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…

Analysing and modelling the effect of nitrogen competition in weed regulation.

Reducing the use of herbicide and mineral fertilizers is crucial to develop sustainable cropping systems. Such changes might result in an increased weed flora as well as intensify competition for resources, particularly nitrogen, between crops and weeds. The aim of this thesis was to analyze and model (via the mechanistic crop model FLORSYS) the key processes underlying nitrogen competition, in order to determine if changes in nitrogen fertilization techniques and cultivar choice could promote biological weed regulation.At the beginning of the thesis, the FLORSYS model (which simulates the effects of cropping systems in interaction with pedoclimate on weed dynamics) only included light comp…

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 …

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…

Débat : quel désherbage des cultures dans dix ans ?

SPE EA GESTAD AGROSUP

L'azote pour contrôler la croissance des mauvaises herbes

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…

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…

Trois jours au cœur du COLUMA 2016

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…

Analysis and modeling of the role of nitrogen competition in weed control

This project challenges the question of reducing herbicide use, considering that a concomitant reduction of nitrogen fertiliser use and a better choice of the sown species/varieties can help to design more sustainable cropping systems. Combining plant ecophysiology, ecology, agronomy and modelling, this project aims at analysing to which extent optimizing nitrogen fertilisation and crop species/cultivar choice can provide new ways to promote biological weed regulation via plant-plant competition, thereby reducing herbicide use. This project will use an original approach consisting in feeding and then using a mechanistic model, FLORSYS, predicting cropweed community assembly as a function of…

Trois jours au cœur du COLUMA 2016

SPE EA GESTAD AGROSUP

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…

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…

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…

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…

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…