Architecture et modalités d'implantation de la céréale pérenne Kernza™ (Thinopyrum intermedium). Approche agronomique et écophysiologie pour une combinaison de performances : grain, fourrage et services écosystémiques.

Agronomical and ecophysiological approach exploring seeding density and architecture of Kernza perennial grain (Thinopyrum intermedium) to optimize its multifunctional outputs

• Auteur / Autrice : Christelle Ginot
• Direction : Christophe David
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences agronomiques
• Date : Inscription en doctorat le 05/09/2022
• Etablissement(s) : Paris, AgroParisTech
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, alimentation, biologie, environnement, santé (Paris ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : AGE - Agroécologie et Environnement - UP ISARA

Mots clés

Mots clés libres

Agropyre

Tallage

Lumière

Idéotype

Intermediate wheatgrass

Tillering

Light

Ideotype

Résumé

Ce projet de thèse vise à caractériser les conditions de développement les mieux adaptées au champ afin que le Kernza puisse optimiser son potentiel de production sur trois saisons de croissance, notamment en termes de rendement en grains. A cette fin, le processus de tallage est étudié en détail afin de mieux le caractériser et de comprendre son rôle dans les cycles végétatifs et reproductifs. Les effets de la densité sur la dynamique du tallage, tant au niveau de la plante que de la population, et leur impact sur les composantes du rendement seront étudiés dans des conditions non limitantes en eau et en azote (avec un accent particulier sur la repousse automnale, qui a été identifiée comme une période critique pour la pérennité et la production de grains). L'ensemble de ces résultats sera utilisé pour définir des stratégies agronomiques et des objectifs de rendement adaptés et économiquement viables pour les producteurs de Kernza, ainsi que les compromis potentiels à considérer selon que la production attendue est principalement céréalière, fourragère ou une combinaison des deux. Ils contribueront également à une meilleure caractérisation des services que le Kernza peut rendre en matière de transition agroécologique des systèmes de production céréalière et d'adaptation à un climat changeant, et comment ils peuvent s'inscrire dans une forte valorisation de cette nouvelle culture soutenant l'émergence d'une filière en aval de la production. Le projet bénéficiera d'un environnement scientifique stimulant fourni par les partenaires académiques sur le sujet des céréales pérennes en Europe (SLU Suède, Gembloux Belgique, Louis Bolk Pays-Bas) et aux Etats-Unis (Land Institute, Kansas). Il s'appuiera également sur les apports d'autres programmes de recherche déjà en cours à l'ISARA pour explorer les conditions techniques et économiques de la mise en œuvre de Kernza dans les systèmes céréaliers et de polyculture-élevage en France, ainsi que sur les différents partenariats développés avec les acteurs de l'ensemble de la chaîne de valeur (producteurs, coopératives, transformation). Notamment, les données du réseau national d'observation, donnant accès à des contextes pédo-climatiques et de systèmes de culture très contrastés, permettront une analyse critique croisée avec les résultats de l'essai analytique décrit ci-dessus, favorisant l'émergence de stratégies de gestion adaptées au terrain.

This PhD project aims at characterizing the best-suited developmental field conditions in order for Kernza to optimize its production potential, especially in terms of grain yield, over three growing seasons. To this end, the tillering process is being studied in detail in order to better characterise it and understand its role in vegetative and reproductive cycles. The effects of density on tillering dynamics at both plant and population levels, and their impact on yield components will be investigated under non limiting water and N conditions (with a special emphasis on fall regrowth, which has been identified as a critical period for perenniality and grain production). Altogether, these results will be used to define adapted and economically viable agronomical strategies and yield targets for Kernza growers and the potential associated trade-offs to consider depending on whether the expected output is mainly grain, forage, or a combination of both. They will also contribute to a better characterization of the services Kernza can provide regarding the agroecological transition of grain production systems, and their adaptation to a changing climate, and how they can be part of a strong grain valorization of this new crop supporting the emergence of a value chain downstream production. The project will benefit from a stimulating scientific environment provided by the academic partners on the subject of perennial grains in Europe (SLU Sweden, Gembloux Belgium, Louis Bolk The Netherland) and the USA (Land Institute, Kansas). It will also build on the input from other research programs already taking place at ISARA to explore technical and economic conditions for the implementation of Kernza in grain and mixed/livestock farming systems in France, and the various partnerships that have been developed with stakeholders across the whole value chain (producers, cooperatives, processing). Notably, data from the national observation network, giving access to very contrasted pedo-climatic and farming system contexts, will enable a critical cross analysis with the findings from the above described analytical trial, favoring the emergence of field-adapted management strategies.