DS0501 - Productions durables

Conception de Stratégies durables de gestion des Adventices dans un contexte de Changement (climat, pratiques agricoles, biodiversité) – CoSAC

CoSAC

Vers une réduction des herbicides, le maintien de la production agricole et la préservation de la biodiversité, le tout dans un contexte de changement global permanent <br />

Objectifs globaux et verrous scientifiques/techniques du projet CoSAC

Dans le cadre de la réduction de l'usage d'herbicides demandée par les règlementations françaises et européennes, la gestion des adventices va évoluer. Celles-ci sont nuisibles pour la production agricole mais sont un pilier de la biodiversité des paysages agricoles. Il est donc nécessaire de concilier réduction d'usage d'herbicides, production agricole et conservation de la biodiversité en grandes cultures. L’équipe pluridisciplinaire (écologues, agronomes, modélisateurs,...) du projet COSAC regroupe des partenaires de la recherche et du développement afin de (1) comprendre et quantifier les effets de pratiques agricoles innovantes sur les adventices et le fonctionnement de l'agroécosystème à l'aide d'expérimentations, (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 d'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.

La tâche 1 analyse les effets de la diversification des cultures, des techniques spatialisées et du semis direct. Les impacts de ces techniques seront évalués au champ et les processus sous-jacents analysés en serre et au champ.
La tâche 2 intègrera ces résultats dans le modèle existant FLORSYS qui quantifie les effets des systèmes de culture et du pédoclimat sur la dynamique adventice et calcule des indicateurs de nuisibilité et bénéfices. D'autres processus seront intégrés ou améliorés dans FLORSYS. Des analyses de sensibilité de FLORSYS seront réalisées pour identifier les corrélations entre techniques culturales et traits d'adventices. Les simulations serviront aussi à développer un outil d'aide à la décision évaluant les systèmes de culture en termes de nuisibilité et de bénéfices de la flore adventice, après enquête auprès des futurs utilisateurs pour identifier les critères d'évaluation et les utilisations possibles du modèle. Si possible, un autre outil proposant des systèmes de culture en fonction des objectifs de l'utilisateur sera développé.
La tâche 3 utilisera FLORSYS et ses outils dérivés pour évaluer des systèmes de culture existants. De nouveaux systèmes conciliant réduction d'herbicides, production agricole et biodiversité seront conçus par des experts, puis évalués avec FLORSYS et les outils dérivés. En fonction de leurs performances simulées, les systèmes seront améliorés lors s’une seconde boucle de conception. Leur robustesse face aux changements sera aussi testée. Les meilleurs systèmes seront évalués par analyse multicritère. Pour intégrer les objectifs et contraintes des agriculteurs lors de la conception de systèmes de culture, des enquêtes sont réalisées pour identifier les freins à l'adoption d'innovations techniques de gestion des adventices.
La tâche 4 assurera la valorisation des résultats du projet : organisation de séminaires, pages web et formations pour les conseillers et agriculteurs.

Les résultats attendus sont:
1. L'identification et la quantification des effets de techniques innovantes (spatialisation de techniques, diversification de couverts cultivés, semis direct) sur la flore adventice ;
2. Une meilleure connaissance des traits des adventices et des mécanismes biophysiques impliqués dans les réponses aux pratiques agricoles ;
3. Un modèle complexe «champ virtuel« quantifiant les effets des techniques culturales et du pédoclimat sur le cycle biologique des adventices et permettant de réaliser des expérimentations virtuelles dans une large gamme de contextes pédoclimatiques et floristiques ;
4. Des outils simples pour évaluer et concevoir les systèmes de culture, dérivés du modèle «champ virtuel« ;
5. Des méthodologies de conception de systèmes de culture, combinant diagnostic de situations agricoles existantes, atelier de conception de stratégies innovantes par des experts et évaluation à l'aide du modèle «champ virtuel« et d'autres outils d'évaluation multicritère de la durabilité ;
6. Des stratégies de gestion de la flore adventice conciliant production agricole, réduction des intrants et biodiversité ;
7. Une meilleure compréhension et prise en compte des freins à l’adoption d'innovations proposées par les chercheurs et conseillers ;
8. Une diffusion large des résultats acquis (connaissances, méthodes, outils, stratégies de gestion) auprès des chercheurs, étudiants, conseillers et agriculteurs, via des modules d'enseignements, formations, colloques, articles de vulgarisation, sites web etc ;
9. À terme, des solutions commerciales autour du robot de désherbage localisé et des méthodes d'analyse d'images pour la détection et l'identification des adventices.

CoSAC vise à mieux gérer et utiliser les services des agroécosystèmes en maintenant des niveaux de production optimum. Il est centré sur la gestion des adventices, bioagresseurs majeurs des systèmes agricoles, mais aussi source de biodiversité dans les paysages agricoles et ressource trophique importante pour la biodiversité animale en grandes cultures. Ces dernières fournissent l'essentiel des produits alimentaires en Europe et constituent aussi des ressources pour la production d'énergie verte.
L'objectif majeur du travail proposé est la conception de stratégies de gestion des adventices mobilisant des combinaisons innovantes de pratiques en conciliant contrôle du bioagresseur, réduction d'usage des produits phytosanitaires, maintien des niveaux de production, et préservation de la biodiversité et des services rendus par les adventices. Les performances de ces stratégies innovantes seront évaluées dans une optique de durabilité de manière multicritère .
Dans une moindre mesure, le projet contribue aussi au défi «Gestion sobre des ressources et adaptation au changement climatique« via (1) la proposition de systèmes agricoles économes en intrants (herbicides, azote minéral...) et (2) la compréhension du fonctionnement de l'agroécosystème à différentes échelles temporelles et paysagères pour prévoir les performances de différents scénarios de gestion, et via (3) l'exploration de l'impact de différents scénarios climatiques sur l'évolution et la gestion des flores adventices.
Les retombées attendues pour la société reflètent les enjeux auxquels répond le projet en termes d'impacts des pratiques de gestion de la flore adventice, et concernent surtout le monde agricole. De manière plus générale, ce projet contribuera à développer des systèmes agricoles alternatifs minimisant les impacts environnementaux et sanitaires et maximisant les services.

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Dans le cadre de la réduction de l'usage d'herbicides demandée par les règlementations françaises et européennes, la gestion des adventices va évoluer. Celles-ci sont nuisibles pour la production agricole mais sont un pilier de la biodiversité des paysages agricoles. Il est donc nécessaire de concilier réduction d'usage d'herbicides, production agricole et conservation de la biodiversité en grandes cultures. L’équipe pluridisciplinaire (écologues, agronomes, modélisateurs,...) du projet COSAC regroupe des partenaires de la recherche et du développement afin de (1) comprendre et quantifier les effets de pratiques agricoles innovantes sur les adventices et le fonctionnement de l'agroécosystème à l'aide d'expérimentations, (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 d'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.
La tâche 1 analyse les effets de la diversification des cultures (plantes de couvertures, associations de cultures), des techniques spatialisées (pulvérisation localisée d'herbicides, fertilisation sur le rang, strip-till) et du semis direct. Les impacts de ces techniques seront évalues au champ et les processus sous-jacents analysés en serre (compétition pour la lumière et l'azote; architecture racinaire; germination à la surface du sol) et au champ (détection et identification d'adventices par imagerie aérienne; structure du sol et conditions hydrothermiques en semis direct).
La tâche 2 intègrera ces résultats dans le modèle existant FLORSYS qui quantifie les effets des systèmes de culture et du pédoclimat sur la dynamique adventice et calcule des indicateurs de nuisibilité (ex. perte de rendement) et bénéfices (ex. richesse spécifique, ressource trophique pour abeilles). D'autres processus (résistance aux herbicides, dispersion des semences, mosaïque pluri-parcellaire, phénologie, indicateurs d'évaluation de la flore adventice) seront intégrés ou améliorés dans FLORSYS. Des analyses de sensibilité de FLORSYS seront réalisées pour identifier les corrélations entre techniques culturales et traits d'adventices. Les simulations serviront aussi à développer un outil d'aide à la décision évaluant les systèmes de culture en termes de nuisibilité et de bénéfices de la flore adventice, après enquête auprès des futurs utilisateurs (chercheurs, conseillers, agriculteurs) pour identifier les critères d'évaluation et les utilisations possibles du modèles. Si possible, un autre outil proposant des systèmes de culture en fonction des objectifs de l'utilisateur sera développé.
La tâche 3 utilisera FLORSYS et ses outils dérivés pour évaluer des systèmes de culture existants (enquêtes passées, réseaux de fermes DEPHY, essais "système" existants INRA, ARVALIS, projet interinstituts SYPRRE). De nouveaux systèmes conciliant réduction d'herbicides, production agricole et biodiversité seront conçus par des experts (scientifiques, conseillers), puis évalués avec FLORSYS et les outils dérivés. En fonction de leurs performances simulées, les systèmes seront améliorés lors s’une seconde boucle de conception. Leur robustesse face aux changements (règlementation, contexte socio-technique, climat, flore adventice) sera aussi testée. Les meilleurs systèmes seront évalués par analyse multicritère (DEXiPM®, SYSTERRE®) pour leurs performances économique, environnementale et organisationnelle. Pour intégrer les objectifs et contraintes des agriculteurs lors de la conception de systèmes de culture, des enquêtes sont réalisées pour identifier les freins à l'adoption d'innovations techniques de gestion des adventices.
La tâche 4 assurera la valorisation des résultats du projet : organisation de séminaires, pages web et formations pour les conseillers et agriculteurs.

Coordinateur du projet

INRA UMR1347 Agroécologie - AgroSup Dijon - UB (Laboratoire public)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

ARVALIS - Institut du végétal
INRA UMR1347 Agroécologie - AgroSup Dijon - UB
INRA UAR1240 EcoInnov
ACTA le réseau des filières animales et végétales
CENTRE TECHNIQUE INTERPROFESSIONNEL DES OLEAGINEUX ET DU CHANVRE
INRA Unité Plantes et Systèmes de culture Horticoles
INRA UMR1132 Université Lorraine-INRA Agronomie et Environnement Nancy-Colmar

Aide de l'ANR 498 985 euros
Début et durée du projet scientifique : septembre 2014 - 48 Mois

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