Effets de la gestion des bandes enherbées sur le contrôle biologique des ravageurs de cultures : rôle de la diversité fonctionnelle des carabes (Coleoptera - Carabidae) et de la structure végétale

Effect of field margin management on the pest biological control : role of the functional diversity of ground beetles (Coleoptera - Carabidae) and the vegetation structure

• Auteur / Autrice : Abdelhak Rouabah
• Direction : Sylvain Plantureux, Françoise Lasserre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences agronomiques
• Date : Soutenance le 19/03/2015
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire agronomie et environnement (Vandoeuvre-lès-Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Bernard Nicolardot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Muriel Valantin-Morison
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Françoise Burel, Jean-Pierre Sarthou

Mots clés

Mots clés contrôlés

Niche écologique

Carabidés

Agents de lutte biologique

Insectes nuisibles -- Lutte biologique contre

Mots clés libres

Carabidae

Diversité de taille

Complémentarité de niches

Bordure de champs

Structure de végétation

Contrôle biologique

Carabidae

Body size diversity

Niches complimentarity

Field boundaries

Vegetation structure

Biological control

Résumé

Dans les paysages agricoles, les habitats non cultivés constituent une source importante pour l’entomofaune auxiliaire de cultures. Il est donc important d’adapter la gestion de ces habitats afin de bénéficier au mieux des services fournis par la diversité de ces auxiliaires. L’objectif de cette thèse est de comprendre comment la gestion des bandes enherbées permet d’améliorer le service du contrôle biologique délivré par les carabes. Nous avons d’abord examiné par quels mécanismes, les changements dans la diversité fonctionnelle des carabes augmentent leur capacité de suppression de ravageurs. Ainsi, a été comparée au laboratoire, l’efficience de prédation sur une population de proie, par des assemblages de carabes qui ont différents niveaux de diversité de taille. Par ailleurs, à travers une expérimentation mise en place dans des champs de céréales, nous avons étudié les effets de cinq modes de gestion des bandes enherbées sur la structure végétale de ces habitats non cultivés, et par conséquent sur la structure des communautés carabiques. Nos résultats révèlent l’absence d’une partition de ressources entre les carabes de tailles différentes. La quantité et de la taille de proies consommées augmente avec la taille des carabes. La suppression des proies a ainsi été fortement augmentée par la présence des carabes de grande taille dans les assemblages. Ces résultats suggèrent que l’augmentation de la diversité de taille chez les carabes augmente leur efficience de prédation par l’effet d’échantillonnage. Nous avons mis en évidence une redondance fonctionnelle entre les espèces de carabes. Cette redondance permet de réduire la variabilité spatio-temporelle dans la fonction de régulation exercée sur les populations de ravageurs. L’importance des bandes enherbées en tant qu’habitat pour plusieurs espèces de carabes importantes pour le contrôle biologique, a été mise en évidence. La gestion influence les carabes seulement dans les bandes enherbées. La diversité fonctionnelle des plantes au sein de ces bandes enherbées a été identifiée comme le principal facteur favorisant la richesse spécifique des carabes. L’activité-densité des carabes a, par ailleurs, été favorisée par une végétation peu hétérogène et un pourcentage élevé de sol nu. Les carabes de tailles différentes divergent dans leur réponse à la structure de la végétation. Cette divergence semble être liée aussi à la variation d'autres traits d'histoire de vie des espèces (i.e. régime alimentaire). Les connaissances et les résultats produits dans le cadre de ce travail de thèse, serviront au développement d’indicateurs mesurant l’impact des pratiques de gestion sur le contrôle biologique exercé par les carabes

In the agricultural landscapes, non cropped habitats are an important source for the beneficial entomofauna of crops. It is therefore important to adapt the management of these habitats to best benefit of the services provided by the diversity of this beneficial entomfauna. The objective of this thesis is to understand how field margin management could improve the biological control service delivered by ground beetles. First, we examined by which mechanisms, changes in the functional diversity of ground beetles increases their capacity of pest suppression. Thus, efficiency of predation by ground beetle assemblages, which have different levels of body size diversity, on a prey population was compared in the laboratory. Also, through an experiment installed in cereal fields, we studied the effects of five field margin management on the vegetation structure of these non cropped habitats, and therefore on the structure of ground beetle communities. Our results revealed the absence of resource partitioning among the different-sized ground beetles. The amount and size of prey consumed increased with increasing ground beetle body size. Prey suppression was, therefore, strongly strengthened by the presence of large ground beetles in the assemblages. These results suggest that increasing ground beetles size diversity increases their predation efficiency through the sampling effect. We have showed a functional redundancy among species of ground beetles. This redundancy could reduce the spatial and temporal variability in pest suppression by ground beetles. Our study showed the importance of the field margins as a habitat for many ground beetle species that are important for biological control. Management influenced ground beetles only in the field margin. Plants functional diversity within these field margins has been identified as the main factor promoting the species richness of ground beetles. However, activity-density of ground beetles was promoted by less heterogeneous vegetation and high percentage of bare ground. The responses to the vegetation structure vary between ground beetles with different body sizes. This diversity in ground beetles responses to the vegetation structure appears to be also related to variation in other life history traits (i.e. diet). The knowledge and results produced as part of this thesis will be used in the development of indicators measuring the impact of management on biological control delivered by ground beetles