Modélisation du cycle de vie des adventices vivaces en interaction avec les systèmes de culture pour l’identification de leviers de gestion agroécologiques

Modelling perennial-weed life cycle in interaction with cropping systems to identify agroecological management levers

• Auteur / Autrice : Solèmne Skorupinski
• Direction : Nathalie Colbach, Delphine Moreau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences agronomiques
• Date : Soutenance le 12/12/2024
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Bourgogne (1970-2024)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Agroécologie (Dijon)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Philippe Guillemin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Noël Aubertot, Elena Kazakou, Julie Leroy, Jordi Recasens i Guinjuan
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Noël Aubertot, Elena Kazakou

Mots clés

Mots clés contrôlés

Herbicides

Écologie agricole

Plantes adventices

Mots clés libres

Gestion des adventices

Modèle mécaniste

Agroécologie

Adventices vivaces

Travail du sol

Weed management

Process-Based model

Agroecology

Perennial weeds

Tillage

Résumé

Réduire l’utilisation des herbicides est un enjeu crucial pour une agriculture durable. Dans ce cadre, il est urgent de développer des stratégies de gestion non-chimiques et agroécologiques. C’est-à-dire, des stratégies qui se basent sur la combinaison de nombreux leviers agronomiques et qui visent à maximiser les régulations biologiques. Les adventices vivaces sont particulièrement difficiles à contrôler car elles se reproduisent rapidement et se régénèrent par multiplication végétative. Elles sont souvent maîtrisées avec un travail du sol fréquent mais celui-ci a des impacts négatifs qu’il faut limiter. L’objectif de cette thèse était 1) de synthétiser les connaissances sur la dynamique des adventices vivaces dans les champs cultivés, 2) de les compléter par le biais d’expérimentations, et 3) de les intégrer dans un modèle mécaniste de dynamique cultures-adventices afin que celui-ci soit utilisé pour identifier des leviers de gestion agroécologiques et concevoir des systèmes de culture. A l’issue de ces travaux, nous avons apporté de nouvelles connaissances sur l’effet du travail du sol sur la fragmentation des organes de stockage des adventices vivaces, ainsi que sur la croissance des tiges souterraines à partir des organes de stockage. Nous avons traduit ces connaissances et des données de la littérature en formalismes mathématiques pour modéliser le cycle de vie asexué des adventices vivaces et l’effet du travail du sol. Ce module a été intégré au modèle mécaniste FLORSYS qui pourra prochainement être utilisé pour analyser l’impact des techniques sur les adventices vivaces et concevoir des systèmes de culture agroécologiques efficaces dans la gestion des adventices vivaces.

Reducing the use of herbicides is crucial to sustainable agriculture. In this context, it is urgent to develop non-chemical, agroecological management strategies. These strategies must be based on a combination of numerous agronomic levers and aiming at maximizing biological regulation. Perennial weeds are particularly difficult to control, as they propagate rapidly and regenerate by vegetative propagation. They are often controlled by frequent tillage, but this has also negative impacts that need to be limited. The aim of this thesis was 1) to synthesize knowledge on the dynamics of perennial weeds in cultivated fields, 2) to supplement this knowledge through experimentation, and 3) to use it to supplement a mechanistic model of crop-weed dynamics so that it can be used to identify agroecological management levers and design cropping systems. As a result of this work, we have gained new insights into the effect of tillage on the fragmentation of perennial weed storage organs, as well as on the growth of belowground stems from storage organs. We have translated this knowledge and other data from the literature into mathematical functions to model the asexual life cycle of perennial weeds and the effect of tillage. This module has been integrated into the FLORSYS mechanistic model, which will soon be able to be used to analyze the impact of techniques on perennial weeds and design agroecological cropping systems that are effective in managing perennial weeds.