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 …

Mapping and determinism of soil microbial community distribution across an agricultural landscape.

Article en open access; International audience; Despite the relevance of landscape, regarding the spatial patterning of microbial communities and the relative influence of environmental parameters versus human activities, few investigations have been conducted at this scale. Here, we used a systematic grid to characterize the distribution of soil microbial communities at 278 sites across a monitored agricultural landscape of 13km(2). Molecular microbial biomass was estimated by soil DNA recovery and bacterial diversity by 16S rRNA gene pyrosequencing. Geostatistics provided the first maps of microbial community at this scale and revealed a heterogeneous but spatially structured distribution…

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…

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.

Biogeographical design of soil microbial habitats

International audience; Since the beginning of 21th century, soil microbial diversity is intensively studied gathering ahuge knowledge at local and global scales. Nevertheless, the microbial habitats have beenpoorly investigated, limiting our ability to link biodiversity description and regulation. In our study,we used a pyrosequencing approach targeting 16S rRNA genes directly amplified from soil DNAto have a comprehensive view of soil bacterial and archaeal community composition across thelargest spatially explicit soil sampling available in France (2173 soils, area covered = 5.5x105km2). Based on the multivariate regression tree (MRT) method, we designed 16 distinctterrestrial microbial …

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

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…

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…

Construire et évaluer des solutions d’adaptation locales au changement climatique avec une modélisation intégrée agro-hydrologique parcimonieuse

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.

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

Caractérisation de la distribution spatiale des communautés microbiennes du sol et de ses déterminants à l’échelle du paysage

International audience; Depuis plusieurs années, des approches biogéographiques ont été développées pour mieux caractériser la distribution spatiale des communautés microbiennes du sol, comprendre les processus écologiques mis en œuvre et identifier les filtres environnementaux déterminant leur diversité et leur structure. Ces approches ont été mises en œuvre à différentes échelles spatiales allant de celle de la parcelle agricole à celle d’un territoire et d’un continent. Elles ont permis de mettre en évidence que les communautés microbiennes du sol sont distribuées suivant des patterns biogéographiques non aléatoire et que ces dernières sont soumises à des processus déterministes (sélecti…

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

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…

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…

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…

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

International audience

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…

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…

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…

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…

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

International audience

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

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

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…

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 …

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

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…