricole et préservationde la biodiversité.

Effect of tillage on weed seed dispersal in fields, in interaction with soil structure and tillage depth

International audience

Introduction to gene flow modelling and co-existence

International audience

Expérimentarium - de jeunes chercheurs à la rencontre d'élèves de la primaire au lycée, Lycée de Sémur-en-Auxois (21), mars 2016. Développement d’un outil d’aide à la décision pour la gestion intégrée des adventices

EAGESTAD DOCT INRA; Expérimentarium - de jeunes chercheurs à la rencontre d'élèves de la primaire au lycée, Lycée de Sémur-en-Auxois (21), mars 2016. Développement d’un outil d’aide à la décision pour la gestion intégrée des adventices. Expérimentarium

Reduced herbicide use does not increase crop yield loss if it is compensated by alternative preventive and curative measures

Herbicide use must be reduced because of environmental and health issues. This raises the question of whether weeds and the resulting crop yield loss will increase. Previous studies analysing relationships between herbicide use intensity, weeds and yield loss suffer from methodological shortcomings in terms of weed flora and farm diversity as well as temporal scales. Here, we collected data on 272 arable cropping systems from one Spanish and six French regions, from farm surveys, the Biovigilance-Flore network, expert opinion, cropping system trials, crop advisors and scientists. Each system was simulated over 27 years and with 10 weather repetitions, using the virtual-field model FlorSys. …

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…

Expérimentarium - de jeunes chercheurs à la rencontre d'élèves de la primaire au lycée, Lycée, Nevers (58), novembre 2016. Développement d’un outil d’aide à la décision pour la gestion intégrée des adventices

EAGESTAD DOCT INRA; Expérimentarium - de jeunes chercheurs à la rencontre d'élèves de la primaire au lycée, Lycée, Nevers (58), novembre 2016. Développement d’un outil d’aide à la décision pour la gestion intégrée des adventices. Expérimentarium

Risque de résistance au glyphosate dans les systèmes de culture à base de maïs et effet sur la production agricole et la biodiversité

EASPEGESTADAGROSUPINRA; L'utilisation répétée du glyphosate, en interculture et/ou en culture (dans le cas de cultures tolérantes au glyphosate), peut conduire à la sélection de populations d’adventices résistantes à cet herbicide. Dans cette étude, nous avons introduit un module de génétique dans le modèle de dynamique adventice FLORSYS prédisant mutation, sélection et coûts de la résistance. Nous avons simulé des systèmes de culture à base de maïs, avec différentes fréquences d'application de glyphosate, rotations, intensités de travail du sol et dates de semis. Nous avons analysé la probabilité et le délai d'apparition de la résistance, ainsi que son impact sur la nuisibilité et les béné…

Modelling vertical and lateral seed bank movements during mouldboard ploughing

Abstract The vertical distribution of weed seeds in the soil is of fundamental importance because seedling emergence depends on seed depth. The lateral displacement of the earth during mouldboard ploughing contributes to the dispersal of the weeds inside the tilled field. In order to model vertical and lateral seed displacements during ploughing, an existing model describing soil particle movements for different ploughing characteristics (depth and width) and soil structures was tested on a multilocal field trial. The trials were carried out in 1996 and 1997 and comprised two soil textures and three soil structures; tillage was performed with a mouldboard plough at varying ploughing widths …

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…

Effect of cropping systems on species dynamics and gene flow at the landscape level. A modelling approach

International audience

Does seed predation by carabids contribute to biological weed contral ? A simulation study

International audience; Weed seed predation by carabid beetles (Coleoptera, Carabidae) may contribute to weed control in crop fields but to date, evidence of weed regulation by carabids is scarce. Predation rates are driven by several factors (crop management techniques, habitat quality, pedoclimate, carabids’ abundance and activity and their weed seed preferences). Models are needed to evaluate the impact of weed seed predation on multi-annual weed dynamics, and thus on crop production and weed biodiversity. We developed a predation model which was added to an existing weed dynamics model (FlorSys, Colbach et al., 2014). The model was built from literature data and previous experiments. It…

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…

Modelling the effect of genotype on gene flow between rapeseed volunteers and crops. Integration into the GeneSys model

International audience

Combiner prototypage et modèles en ateliers de co-conception de systèmes de culture pour une gestion durable des adventices : apports méthodologiques et perspectives

Prod 2019-15déquipe SPEEAGESTADAGROSUPINRADOCT; Afin de concevoir des systèmes de culture conciliant production agricole, biodiversité et faible usage d’herbicides, nous avons combiné, en atelier, du prototypage de systèmes de culture par des agriculteurs avec des experts et différents modèles pour évaluer les systèmes en termes de (1) contrôle de la nuisibilité des adventices pour la production et leur contribution à la biodiversité avec les outils DECIFLORSYS (Colas et al., 2019) et FLORSYS (Colbach et al., 2014), (2) de durabilité, économique sociale et environnementale avec DEXiPM (Craheix et al., 2012) ; (3) d’efficacité vis-à-vis de la gestion des adventices et de leur faisabilité tec…

Crop and density effects on weed beet growth and reproduction

Summary Weed beet populations growing in each crop of the arable rotation could be a relay for the gene flow from adjacent transgenic herbicide-resistant sugarbeet. In this study, weed beet growth and reproduction were assessed under several conditions which could be found in the rotation: various weed beet densities (ranging from 1 to 120 plants m−2) and various crops (winter wheat, spring barley, spring pea, sugarbeet, maize, ryegrass). Measurements were carried out both on life-cycle dynamics (bolting time, time to flowering onset, dynamics of flower opening) and on other quantitative data (survival rate, bolting rate and pollen, flower and seed production). Increasing weed beet density …

Assessing of base temperatures and base water potentials for germination of weeds

International audience

Exploring weed suppression in intercrops using the FLORSYS model

International audience; Presentation by Nathalie Colbach describing the FLORSYS model and how it is used to model the interactions and relative impacts on weed flora when using a range of example intercrops, delivered as part of the Winter School hosted by Wageningen University between 11-15 January 2021 and linked to the ReMIX postgraduate course “Role of species mixtures in controlling diseases, pests and weeds and alleviating associated yield reductions, conferring resilience to stresses and improving ecosystem service provision”

Impact du travail du sol et des couverts végétaux sur les adventices. Évaluation au champ et par simulation

How does reduced herbicide use affect biodiversity and crop production?

International audience

Analysis of necessary adjustments of farming practices

Parameterizing the "grassland" module in the multispecific model FlorSys

EAEcolDurCT1; The multispecies model FlorSys can predict the effects of cropping systems on the dynamics of weed communities in annual crops ; however, it is not configured to predict the fate of weeds in permanent cover such as grasslands. We realized the simulation of a weed seed rain in controlled conditions to estimate the percentage of weed seeds intercepted by a grass cover. Parameters of this linear model will be used to develop a new sub model in FlorSys to be able to simulate weed dynamics in temporary grasslands. We used twelve weed species selected on the basis of specific morphological characteristics and observations made in the experimental set up of SOERE ACBB (Observatory En…

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

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

Co-production of knowledge, tools and solutions for agroecological weed management

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.

Effets des modalités de préparation des sols et de semis sur la flore adventice

Prod 2020-1 EA GESTAD INRA; National audience; résumé du livre : Pour les cultures semées, l’implantation est une phase critique du cycle, à fortsimpacts agronomiques et environnementaux. Elle est au coeur de la transitionagroécologique des systèmes de culture, avec des options de plus en plusdiversifiées.Aujourd’hui, l’implantation des cultures est affectée par de multiples évolutions :simplification du travail du sol, complexification des couverts végétaux etsuccessions culturales, restriction des traitements phytosanitaires, déplacementdes périodes de semis, agrandissement des exploitations, innovation dans lesagroéquipements… Avec la protection intégrée, c’est le domaine sur lequel lade…

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…

Modelling black-grass (Alopecurus myosuroides Huds.) germination and emergence, depending on seed characteristics, seed movements and soil climate

International audience

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…

Using the GENESYS model quantifying the effect of cropping systems on gene escape from GM rape varieties to evaluate and design cropping systems.

Gene flow in rapeseed is a process taking place both in space and over the years and cannot be studied exclusively by field trials. Consequently, the GENESYS model was developed to quantify the effects of cropping systems on transgene escape from rapeseed crops to rapeseed volunteers in neighbour plots and in the subsequent crops. In the present work, this model was used to evaluate the risk of rape harvest contamination by extraneous genes in various farming systems in case of co-existing GM, conventional and organic crops. When 50 % of the rape varieties in the region were transgenic, the rate of GM seeds in non-GM crop harvests on farms with large fields was lower than the 0.9 % purity t…

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…

Alomysys, un modèle simulant l’évolution de la flore adventice sous l’effet des pratiques agricoles

Fiche n°13 - Filière Protéagineux EA EcolDur

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

How to choose model weed species for analysing the emergence processes in cropping systems? A review

International audience

Expérimentarium - de jeunes chercheurs à la rencontre du grand public, Bibliothèque de Fontaine d'Ouche, Dijon (21), 5 novembre 2016. Développement d’un outil d’aide à la décision pour la gestion intégrée des adventices

EAGESTAD DOCT INRA; Expérimentarium - de jeunes chercheurs à la rencontre du grand public, Bibliothèque de Fontaine d'Ouche, Dijon (21), 5 novembre 2016. Développement d’un outil d’aide à la décision pour la gestion intégrée des adventices. Expérimentarium

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…

Co-design of a Decision Support Dystem for integrated weed management

International audience; Each cropping practice affects weed dynamics depending on pedoclimate or time-step. Weed management must be reasoned at the cropping-system scale and multiperformant cropping-system design is difficult. Decision Support Systems (DSS) for farmers and crop advisors are essential, and to make these tools operational and utilized in practice, end users must be involved when designing the tools. Our aim was to test a DSS prototype with end users to identify its strengths and weaknesses. The prototype consisted of (1) a »design guide«, i.e. a decision tree visually linking combinations of cropping practices to performances in terms of weed harmfulness for crop production a…

L'orobanche rameuse. Une plante parasite dont la variabilité s'avère complexe

EASPEEcolDurGEAPSICT1; National audience; L'orobanche rameuse (Phelipanche ramosa (L.) Pomel) est une plante connue pour parasiter préférentiellement la tomate dans les pays du bassin méditerra-néen, le tabac et le chanvre en Europe centrale. Mais le colza semble être un nouvel hôte préférentiel avec une augmentation du nombre de parcelles infectées en Bulgarie, Espagne, France et Italie. Pourquoi cette orobanche inquiète Une expansion massive sur colza En France, on observe une expansion massive de cette espèce dans les parcelles de colza depuis la fin des années 1990.

Comment les conseillers et les agriculteurs raisonnent la gestion des adventices ?

EAGESTADAGROSUPINRA DOCT; Nous avons enquêté des conseillers et agriculteurs pour analyser comment ils raisonnent la gestion des adventices, dans le but de développer un outil d’aide à la décision pour la gestion intégrée de la flore adventice. Pour cela, nous avons mis en ligne une enquête et nous l’avons diffusée auprès de conseillers et d’agriculteurs situés dans toute la France. En tout, vingt-et-un conseillers et quatre agriculteurs ont répondu entièrement à l’enquête, sur 54 réponses au total. Ce sont principalement des problèmes liés au désherbage chimique qui ressortent dans les contraintes de gestion des adventices, mais le manque de connaissance sur la biologie des espèces est éga…

Conception et évaluation expérimentale de stratégies de lutte intégrée contre les mauvaises herbes, associant lutte préventive, lutte curative chimique raisonnée et non chimique, et innovations techniques

* INRA UR Innovations socio-techniques et organisationnelles en agriculture LISTO-D ENESAD 26 boulevard Dr Petitjean BP 87999 21079 DIJON CEDEX Diffusion du document : INRA UR Innovations socio-techniques et organisationnelles en agriculture LISTO-D ENESAD 26 boulevard Dr Petitjean BP 87999 21079 DIJON CEDEX; National audience; Ces recherches ont été menées dans le cadre de l'action "Protection Intégrée des Cultures". Le projet, comporte 2 niveaux d'objectifs : - contribuer à améliorer la compréhension des effets des systèmes de culture sur la flore adventice, en quantifiant les effets de techniques culturales (effets "partiels"), en fonction des états du milieu, et en analysant les interac…

Ex Ante evaluation of gene flow in oilseed rape with cropping system models

Chapitre 4; Oilseed rape (OSR) genes can escape fields in space via pollen and seeds, and in time via volunteers resulting from seeds lost before or during oilseed rape harvest. When varieties co-exist, e.g. genetically-modified (GM) and non-GM varieties, this spatio-temporal gene flow can lead to the adventitious presence of GM seeds in non-GM harvests and thus cause financial losses for farmers and cooperatives. Gene flow depends on crop locations, succession, and management, as well as the location and management of semi-natural areas such as roadverges. The objective of this investigation was to present a simulation methodology using the spatially-explicit cropping system model GENESYS …

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…

Contribution of cereal-legume intercropping agroecological weed management

International audience

Modélisation de l'effet des systèmes de culture sur le flux de gènes des betteraves transgéniques (Beta vulgaris ssp. vulgaris L.) tolérantes à un herbicide vers des betteraves mauvaises herbes : le logiciel GENESYS-Betterave

National audience

Quels modèles, quels outils pour piloter la gestion durable de la flore adventice ?

Prod 2018-236f EA GESTAD INRA Pole SPE

Utilisation des modèles GeneSys-Colza et Mapod-Maïs pour raisonner des stratégies de ségrégation de filières et évaluer la faisabilité de certains seuils de pureté dans différents systèmes de culture et de production

National audience

Analyse et modélisation des effets des pratiques agricoles sur les services et disservices écosystémiques dépendant des adventices - application à l'évaluation et la conception de systèmes de cultures économes en herbicides (2013-2015)

Simuler les processus écologiques dans les agrosystèmes diversifiés pour la transition agroécologique

GeneSys-Beet: A model of the effects of cropping systems on gene flow between sugar beet and weed beet

A weedy form of the genus Beta, i.e. Beta vulgaris ssp. vulgaris (hence ''weed beet'') frequently found in sugar beet is impossible to eliminate with herbicides because of its genetic proximity to the crop. It is presumed to be the progeny of accidental hybrids between sugar beet (ssp. vulgaris) and wild beet (ssp. maritima), or of sugar beet varieties sensitive to vernalization and sown early in years with late cold spells. In this context, genetically modified (GM) sugar beet varieties tolerant to non-selective herbicides would be interesting to manage weed beet. However, because of the proximity of the weed to the crop, it is highly probable that the herbicide-tolerance transgene would b…

Ex ante evaluation of gene flow in oilseed rape with cropping sytem models

International audience

Peut-on réduire les herbicides sans perdre de rendement ?

Afin de concevoir des systèmes agricoles durables et économes en herbicides, il est indispensable de comprendre les relations entre usage d'herbicides, niveau d’infestation par les adventices et pertes de rendement. Comme les agriculteurs raisonnent l'utilisation des herbicides en fonction de la flore et de leurs autres pratiques (ex. travail du sol, date de semis, rotation), il est difficile d'évaluer ces relations directement en parcelles agricoles, tant les possibilités sont nombreuses. Notre étude a donc choisi de traiter la question via l’utilisation d’un modèle de simulation. Nous avons collecté et simulé 272 systèmes de culture d'agriculteurs de sept régions avec la flore adventice t…

Modélisation des effets des systèmes de culture sur les flux géniques entre plantes cultivées et repousses : cas du colza et de la betterave

National audience

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

International audience

Impact of GMOs within cropping systems: towards a more systemic approach

International audience

Modelling vertical and lateral weed seed movements during mouldboard ploughing with a skim-coulter

Abstract The vertical distribution of weed seeds in soil is crucial because seedling emergence varies with seed depth, whereas lateral soil displacement during mouldboard ploughing contributes to weed dispersal within the tilled field. In order to model vertical and lateral seed displacements during ploughing, an existing model describing soil particle movements for different ploughing characteristics (depth and width) and soil structures was adapted to integrate the effect of a skim-coulter. This model was tested in two field trials, in Northern France, using coloured plastic beads to imitate weed seeds. The trial in Dijon was set up on an eutric cambisol and comprised both compacted and u…

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…

Comment évaluer l'effet du voisinage des parcelles agricoles sur la nuisibilité et les bénéfices de la flore adventice pour la production agricole et la biodiversité à l'aide d'un modèle

National audience; Les adventices sont à la fois un bioagresseur très nuisible pour la production agricole, et essentielles pour la biodiversité des paysages agricoles. Leur gestion doit se raisonner à long terme puisque les semences survivent pendant plusieurs années dans le sol, et la dynamique adventice dépend d'une multiplicité de facteurs (système de culture, pédoclimat). De plus, les semences se dispersent dans les paysages, et la dynamique adventice d'une parcelle agricole peut ainsi être influencée par les pratiques des parcelles voisines mais également par les habitats semi-naturels. Par conséquent, l'évaluation et la conception de stratégies de gestion d'adventices se font souvent…

Un OAD pour la gestion agroécologique des adventices

Prod 2018-301 EA GESTAD INRA AGROSUP DOCT; Afin de réduire l’utilisation d’herbicides, nous avons besoin d’outils pour concevoir des stratégies de gestion des adventices économes en herbicides. Dans ce but, un outil d’aide à la conception de systèmes de culture réconciliant protection des cultures et des écosystèmes a été développé.Tout d’abord, la structure de ce nouvel outil d’aide à la décision (OAD) a été développée en interaction avec les futurs utilisateurs (conseillers et agriculteurs), via des enquêtes et des ateliers. Ensuite, le contenu biophysique a été utilisé sur le cycle des adventices dans les cultures, à partir du modèle de recherche FlorSys. Ce modèle est une « parcelle vir…

Travail du sol et gestion du désherbage

Modelling the effects of farming systems on herbicide resistance gene flow in transgenic oilseed rape

International audience

Simplification d’un modèle complexe pour le développement d’un modèle d’aide à la décision pour la gestion agroécologique de la flore adventice

National audience; Afin de réduire l’utilisation d’herbicides, nous avons besoin de nouveaux outils pour aider à concevoir des stratégies de gestion des adventices économes en herbicides. Dans ce but, nous avons développé un Outil d'Aide à la Décision (OAD) pour la conception de systèmes de culture réconciliant protection des cultures et respect des écosystèmes. La démarche fait intervenir en parallèle le développement de la structure de l’outil en interaction avec les futurs utilisateurs (conseillers et agriculteurs) et une sim-plification du contenu biophysique du modèle FLORSYS concernant les impacts des systèmes de culture et des adventices. FLORSYS est une « parcelle virtuelle », où so…

Contribution des modèles de simulation à l'étude de la perte de rendement due aux adventices et à l'identification d'alternatives aux herbicides (projet CoSAC)

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

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…

Effets des systèmes de culture et des génotypes sur les contaminations génétiques des récoltes de colza

National audience

Comment conseillers et agriculteurs contribuent au développement d'un modèle d'aide à la décision pour la gestion agroécologique de la flore adventice ?

Prod 2019-15kEASPEGESTADINRAAGROSUPDOCT; Afin de réduire l’utilisation d’herbicides, nous avons besoin d'outils pour aider à concevoir des stratégies de gestion des adventices économes en herbicides. Dans ce but, nous avons développé un outil d'aide à la conception de systèmes de culture réconciliant protection des cultures et des écosystèmes. La démarche fait intervenir en parallèle le développement de la structure de ce nouvel outil d’aide à la décision (OAD) en interaction avec les futurs utilisateurs (conseillers et agriculteurs) et une simplification du contenu biophysique du modèle FLORSYS pour l’évaluation des impacts des adventices. L'OAD résultant, DECIFLORSYS, est composé : (1) du…

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

The role of models for multicriteria evaluation and multiobjective design of cropping systems for managing weeds

Conception de systèmes de cultures par algorithmes d’optimisation

La construction d’un système de cultures n’est pas toujours aisée, notamment lorsque l’on souhaite prendre en compte des critères antagonistes (améliorer le rendement tout en préservant la biodiversité). Dans ce travail, nous proposons une méthode de construction de systèmes de cultures, via des algorithmes d’optimisation, en utilisant le modèle FLORSYS. Les simulations sont effectuées sur une période de 30 ans, pour 10 répétitions climatiques. Les systèmes de cultures sont construits pour maximiser/minimiser certains indicateurs de sortie. Les optimisations sont réalisées à l’aide de deux méthodes différentes, en fonction du nombre de campagnes culturales considérées : une approche par PLS…

Spatial and temporal stability of weed populations over five years

Abstract The size, location, and variation in time of weed patches within an arable field were analyzed with the ultimate goal of simplifying weed mapping. Annual and perennial weeds were sampled yearly from 1993 to 1997 at 410 permanent grid points in a 1.3-ha no-till field sown to row crops each year. Geostatistical techniques were used to examine the data as follows: (1) spatial structure within years; (2) relationships of spatial structure to literature-derived population parameters, such as seed production and seed longevity; and (3) stability of weed patches across years. Within years, densities were more variable across crop rows and patches were elongated along rows. Aggregation of …

Adapting cropping system to delay herbicide resistance. A simulation study

Weeds have evolved resistance to numerous herbicides, and their management becomes increasingly expensive and difficult. Here we (1) adapted the existing weed dynamics simulation model AlomSys to account for target-site resistance to acetyl-coenzyme A carboxylase (ACCase)-inhibiting herbicides in Alopecurus myosuroides by integrating wild and mutant target-site resistant (TSR) genotypes, mutations, fitness costs and seed immigration, and (2) ran simulations testing different crop management practices for their ability to delay resistance evolution and/or control of TSR plants. Simulations of an oilseed rape/winter wheat/winter barley rotation showed that TSR plants exceeded 1 plant/m² appro…

Modélisation des effets des systèmes de culture sur les flux géniques hors de nouvelles variétés de colza vers les repousses. Intégration et évaluation des effets variétaux

National audience

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…

Festival des Expérimentariums - de jeunes chercheurs à la rencontre du grand public, Lycée et Maison natale de Pasteur, Dole (25), 20-22 mai 2016. Développement d’un outil d’aide à la décision pour la gestion intégrée des adventices

EAGESTAD DOCT INRA; Festival des Expérimentariums - de jeunes chercheurs à la rencontre du grand public, Lycée et Maison natale de Pasteur, Dole (25), 20-22 mai 2016. Développement d’un outil d’aide à la décision pour la gestion intégrée des adventices. Expérimentarium

Aide à la sélection : modèles de culture Azodyn et Florsys

National audience

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 …

Changing agricultural practices modify the species and trait composition of the weed flora. A simulation study using a cropping system model

International audience

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…

Les adventices réduisent le rendement et la réduction d'usage d'herbicides aggrave cette perte si elle n'est pas compensée par des mesures préventives et curatives alternatives

EAGESTAD INRA; Cette étude analyse les relations entre usage d'herbicides, infestation d’adventices et pertes de rendement en parcelles d'agriculteurs, via la simulation. Nous avons simulé 255 systèmes de culture d'agriculteurs de 7 régions avec une flore adventice régionale, puis sans adventices, et enfin sans herbicides. Les résultats montrent que (1) la perte de production augmente avec la biomasse adventice, (2) il n'y a pas de relation entre IFT herbicide d'une part, biomasse adventice et perte de rendement d'autre part parce que les agriculteurs prennent des mesures compensatoires lorsqu'ils réduisent l'usage d'herbicides, (3) la perte de rendement et la nuisibilité liée aux adventice…

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…

Contamination of rapeseed harvest by volunteers of other varieties : a study of intergenotypic competition

Rapeseed volunteers in rapeseed crops can cause contamination in harvest through pollen and seeds. The aim of the study was to predict pollen and seed production by volunteers in winter rapeseed crops according to the genotypes of the crop and the volunteers. Firstly an experimental analysis of intraspecific competition was carried out in 2000 and 2001 on two and six genotypes, respectively. The main competition period begins with vegetation onset and affects pollen and seed production of the volunteers. Relations between density, height, yield and number of flowers were developed based on results from experiments and literature. Knowing the densities and heights of volunteers and crop on t…

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

International audience

Using the GeneSys model quantifying the effect of cropping systems on gene flow from GM rape varieties to rape volunteers to evaluate and design cropping systems in agricultural regions

National audience

Adventices hôtes intermédiaires de maladies

Prod 2018-236e EA GESTAD INRA Pole SPE

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…

Introduction of genotypic effects into Genesys-Rape : the example of height and male sterility

Abstract The aim of this study was to introduce effects of rape genotypes on gene flow between rape populations into the existing GeneSys - Rape model and to simulate the influence of existing rapeseed cultivars on gene flow between rapeseed populations in time and in space. The GeneSys - Rape input variables are the regional field pattern, crop successions, cultivation techniques and genotype of cropped cultivars. The main output variables are, for each year and plot, the number of individuals per square meter and the genotype proportions in the harvest. Results comprised: (1) sensitivity analyses of the model to cultivar characteristics, which showed the importance of pollen emission on g…

Reduced herbicide use does not increase crop yield loss if compensated by alternative measures

Herbicide use must be reduced because of environmental and health issues. To evaluate whether weeds and crop yield loss will increase, we collected data on 272 arable cropping systems from Spain and France, from farm surveys, the Biovigilance-Flore network, expert opinion, croppingsystem trials, crop advisors and scientists. Each system was simulated over 27 years and 10 weather repetitions, using FlorSys. This process-based model simulates multispecies weed floras and crop canopies in virtual fields from cropping systems and pedoclimate at a daily time-step. Four simulation series were run, 1) starting with a typical regional weed flora, 2) eliminating all herbicides without any other chan…

GENESYS: Modelling the influence of cropping systems and varieties on transgenic rapeseed volunteers' dispersal

International audience

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…

Les variétés végétales tolérantes aux herbicides, un outil de désherbage durable ?

Depuis 2009, des variétés de tournesol et de colza, dites « tolérantes aux herbicides » (TH), font leur apparition en France. Destinées à faciliter le désherbage, ces variétés résistent à un herbicide donné ce qui permet a priori d’appliquer l’herbicide sans risque pour la culture. La culture de telles variétés a suscité une contestation sociale se traduisant par l’arrachage de tournesols TH dénoncés comme « OGM cachés ». Dans ce contexte, les ministères chargés de l’Agriculture et de l’Environnement ont demandé à l’Inra et au CNRS de réaliser un bilan des connaissances disponibles sur l’ensemble des impacts de la culture de ces variétés.

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…

Méthodes d'expertise - Comment les utiliser ?

National audience; Guide des méthodes d’expertiseQu’est-ce qu’une expertise scientifique ? Comment en évaluer le processus ? Quel crédit accorder aux résultats ? Comment identifier et s’affranchir des conflits d’intérêt ?Dans un monde où les résultats des recherches scientifiques sont de plus en plus nombreux et complexes, où les spécialistes sont invités à s’exprimer de plus en plus souvent et portent des messages parfois contradictoires, le choix de la méthode d’expertise, et donc de la façon dont les connaissances sont mobilisées et analysées est crucial.Donner confiance dans les résultats des expertises, en connaître les limites, respecter le principe de transparence font partie des obj…

Temporal trends in spatial variability of weed populations in continuous no-till soybean

International audience

Changing agricultural practices modifies the species and trait composition of the weed flora. A simulation study using a model of cropping system effects on weed dynamics

International audience; Cropping systems change to adapt to socio-economical and environmental constraints (e.g. simplified tillage) and to profit from technological innovations (e.g. genetically-modified crops). These changes can result in unexpected side-effects which are difficult to determine in fields. The objective of the present study was to use a model, FLORSYS, to evaluate such impacts ex ante on weeds. FLORSYS quantifies the effects of crop succession, management techniques and climate on multi-specific weed dynamics over the years; it was parameterized with functional relationships predicting model parameters (e.g. seed mortality) from species traits (e.g. seed coat thickness). C…

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…

Cropping systems for driving biological regulation of weeds. A simulation study of seed predation by carabids

International audience; Weed seed predation by carabid beetles (Coleoptera, Carabidae) may contribute to weed control in crop fields but to date, evidence of weed regulation by carabids is scarce. Predation rates are driven by several factors (crop management techniques, habitat quality, pedoclimate, and carabids’ seasonal dynamics). Models are needed to evaluate the impact of weed seed predation on multi-annual weed dynamics, and thus on crop production and weed biodiversity. We developed a predation model which was added to an existing weed dynamics model (FlorSys, Colbach et al., 2014). The model was built from available literature and experimental data. It simulates the effects on daily…

La gestion des betteraves adventices résistantes à un herbicide: une approche par simulation

National audience; Les variétés de betteraves sucrières génétiquement modifiées (GM) résistantes à un herbicide sont, a priori, intéressantes dans des champs fortement infestés par la betterave adventice. Cependant, la montée à fleurs de ces betteraves GM peut entraîner l’apparition d’individus résistants, via la dispersion de pollen. Nous avons développé et utilisé le modèle GENESYS-Betterave pour simuler, à l’échelle d’une petite région agricole, l’impact des pratiques culturales sur la dispersion du transgène. Il permet d'identifier des stratégies pour contrôler les adventices et limiter l'apparition de populations résistantes en zone de production de betterave sucrière. L’utilisation de…

Membre du comité d'organisation scientifique

International audience

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

National audience

Using the gene flow model GENESYS for evaluating and developing cropping systems for the co-existence of GM, conventional and organic crops

Actes du colloque ; Les entretiens du Pradel, 2004/09/08-10, Pradel (FRA) Informations issues du SUDOC; National audience

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…

Evaluation of cropping systems for management of herbicide-resistant populations of blackgrass (Alopecurus myosuroides Huds.)

Abstract Simplification of cropping systems often leads to an increase in weed populations which require an intensive use of herbicides to maintain populations at an acceptable level. Due to a heavy reliance on herbicides and a lack of cultural control measures, herbicide-resistant blackgrass (Alopecurus myosuroides Huds.) biotypes appeared recently in France. An experiment was conducted to evaluate the effects of different cropping systems on a population of herbicide-resistant blackgrass. Two crop rotations, one consisting exclusively of winter crops and another including spring crops, were assessed over a three-year period. Crop rotation was combined with different cultural practices (mo…

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…

Membre du comité d'organisation scientifique

comité d'organisation scientifique; International audience

Comparative study of the efficiency of buffer zones and harvest discarding on gene flow containment in oilseed rape. A modelling approach

International audience; Oilseed rape (OSR) genes can escape fields in space via pollen and seeds and in time via volunteers resulting from seeds lost before or during oilseed rape harvests. Previous simulation studies and field observations showed that co-existence at the landscape level of contrasting OSR varieties such as genetically modified (GM) and non-GM varieties require costly measures that are difficult to implement, such as isolation distances between OSR fields and stringent volunteer control in all fields and road margins. In the present study, two local strategies, non-GM buffer zones aroundGMfields and discarding the harvest of boundary plants of non-GM fields, were tested in …

Expérimentarium - de jeunes chercheurs à la rencontre du grand public, Ferme des Gêtes, Villers-sur-Port (70), 1er mai 2016. Développement d’un outil d’aide à la décision pour la gestion intégrée des adventices

EAGESTAD DOCT INRA; Expérimentarium - de jeunes chercheurs à la rencontre du grand public, Ferme des Gêtes, Villers-sur-Port (70), 1er mai 2016. Développement d’un outil d’aide à la décision pour la gestion intégrée des adventices. Expérimentarium

À quelle échelle concilier production agricole et biodiversité : au niveau du paysage ou dans chaque parcelle ? Étude appliquée à la gestion des adventices

EASPEGESTADAGROSUPINRA; Les adventices sont nuisibles pour la production agricole mais essentielles pour la biodiversité. Dans ce travail, nous avons simulé des petits paysages agricoles avec le modèle "parcelle virtuelle" FLORSYS pour déterminer s'il est préférable d'attribuer les services de production et de biodiversité à des terres différentes (séparation des terres, i.e. landsparing) ou de les concilier dans chaque parcelle (partage des terres, i.e. landsharing). Dans le cas des systèmes de culture à base de maïs utilisant des herbicides non-sélectifs très efficaces en Aquitaine, la séparation des terres associant des champs intensifs avec des champs en semis direct ou des bandes enher…

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…

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…

GenExP, un logiciel simulateur de paysages agricoles pour l'étude de la diffusion de transgènes

 ; The software GENEXP allows to simulate 2-dimensional agricultural landscapes by using a traditional algorithmic geometry. Based on real or realistic field-patterns, GENEXP provides multiannual maps of agricultural landscapes, which are used by softwares simulating the dispersal of GM pollen grains and seeds at various scales.; GENEXP est un simulateur de paysages agricoles qui engendre des découpages parcellaires en utilisant une géométrie algorithmique classique. GENEXP fournit, sur la base de parcellaires réels ou réalistes, des cartes pluriannuelles de paysages agricoles utilisables par des logiciels qui simulent la dispersion des pollens et des graines d'OGM à différentes échelles.