Diversité fonctionnelle et potentialités des adventices comme ressources fourragères et florales ˸ cas des vignobles et oliveraies méditerranéennes

Vineyards and olive groves weeds functional diversity and potential as food resources for herbivores and flower-visiting insects˸ cas des vignobles et oliveraies méditerranéennes

• Auteur / Autrice : Léa Genty
• Direction : Aurélie Metay, Elena Kazakou, Karim Barkaoui
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie fonctionnelle et Science Agronomiques
• Date : Soutenance le 23/11/2023
• Etablissement(s) : Montpellier, SupAgro
• Ecole(s) doctorale(s) : Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Agrosystèmes Biodiversifiés (Montpellier ; 2003-....)
• Jury : Président / Présidente : Marc-André Selosse
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Aurélie Metay, Elena Kazakou, Karim Barkaoui, Marc-André Selosse, Isabelle Dajoz, Emmanuel Corcket, Stéphane Cordeau, Gaëlle Damour
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Isabelle Dajoz, Emmanuel Corcket

Mots clés

Mots clés libres

Ressource florale

Ressource fourragère

Agroécosystème pérenne

Adventice

Écologie fonctionnelle

Traits floraux

Floral resource

Forage resource

Perennial agroecosystem

Weed

Functional ecology

Floral trait

Résumé

La biodiversité végétale spontanément présente dans les cultures, dite flore adventice, participe au fonctionnement des agroécosystèmes et peut de rendre des services écosystémiques, qui peuvent être évalués. Les agroécosystèmes à base de plantes pérennes ont un fort potentiel pour accueillir les adventices, car les inter-rangs sur lesquels elles poussent peuvent représenter jusqu'à deux tiers de la surface de la parcelle agricole. Les traits fonctionnels des plantes permettent d'évaluer leur fourniture de service, ainsi que la réponse de la végétation aux conditions abiotiques, comme les pratiques agricoles ou le pédoclimat. Si les services de soutien ou de régulation rendus par les adventices ont déjà été étudiés dans ces agroécosystèmes, les services de production qu'elles peuvent rendre ont été peu explorés. Dans cette thèse nous nous intéressons au potentiel des adventices à fournir i) une ressource fourragère pour les animaux d'élevage et ii) une ressource florale pour les insectes floricoles. Les objectifs de la thèse sont (1) d'évaluer la production et la qualité de ces deux ressources dans deux agroécosystèmes méditerranéennes patrimoniales, les vignes et les oliveraies, et (2) de comprendre les effets du climat, du sol et des pratiques agricoles, via les traits fonctionnels des adventices. Pour répondre à ces objectifs les ressources fourragère et florale, la composition floristique ainsi que les traits des communautés adventices ont été caractérisés dans un réseau de 32 parcelles oléicoles et viticoles en production dans le Montpellierais. De plus, les traits floraux de 19 espèces communes d'adventices ont été mesurés dans une expérimentation en conditions contrôlées sous serre.La thèse montre que la ressource fourragère, évaluée via la digestibilité de la biomasse des adventices récoltées, est de bonne qualité dans les deux types d'agroécosystème mais qu'elle est plus élevée en vignes (737 ± 104 g kg-1) qu'en oliveraies (644 ± 109 g kg-1) car le travail du sol, plus fréquent en vignes, fait augmenter la digestibilité en sélectionnant des stratégies plus rudérales, bien qu'il diminue la fourniture d'autres services liés à la présence et la diversité adventice. La thèse indique également qu'une ressource florale abondante et avec un long pic de floraison est favorisée dans les oliveraies par une pratique de tonte modérée, de 2 à 3 tontes par an via son effet sur la richesse et la composition spécifique des communautés adventices. De plus, la ressource florale varie en fonction des traits floraux des communautés, qui sont impactés par les pratiques agricoles. Par exemple, les communautés tondues sont plus riches en espèces, sont composées d'espèces qui fleurissent plus tôt et ont une plus longue durée du pic de floraison, permettant de fournir des ressources florales plus longtemps. Enfin, le dernier apport de la thèse est l'exploration du phénotype floral des adventices, rarement étudié, en lien avec les stratégies écologiques. Elle a révélé un compromis fonctionnel dans la production des fleurs. Les espèces adventices peuvent produire de nombreuses fleurs de petite taille, de basse stature, produisant peu de pollen et un nectar peu sucré ou, au contraire, produire peu de fleurs, mais de grande taille, de haute stature, produisant beaucoup de pollen et un nectar sucré. Ce compromis est lié aux stratégies adaptatives de Grime : les espèces rudérales produisent beaucoup de fleurs peu chères à produire tandis que les espèces compétitives produisent peu de fleurs coûteuses.La thèse a donc permis de montrer le potentiel des adventices à être valorisées comme une composante « productive » de l'agroécosystème devant faire l'objet d'une gestion appropriée, afin de ne pas affecter le rendement des plantes cultivées.

The plant biodiversity spontaneously present in crops, known as weeds, contributes to the functioning of agroecosystems and can provide ecosystem services. Perennial agroecosystems have a high potential for hosting weeds, as the inter-rows can represent up to two-thirds of the surface area of the plot. Plant functional traits can be used to assess the delivery of service, as well as the response of vegetation to abiotic conditions, such as agricultural practices or soil climate. While the support or regulation services provided by weeds in these agroecosystems have already been studied, the provisioning services they can provide have been little explored. In this thesis we explore the potential of weeds to provide i) a forage resource for domestic animals and ii) a floral resource for flower-visiting insects. The aims of the thesis are (1) to evaluate these two resources in two Mediterranean heritage agroecosystems, vines and olive groves, and (2) to understand the effects of agricultural practices, climate and soil via the functional traits of weeds. To meet these objectives, forage and floral resources, floristic composition as well as weed community traits were sampled in 32 in production olive groves and vineyards in the Montpellier area. In addition, the floral traits of 19 common species were measured in a greenhouse experiment under controlled conditions.The thesis shows that the forage resource, assessed via digestibility, is qualitative in both agroecosystems, but that it is higher in vineyards (737 ± 104 g kg-1) than in olive groves (644 ± 109 g kg-1) because tillage increases digestibility by selecting ruderal strategies, although it reduces the supply of many other services based on weed biomass and diversity. The thesis also indicates that an abundant floral resource with a long flowering peak is favoured by a moderate mowing practice of 2 to 3 mowings per year, via its effect on the richness and composition of weed communities. Floral resources vary according to the richness and floral traits of the communities, which are impacted by farming practices. For example, mown communities are richer and composed of species that flower earlier. Communities with a high species richness and composed of species that flower earlier have a longer peak flowering period, making it possible to provide floral resources for longer. Finally, the last contribution of the thesis is the exploration of the rarely studied floral phenotype of weeds in relation to their ecological strategies. It revealed a functional compromise in flower production. Weed species can produce many small flowers of low stature, producing little pollen and nectar of low sugar content or, conversely, produce few but large flowers of high stature, producing a lot of pollen and nectar of high sugar content. This compromise is linked to Grime's CSR strategies: ruderal species produce many flowers that are cheap to produce, while competitive species produce few expensive flowers.The thesis therefore made it possible to evaluate weed forage and floral resources, demonstrating their potential to be valued as a productive component of the agroecosystem, so as not to affect the yield of the cultivated plants.