Influence des itinéraires culturaux sur l`assemblage des

Mémoire présenté en vue de l’obtention du Master 2 Environnementaliste
« Expertise et traitement en Environnement »
Influence des itinéraires culturaux sur l’assemblage
des communautés d’adventices en céréale d’hiver
Encadrants : Vincent Bretagnolle (CEBC-CNRS) et Sabrina Gaba (INRA de Dijon)
Tuteur de stage : Yannick Delourme (Groupe ISA)
DEROULERS Paul
Septembre 2014
Promotion 19
Mémoire final
Remerciements
Je tiens tout d‟abord à remercier l‟ensemble des personnes qui ont participé au bon
déroulement de ce stage (chercheurs, thésards). Merci également aux personnes qui ont
partagé, avec moi, leurs connaissances et leur passion. Puis qui ont participé indirectement à
la réalisation de ce projet de fin d‟étude.
Un grand merci à mes encadrants, Vincent BRETAGNOLLE (CNRS) et Sabrina GABA
(INRA de Dijon) qui ont très fortement contribué au bon déroulement de ces 6 mois en me
guidant sur l‟expérimentation et me donnant les informations nécessaires à la compréhension
de la problématique. Je les remercie également pour le temps consacré à la relecture du
rapport, et aux conseils donnés pour la rédaction.
Je remercie les agriculteurs pour leur participation à l‟expérimentation et à tous les
renseignements donnés lors des rencontres sur le terrain.
Merci à ceux qui ont bien voulu répondre à mes questions concernant l‟expérimentation,
notamment à Mathieu LIAIGRE qui faisait le lien avec les agriculteurs et Thierry FANJAS
qui a participé à la mise en place de l‟expérimentation.
Merci à toutes les personnes ayant participé à la réalisation du terrain de la Manip blé et pour
les bons moments passés en équipe au milieu des champs de blé. Et plus particulièrement
merci à Emilie CADET qui a partagé ses connaissances en botanique pour les relevés
floristiques et qui a organisé les périodes de terrain, je cite également Tiga (chien d‟Emilie)
pour avoir eu la patience de nous suivre sur chaque parcelle et pour nous avoir fait courir un
petit peu.
Ce sont mes collègues stagiaires Benjamin GUTJAHR, Medhi LIOT et Claire BERNARDIN
travaillant également sur la manip blé, que je souhaite remercier pour tous les bons moments
passés sur le terrain sans qui ce n‟aurait pas été la même chose.
Je remercie également toutes les personnes avec qui j‟ai partagés d‟excellents moments
inoubliables ces six mois passés dans le sud des Deux-Sèvres. Plus particulièrement merci à
Benjamin DEBETENCOURT, Adrien MARCHAND, Florian MEZERETTE, Flavie
CHAPUIS pour m‟avoir supporté dans ce bureau si convivial et pour leurs conseils lors de
mes interrogations multiples. Merci à Marie LESTRADE pour ses passages réguliers dans le
bureau et ses sourires. Merci aux thésards des bureaux voisins pour les renseignements
donnés sur différents points, notamment à Pierrick DEVOUCOUX pour sa disponibilité et ses
conseils avisés tel un grand sage.
Merci à tous les colocataires de « busard », d‟ « albatros » et de « ragondin », à tous ceux
avec qui les soirées, les pauses, les midis, les week-ends ont été des moments à ne pas oublier.
Je remercie aussi toute la bande de potes des trois années passées à Lille, avec qui des soirées
et des journées resteront gravées dans les souvenirs pour de nombreuses années.
Merci également à ma famille pour son soutien et ses encouragements lors de mes études,
pour les visites rendues sur mon lieu de stage.
3
Résumé
Suite à l‟intensification de l‟agriculture depuis les années 1950, la biodiversité des
agroécosystèmes a fortement diminué. Cette diminution de biodiversité associée aux
conséquences négatives sur l‟environnement de l‟utilisation d‟intrants chimiques a entrainé la
mise en place de mesures environnementales ainsi que des politiques publiques. Le Plan
ECOPHYTO qui fait suite au Grenelle de l‟environnement a pour objectif une diminution de
l‟usage des intrants chimiques. La flore adventice reste une des limites à la mise en place du
plan, les herbicides, largement utilisés, étant toujours considérés comme le mode de gestion le
plus efficace des adventices. Le projet ANR AgrobioSE propose de tester une hypothèse
alternative relevant de l‟agroécologie en testant la prédiction que la fourniture de services
écosystémiques par la biodiversité permettrait de réguler la flore adventice dans des systèmes
de culture à bas intrants. Avant de tester cette hypothèse, il est nécessaire de comprendre
l‟influence des pratiques agricoles sur la richesse spécifique et l‟abondance des adventices.
Dans ce rapport, les effets de l‟apport d‟azote, des herbicides et de la présence de la culture
sur la flore adventice sont explorés afin d‟identifier le rôle de ces facteurs seuls puis en
interaction entre eux, sur la diversité et l‟abondance des communautés adventices. Les
analyses se basent sur un dispositif expérimental mis en place dans des parcelles agricoles
d‟agriculteurs. Les résultats montrent que contrairement à ce que l‟on aurait pu attendre, la
richesse spécifique et l‟abondance ne sont impactées ni par les apports azotés, ni par les
herbicides, ni par la culture lorsque leurs effets sont étudiés séparément. A l‟inverse, la
combinaison de deux de ces facteurs provoque une baisse de la richesse spécifique. La
richesse spécifique diminue le long d‟un gradient d‟intensité, traduits par les modes de
production.
Mots clés : Adventices, culture, herbicides, apports azotés, plan ECOPHYTO
4
Abstract
As a result of the intensification of the agriculture over the last sixty years, biodiversity in
agrosystem has strongly declined. These losses of biodiversity resulted in part from negative
effects of chemicals within the environment, and eventually led to the establishment of
environmental measures with public politics. After the “Grenelle de l‟environnement”, the
“Plan Ecophyto” aims to decrease chemicals products applied on crops. The weed flora is
however not well known, at least to plan efficient measures fro herbicides reduction, and
herbicides are currently used because they are the most efficient for weeds management. The
ANR AgrobioSE project tests an alternative hypothesis, shaped within the agroecology
framework, aiming at replacing the intensive systems by low input systems, to regulate weed
flora. Before implementation however, we must understand the impacts of agricultural
practices on species diversity and the abundance of weed flora.
This report presents the effects of fertilisation, herbicides and crops on weeds and explores the
role of these factors separately and in interaction with each other, on the diversity and the
abundance of weed communities. An experimentation has been implanted in real fields to
study these effects. Our preliminary results suggest that none of these factors separately
impact the species diversity and the abundance flora. But if we combine two factors, there is a
decrease of the specific diversity. Diversity decrease follow farming gradients intensity.
Keywords: weed, crops, herbicides, fertilisation, plan ECOPHYTO
5
Sommaire
Remerciements ........................................................................................................................... 2
Résumé ....................................................................................................................................... 4
Abstract ...................................................................................................................................... 5
Sommaire ................................................................................................................................... 6
Liste des figures ......................................................................................................................... 8
1.
Contexte de l‟étude ........................................................................................................... 11
1.1.
Contexte agricole ........................................................................................ 11
1.1.1.
Evolution de l‟agriculture................................................................................... 11
1.1.2.
Contexte réglementaire de l‟agriculture ............................................................. 12
1.1.2.1.
Europe ......................................................................................................... 12
1.1.2.2.
Le plan Ecophyto ........................................................................................ 13
1.2.
Projet AgrobioSE (ANR) ............................................................................ 13
1.3.
Le blé tendre en France, principale culture de rente ................................... 15
1.3.1.
Développement du blé tendre ............................................................................. 16
1.3.2.
Itinéraire technique type d‟une parcelle de blé tendre ....................................... 17
Pratiques agricoles manipulées dans le cadre de l‟expérimentation ........... 18
1.4.
2.
1.4.1.
L‟Azote............................................................................................................... 18
1.4.2.
Herbicides........................................................................................................... 18
1.5.
Flore adventice ............................................................................................ 19
1.6.
Structure d‟accueil ...................................................................................... 19
1.6.1.
Le CEBC-CNRS ................................................................................................ 19
1.6.2.
L‟INRA .............................................................................................................. 20
1.6.3.
Zone Atelier Plaine & Val de Sèvre ................................................................... 21
La flore adventice : élément d‟écologie et gestion ........................................................... 22
2.1.
Déclin de la flore dans le milieu agricole ................................................... 22
2.2.
La fertilisation azotée : un problème dans l‟environnement ....................... 22
2.3.
Apport de l‟écologie pour la gestion des adventices .................................. 23
2.3.1.
La théorie des niches .......................................................................................... 23
2.3.2. La théorie de la perturbation intermédiaire (Intermediate Disturbance
Hypothesis) ....................................................................................................................... 24
2.4.
3.
La problématique du stage .......................................................................... 25
Matériel et méthodes ......................................................................................................... 26
6
L‟expérimentation ....................................................................................... 26
3.1.
3.1.1.
Design expérimental implantées dans les parcelles ........................................... 26
3.2.
3.2.1.
Protocoles de prélèvements, de relevés, de pesées ..................................... 28
Session 1 (Mars) ................................................................................................. 28
3.2.1.1.
3.2.2.
Relevés de flore........................................................................................... 28
Session 2 : floraison du blé ................................................................................ 28
3.2.2.1.
Relevés de flore........................................................................................... 28
3.2.2.2.
Prélèvements ............................................................................................... 28
3.2.2.3.
Pesées .......................................................................................................... 29
3.2.3.
Session 3 : la récolte ........................................................................................... 29
3.2.3.1.
Relevés de flore........................................................................................... 29
3.2.3.2.
Prélèvements ............................................................................................... 29
3.3.
Analyses statistiques ................................................................................... 29
3.3.1.
Mise en forme des données ................................................................................ 29
3.3.2. Analyse des richesses spécifiques et de l‟abondance en fonction des traitements
par système de culture ....................................................................................................... 30
3.3.3.
4.
Analyse de la variation des richesses spécifiques et abondances ....................... 30
Résultats et interprétation ................................................................................................. 31
4.1.
Facteurs affectant la richesse spécifique ..................................................... 32
Analyse de l‟effet des modes de production sur la richesse spécifique ............. 32
4.1.1.
4.1.1.1.
Au stade de tallage ...................................................................................... 32
4.1.1.2.
Au stade de floraison du blé........................................................................ 34
4.1.3.
Variation de la richesse en fonction de la saison et des traitements .................. 37
Facteurs affectant l‟abondance ................................................................... 39
4.2.
4.2.1.
4.2.1.1.
Au stade de tallage ...................................................................................... 39
4.2.1.2.
Au stade de floraison du blé........................................................................ 40
4.2.2.
5.
Analyse de l‟effet des modes de production sur l‟abondance ............................ 39
Variation de l‟abondance entre les relevés 1 et 2 ............................................... 42
Discussion ......................................................................................................................... 43
Conclusion ................................................................................................................................ 46
Bibliographie ............................................................................................................................ 47
Liste des annexes ...................................................................................................................... 50
7
Liste des figures
Figure 1 : Evolution du rendement en grains pour le blé en France de 1815 à 2011 (Source :
Journal de la société statistique Agreste) ................................................................................. 15
Figure 2 : Cycle de développement du blé (Source : www.farmstar-conseil.fr) ...................... 16
Figure 3 : Itinéraire technique du blé tendre (Source : la France agricole, M. Le Bourgeois) 18
Figure 4 : localisation de la ZA-PVS ....................................................................................... 21
Figure 5 : Graphique représentant la variation du taux de croissance en fonction de l'intensité
du facteur limitant .................................................................................................................... 23
Figure 6 : Courbe de variation de la diversité biologique en fonction de l'intensité de la
perturbation .............................................................................................................................. 24
Figure 7 : Schéma du dispositif expérimental mis en place dans les parcelles (CNRS) .......... 26
Figure 8 : Dispositif implanté dans une parcelle avec la délimitation des différents traitements
.................................................................................................................................................. 27
Figure 9 : Richesse spécifique moyenne par traitement ........................................................... 31
Figure 10: Evolution de la richesse spécifique moyenne au mois d‟Avril selon le mode de
culture ....................................................................................................................................... 33
Figure 11 : Evolution de la richesse spécifique moyenne au mois de Mai selon le mode de
culture ....................................................................................................................................... 35
Figure 12 : Evolution de la richesse spécifique moyenne selon le mode de culture et des
traitements combinés ................................................................................................................ 36
Figure 13 : Représentation graphique de la régression linéaire entre les relevés 1 & 2 selon le
système de culture .................................................................................................................... 37
Figure 14 : Variation de la richesse selon les pentes de l'équation de la régression linéaire de
chaque traitement par système de culture ................................................................................ 38
Figure 15 : Variation de la richesse spécifique moyenne au mois d‟Avril selon le mode de
culture ....................................................................................................................................... 39
Figure 16 : Evolution de la richesse spécifique moyenne au mois de Mai selon le mode de
culture ....................................................................................................................................... 40
Figure 17 : Evolution de la richesse spécifique moyenne selon le mode de culture et des
traitements combinés ................................................................................................................ 41
Figure 18 : Variation des pentes du modèle linéaire des abondances en fonction des
traitements ................................................................................................................................ 42
Figure 19 : Prédictions du modèle de l'équilibre dynamique (Huston, 1994) .......................... 44
8
Introduction
La fin du XXe siècle a été particulièrement riche en événements et a été marqué par une
avancée spectaculaire des technologies et de la productivité agricole. L‟augmentation de la
surface cultivée en céréales et l‟évolution des techniques agricoles en sont les principaux
facteurs. Ces changements se sont fait au détriment d‟une forte baisse de la biodiversité pour
éviter les pertes de production agricole en gérant intensivement les bioagresseurs des cultures
(Burel B. D., 2004).
Suite à La Conférence de Rio (1992), la biodiversité est peu à peu devenue un objectif
central des politiques publiques en matière d‟environnement (Nations Unies, 1992), et s‟est
plus récemment imposée dans la recherche agronomique (Organisation des Nations Unies
pour l'alimentation et l'agriculture, 2000). L‟application de ces politiques publiques, dédiées
au niveau mondial, s‟est traduite en Europe, entre autre sur le plan agricole par la mise en
place des Mesures Agri Environnementales (MAE), créées dans le cadre de la Politique
Agricole Commune (PAC) en y intégrant des préoccupations environnementales. Les MAE
sont établies afin d‟encourager les agriculteurs à protéger et valoriser l‟environnement en
contrepartie d‟une rémunération pour des prestations de services environnementaux. Les
objectifs de la PAC ont été définis par le Traité de Rome (1950), et cette politique a connu de
nombreuses mises à jour pour suivre l‟évolution des préoccupations sociétales. En effet, la
demande alimentaire a évolué et la sensibilité de la société à l‟égard des impacts des modes de
productions sur l‟environnement a augmenté depuis les années 2000 (Hinrichs, 2014).
L‟enjeu actuel est d‟identifier voire d‟inventer des systèmes de gestion de production agricole
qui conservent des niveaux de productions acceptables (72 qx/ha en 2010 pour le blé en
France), qui maintiennent les revenus agricoles, tout en préservant la biodiversité et en
diminuant les impacts négatifs sur l‟environnement. La France a proposé des mesures à
l‟issue du Grenelle de l’Environnement (2007) et s‟est fixé des objectifs avec le Plan
Ecophyto, qui vise notamment à réduire l‟usage des produits phytosanitaires dans ce cadre de
maintien de la production et des revenus.
L‟un des défis principaux du plan Ecophyto concerne la réduction de l‟usage des herbicides
pour la gestion des espèces adventices. De nombreuses recherches sont menées sur ces
espèces qui constituent l‟ensemble de la végétation spontanée des agroécosystèmes (Godinho,
1984). Les plantes adventices sont considérées comme principales responsables des pertes de
rendements et de la baisse de la qualité des récoltes (Cassanel, 1989), impliquant la mise en
place de modes de gestion intensive telle que l‟application d‟herbicides. Plusieurs études
récentes ont démontré un déclin de la diversité floristique dans le milieu agricole (Reboud
X., 2013 ; G.Fried, 2010 ; Dessaint, 2007), ce qui impacte les agroécosystèmes puisque les
adventices jouent aussi le rôle de ressources trophiques (C. Stoate, 2009) pour de nombreux
organismes (insectes, oiseaux, micromammifères). La flore adventice est donc à la base d‟un
réseau trophique et son déclin impacte d‟autres espèces.
Dans les agroécosystèmes, les parcelles cultivées sont caractérisées par des interventions
régulières et, pour certaines, de fortes intensités et par des apports importants en nutriments
pour les plantes cultivées (ex. azote, eau). Ces interventions humaines créent ainsi un milieu
9
très spécifique propre au milieu agricole. La compétition pour les ressources (azote, eau,
lumière) avec la culture et les perturbations (pratiques agricoles) jouent un rôle majeur dans la
structuration et la composition des assemblages de communautés (Gaba, Fried, Kazakou,
Chauvel, & Navas, 2014) . La compréhension des interactions entre la flore adventice et les
pratiques agricoles permettrait de gérer une flore perçue comme hostile mais qui semble
essentielle à l‟agriculture (C. Stoate, 2009). Afin de comprendre les interactions entre la
culture et la flore adventice, le CNRS1 (Centre d‟Etudes Biologiques de Chizé) et l‟UMR
INRA2 Agroécologie de Dijon ont mis en place une expérimentation en 2013 dans le cadre de
deux projets de recherche (projet ESTRA-2, projet ANR AgrobioSE). Le but est de
comprendre les effets seuls et en interaction des ressources (azote), des perturbations
(herbicides, travail du sol) et de la compétition avec la culture sur la composition des
communautés d‟adventices dans des parcelles de blé. La ressource analysée est l‟azote qui
joue un rôle très important dans la compétition inter-espèces du fait de son caractère limitant.
Notre objectif est de comprendre quel est l‟effet des variations des apports azotés sur
l‟intensité de la compétition entre la flore adventice et la culture, ainsi qu‟entre les différentes
espèces d‟adventices.
Après avoir replacé le sujet dans le contexte de l‟agriculture actuelle, nous présenterons la
problématique sur l‟impact des apports en azote sur la compétition inter-espèces
(adventices/culture et adventices/adventices), avant de décrire les moyens et
l‟expérimentation mis en place pour répondre au problème posé. Les résultats reposeront sur
différentes analyses statistiques des données qui seront ensuite discutés.
1
2
Centre National de Recherche Scientifique
Unité Mixte de Recherche de l’Institut National de la Recherche Agronomique
10
1. Contexte de l’étude
1.1. Contexte agricole
1.1.1. Evolution de l‟agriculture
Depuis 10 000 ans, l‟agriculture a pour but de contrôler la nature pour subvenir aux besoins
alimentaires des sociétés humaines. Au fur et à mesure, les besoins des populations ont
cependant évolué ce qui a provoqué l‟émergence d‟autres objectifs et de contraintes,
notamment l‟augmentation de la population lors de ce dernier siècle et plus récemment les
enjeux environnementaux. L‟agriculture évolue dans des contextes naturels, mais aussi et
surtout historiques, sociaux, politiques et économiques (Mazoyer M., 1997).
C‟est au début du XXe siècle que l‟agriculture amorce sa modernisation avec des révolutions
techniques (améliorations des assolements, mécanisation…). Le monde agricole commence à
se structurer grâce aux progrès techniques (transports) et aux progrès vétérinaire (pour
l‟élevage). C‟est également au début du XXe siècle que les groupements d‟agriculteurs se
développent (création des premières organisations syndicales agricoles, des premières unions
de coopératives). Les évolutions techniques et sociales seront lentes jusqu‟à la fin de la
deuxième guerre mondiale, mais vont s‟accélérer par la suite (par exemple : création de
l‟INRA 1946). Des modèles types d‟exploitations sont proposés aux familles d‟agriculteurs,
suite aux lois d‟orientation agricole de 1960 et 1962. L‟exploitation agricole change
également de nature et est maintenant considérée comme une activité économique possédant
son statut juridique (GAEC3, EARL4).
La Politique Agricole Commune (PAC) européenne, créée en 1962, reprend certaines de ces
mesures structurelles et ces financements pour l‟agriculture. A partir des années 60,
l‟agriculture devient fortement productive, comme en atteste la hausse des niveaux de
production qui sont sans précédent. Cette augmentation des rendements se poursuivra
jusqu‟aux années 2000 grâce à l‟amélioration du matériel agricole, à l‟arrivée des intrants
chimiques et à la création variétale.
Cette évolution a eu également des impacts sur le milieu agricole, notamment en modifiant les
paysages ruraux (suppression du bocage, simplification des assolements, remembrements…).
Entre 1950 et 1970, cependant la surface consacrée à l‟agriculture a diminué de 6 millions
d‟hectares (Demotes-Mainard M., 2000).
Le début du XXIe siècle marque un nouveau tournant pour l‟agriculture, les enjeux
environnementaux deviennent importants et les territoires ruraux ne sont plus uniquement à
vocation agricole, mais sont utilisés pour d‟autres usages (productifs, résidentiels, récréatifs,
écologiques…). De plus, la vision de la société vis-à-vis de l‟agriculture évolue fortement
dans différents domaines (environnemental, alimentaire, économique…). Tous ces
changements ajoutent de nouveaux enjeux pour le monde agricole : maintenir des niveaux de
production élevés tout en préservant la biodiversité et l‟environnement. L‟intensification de
3
4
Groupement Agricole d’Exploitation en Commun
Exploitation Agricole à Responsabilité limitée
11
l‟agriculture européenne, orientée en partie par la PAC, s‟est faite au détriment de
l‟environnement. Des réformes engagées depuis 1992 ont permis de lancer une campagne de
sensibilisation à l‟environnement, mais les programmes en faveur d‟une agriculture plus
durable restent insuffisants.
1.1.2. Contexte réglementaire de l‟agriculture
1.1.2.1.
Europe
La politique agricole commune a instauré une politique de l‟agriculture entre les pays membre
de l‟Union européenne suite au traité de Rome (1950). Cette politique a pour but de garantir, à
l‟Europe, une sécurité alimentaire, en procurant aux agriculteurs des conditions de vie plus
décentes par une modernisation des moyens de production, et de stabiliser les marchés. En
1972, dix ans après sa mise en place, les objectifs sont atteints : l‟agriculture européenne peut
nourrir les citoyens européens et le revenu des agriculteurs a augmenté (Selon le Ministère de
l‟Agriculture service de la statistique et de la prospective : 25.8 k€ entre 1992 et 2003, 35.7 k€
en 2012), cependant cette agriculture sera bientôt en surproduction. Il est donc nécessaire de
fixer de nouveaux objectifs, en limitant les excédents en fixant des quotas sur la production de
lait, de viande, de céréales… Ces excédents permettent également à l‟Europe de s‟ouvrir au
marché agricole mondial. En 1992, l‟aide compensatoire versée aux agriculteurs est mise en
place pour qu‟ils gèlent une partie de leurs surfaces cultivées afin de réduire les stocks.
Après 1992, et le « Sommet de la Terre » de Rio de Janeiro, l‟Union européenne s‟est engagée
à stopper la diminution de la biodiversité sur ses territoires en créant un réseau de sites
écologiques nommé Natura 2000 :
o la Directive Nitrates (1991) : pour la protection des eaux contre la pollution par les
nitrates et l‟objectif d‟atteindre le bon état écologique des eaux en 2015 figure dans la
Directive cadre sur l‟eau (2000),
o les Directives Oiseaux (1979) et Habitats, Faune et Flore (1992) sollicitant les Etats
membres à prendre des mesures pour protéger toutes les espèces végétales et animales
rares, menacées ou vulnérables et d‟intérêt communautaire.
La PAC est actuellement organisée selon deux piliers :
o Soutien des marchés et des revenus agricoles, avec la protection des importations,
o Renforcement des mesures environnementales et du développement rural (mesures
agro-environnementales, zones défavorisées…), respecter les objectifs mondiaux sur
le climat, la biodiversité, la gestion de l‟eau et des sols.
C‟est en 1999, que la prise en compte de l‟environnement et du développement rural s‟est
faite dans la PAC, avec la naissance du deuxième pilier. En 2003, les aides sont versées en
fonction du nombre d‟hectare exploité, sans prise en compte de la production. L‟agriculteur
touche alors le droit à paiement unique (DPU), à conditions de respecter certaines règles
environnementales.
12
1.1.2.2.
Le plan Ecophyto
Le Plan Ecophyto est lancé en 2008 suite au Grenelle de l‟environnement de 2007, et a pour
objectif majeur de réduire de moitié l‟utilisation des produits phytosanitaires tout en
maintenant une production économiquement performante. Ce plan est géré par le Ministère de
l‟agriculture, de l‟agroalimentaire et de la forêt et mobilise de nombreux acteurs du milieu
agricole (agriculteurs, chambres de l‟agriculture, instituts de recherche et technique) pour
atteindre ces objectifs. Le plan Ecophyto a mené le gouvernement français à établir un cadre
combinant l‟ensemble des objectifs selon cinq catégories avec différents types de stratégies :
o La mise en place, suivi et gestion d‟expérimentations, afin de recenser, concevoir et
tester des pratiques innovantes pour réduire l‟usage de produits phytosanitaires ;
o La mise en œuvre de campagnes d‟information, de formation et de protection des
professionnels de l‟agriculture et du public ;
o Des opérations de suivi des bioagresseurs afin de limiter l‟usage abusif de produits
phytosanitaires et surveiller les impacts non désirés des pesticides ;
o Un suivi national et territorial de la diminution des pesticides ;
o Une clause spéciale du plan dédiée aux zones non métropolitaines pour prendre en
compte le caractère spécifique de ces milieux.
Pour atteindre ces objectifs, il faut combler le manque de connaissances sur les différentes
interactions entre les éléments (pratiques agricoles, biodiversité…) constituant le milieu
agricole. C‟est pourquoi, depuis quelques années des projets sont mis en place pour compléter
les lacunes sur chacun des thèmes abordés dans le Plan Ecophyto. Le projet ANR AgrobioSE
s‟inscrit dans ce cadre et a pour objectif, entre autres, de comprendre le lien entre biodiversité
adventice et les pratiques agricoles.
1.2. Projet AgrobioSE (ANR)
Le projet ANR AgrobioSE s‟inscrit précisément dans le cadre ECOPHYTO : maintenir les
rendements actuels tout en réduisant l‟utilisation d‟herbicides. Ce projet pose l‟hypothèse que
la réduction des pesticides permettra une augmentation de la biodiversité et ainsi favorisera la
fourniture de services ecosystémiques, qui compenseront la baisse de l‟utilisation des intrants.
Pour tester cette hypothèse, le projet combine des axes de recherches et des interactions avec
les acteurs du territoire agricole (agriculteurs, citoyens…)
Les axes de recherches analysent les questions suivantes :
13
-
Quelle est la conséquence de la baisse des herbicides sur la diversité de la flore
adventice ?
Quel serait l‟impact de l‟augmentation de la diversité de la flore adventice sur le
fonctionnement des agrosystèmes ?
Y aura-t-il une diminution de la production, suite aux changements potentiels des
agrosystèmes, environnementalement et économiquement parlant ?
Ce projet se déroule sur deux sites d‟études principaux : le premier site, à Epoisses (21460),
est concerné par plusieurs expérimentations gérées sur le long terme par Institut National en
Recherches Agronomiques Unité Mixte de Recherche en Agroecologie (Dijon). Le deuxième
site est la Zone Atelier Plaine et Val de Sèvre, plus communément appelée la ZA-PVS et géré
par le Centre d‟études biologiques de Chizé (79 360). C„est le deuxième site expérimental qui
servira dans l‟acquisition des données pour analyser le rôle de la compétition dans la
composition de la flore adventice.
Le projet est organisé en six tâches :

Tâche 1 : Dynamique spatio-temporelle des communautés d‟adventices
- Intégrer la banque de graines dans la modélisation des abondances des
populations et des métapopulations des adventices
- Etendre la dynamique spatiale dans les modèles de metacommunautés
d‟adventices au niveau des paysages

Tâche 2 : Les interactions entre la culture, les pratiques agricoles et les adventices
- Distinguer les effets du système de culture sur les adventices et la production
- Quantifier la perte potentielle de rendement causé par les adventices dans un
système de culture
- Mesurer le rôle de la compétition et la réponse des adventices aux perturbations
par la richesse spécifique, l‟abondance et la composition des communautés
d‟adventices

Tâche 3 : Impact des services écosystémiques de la flore adventice
- Analyser les liens et les interactions entre la diversité des adventices et la
biodiversité qui offre des services écosystémiques
- Distinguer aux échelles de la parcelle, locale et du paysage les effets des
pratiques agricoles sur l‟apport des services écosystémiques de la flore adventice

Tâche 4 : Mesurer expérimentalement la réaction des adventices aux services
écosystémiques
- Déterminer le taux d‟influence des insectes (carabes), oiseaux (granivores) et
micromammifères sur la banque de graine
- Quantifier le seuil d‟abondance des adventices pour se maintenir

Tâche 5 : Analyse rétrospective des pratiques agricoles innovantes au niveau des
paysages
14
-

Analyser les interactions et les échanges potentiels entre les services
écosystémiques
Evaluer si les mesures agro-environnementales peuvent favoriser les services
écosystémiques
Déterminer comment les dispositions spatio-temporelles des systèmes de culture
favoriseraient la préservation des services écosystémiques
Tâche 6 : Modéliser et optimiser une stratégie durable de la gestion des adventices
- Développer une approche théorique pour la création d‟une stratégie de gestion
des adventices à l‟échelle du paysage.
Ce projet de stage s‟inscrit dans la Tâche 2, et portera plus particulièrement le rôle de la
compétition et des ressources dans la composition de la flore adventice, dans l‟objectif de
mesurer les influences de la compétition sur différents paramètres de la flore adventice
(biomasse, abondance et richesse).
1.3. Le blé tendre en France, principale culture de rente
Le blé d‟hiver (blé tendre en particulier) est probablement l‟exemple emblématique de cette
évolution agricole. Au début des années 1980, le rendement moyen en France du blé tendre
atteignait seulement 51 qx/ha. Au cours des années 1990, il s‟est amélioré de 0,9 q/ha par an.
De 65 qx/ha en 1989 il augmente à 72 qx/ha en l‟an 2010. Entre 1989 et la fin des années
1990, le rendement de l‟orge d‟hiver a lui aussi beaucoup augmenté : il a gagné 0,6 q/ha par
an : il a évolué de 59 qx/ha en 1989 à 66 q/ha en 2000 (Groupement national
interprofessionnel des semences et plants, 2011).
Figure 1 : Evolution du rendement en grains pour le blé en France de 1815 à 2011
(Source : Journal de la société statistique Agreste)
Ainsi le rendement du blé n‟a pas cessé de croître tout au long des dernières décennies (figure
1). Cette hausse des niveaux de production a pu se dérouler grâce à de nombreuses évolutions
dans le milieu agricole :
15

La mécanisation de l‟agriculture, un travail du sol plus élaboré, des amendements plus
efficaces, emploi d‟engrais chimiques, des traitements avec produits phytosanitaires et
création et sélection des meilleures variétés.
La France, qui a comme première culture le blé (5 millions d‟hectares cultivés), est le
cinquième producteur mondial en 2010 (second exportateur) de cette céréale. Le rendement
moyen de 72 qx/ha en 2010 est atteint grâce à des systèmes agricoles intensifs dont
l‟évolution des pratiques agricoles a permis une augmentation spectaculaire de la production
depuis les années 60 (Bernard, 2013).
1.3.1. Développement du blé tendre
Octobre
Novembre
Décembre
Janvier
Février
Mars
Avril
Mai
Juin
Juillet
Figure 2 : Cycle de développement du blé (Source : www.farmstar-conseil.fr)
Le développement du blé tendre d‟hiver (figure 2) commence par le semis en automne
(Octobre-Novembre) et la germination quelques jours après le semis puis entame sa levée
avant l‟hiver. Une fois les conditions rassemblées (température, humidité…) le blé va croître
et laisser apparaître ses talles pour la fin de l‟hiver, on parle de tallage (Février). Les talles
(tiges secondaires) commencent à apparaître et entrent en compétition avec les plantes
adventices.
Ensuite, la tige principale du blé commence à croitre en hauteur, cette étape est appelé la
montaison. C‟est à la fin de la montaison que les épis se développent et que le blé arrive au
stade de l‟épiaison (Mai-Juin). Enfin, le plus souvent la moisson du blé se réalise au mois de
juillet.
Pour la réalisation de ces étapes de développement, le blé a besoin de nutriments répartis tout
au long de son cycle de développement. Les besoins en azote sont principalement entre le
début du tallage et à la fin du gonflement des tiges, c‟est-à-dire entre les mois de Février et
Mai. Les doses d‟azote appliquées se trouvent généralement entre 130 et 160 Unités/an. Mais
il faut savoir que cette dose annuelle doit être fractionnée. La meilleure répartition des doses
d‟azote sur l‟année se fait en fonction des étapes de développement du blé, selon Arvalis
(2014) la répartition est la suivante (en pourcentage de la dose totale annuelle) : 15% au
semis, 40% au tallage, et 45% entre montaison et floraison.
16
Les besoins en phosphate et en potasse de la culture dépendent de la volonté de l‟agriculteur
et du rendement en grains visé. Il faut compter 1,7 kg de phosphate et 2 kg de potasse pour
produire en moyenne un quintal de blé ( (Flehetna, 2012). Les périodes d‟apports sont avant le
semis, donc avant octobre.
Les besoins en eau du blé durant les phases de son cycle sont variables. Le blé a généralement
besoin de 600 à 650 mm d‟eau par an, répartis selon ses phases de développement. Les
périodes, où la réception d‟eau lui est optimale, sont la germination, lors de la levée et du
tallage, puis environ 40 mm d‟eau quelques jours après l‟épiaison.
1.3.2. Itinéraire technique type d‟une parcelle de blé tendre
L‟itinéraire technique d‟une culture correspond à l‟ensemble des pratiques culturales
ordonnées dans le temps, appliquées à une culture ou une association de cultures, depuis la
préparation du terrain jusqu‟à la récolte (Meynard, 1998). Chaque culture possède un
itinéraire technique spécifique.
Pour le blé tendre (figure 3) la préparation du sol idéal repose sur un lit de semences fin
déposé sur une surface de terres granuleuses (assez grossièrement) pour prévenir contre le
phénomène de battance5. Le semis du blé tendre d‟hiver se fait de préférence entre le 15
octobre et le 15 novembre avec une densité de grains au mètre carré de 250 à 300.
Une fois l‟hiver passé, un passage pour appliquer de l‟azote peut être réalisé à la mi-février,
pour donner une impulsion à la croissance des talles des pieds de blé, un deuxième voire un
troisième passage peuvent être faits en mars ou en avril, en fonction des observations que
l‟agriculteur effectue sur sa parcelle (sur le développement du blé, la couleur du feuillage…).
Le désherbage peut se faire de manière mécanique (herse étrille) ou par un passage de
produits phytosanitaires (herbicides) à l‟apparition des plantules des adventices, c‟est-à-dire
au début du mois de mars. Un semis précoce, c‟est-à-dire aux alentours du 15 octobre,
favorise l‟apparition des adventices.
Caractéristique d‟un sol, un sol battant se désagrège et forme une croûte de battance en
surface sous l'action de la pluie, surface favorisant le ruissellement et donc l‟érosion
5
17
Figure 3 : Itinéraire technique du blé tendre (Source : la France agricole, M. Le Bourgeois)
1.4. Pratiques agricoles manipulées dans le cadre de l’expérimentation
1.4.1. L‟Azote
Pour assurer une production de biomasse optimale de la culture, l‟agriculteur effectue des
apports d‟azote organique ou inorganique (le plus souvent). Ces apports modifient le milieu
(eutrophisation) qui impacte la biodiversité. En effet, l‟apport d‟azote favorise le
développement des espèces nitrophiles, c‟est-à-dire les espèces absorbant plus facilement ou
valorisant mieux l‟azote. Ainsi, ces espèces prendront le dessus sur les moins compétitives,
provoquant un déclin de la biodiversité (Robinson et al, 2002).
1.4.2. Herbicides
Dans ce rapport, seul les herbicides sont pris en compte car, le travail est mené sur la flore
adventice. Il existe des herbicides sélectifs, qui sont utilisés en fonction d‟une espèce ou d‟un
groupe d‟espèces visé. Les spectres d‟action varient en fonction des molécules utilisées en
sélectionnant les dicotylédones, ou les monocotylédones. Il existe deux grands groupes
d‟herbicides : les herbicides non-sélectifs, qui permettent de nettoyer une friche industrielle
18
par exemple. Ils sont donc plus toxiques que les herbicides sélectifs qui eux vont détruire un
ou plusieurs taxons ciblés. Ils sont plus efficaces et demanderont l‟application de quantité
moindre sur les adventices au stade plantule (Cirad, 2000). Les dates d‟application des
herbicides sont variables. En général, les herbicides sélectifs sont appliqués en début de
saison, lors de la levée des adventices hivernal, lorsqu‟elles sont au stade plantule. Il est
possible d‟appliquer des herbicides de post-émergence pour détruire des adventices
printanières. Les applications précoces de désherbants sont de plus en plus réalisées, car elles
permettent de diminuer les doses utilisées.
1.5. Flore adventice
La flore adventice est constituée par l‟ensemble de la végétation spontanée des
agroécosystèmes (Godinho, 1984). Les adventices sont la cause majeure de la perte de
rendement de culture par la compétition qu‟elles infligent à la culture pour les ressources
(azote, eau, lumière). En effet, l‟impact de cette flore sur le niveau de production a été mesuré
et représente, chaque année une perte potentielle de 34% (EC.Oerke, 2006). Les adventices
posent généralement des problèmes dans les parcelles de blé tendre de par leur résistance ou
par leur phénologie semblable à celle du blé, c‟est notamment le cas du vulpin (Alopecurus
myosuroides et de la folle-avoine (Avena fatua). Les vivaces, telles que les chardons (Cirsium
vulgare), les liserons (Convolvulus arvensis) ont une capacité colonisatrice élevée et se
développent très facilement dans ces parcelles. Il faut signaler que certaines espèces (26
espèces selon Arvalis (2010)) ont développé une certaine résistance aux herbicides.
De plus les adventices assurent un certain nombre de fonctionnalités pour d‟autres espèces
(oiseaux, insectes…) (EJP. Marshall, 2003), en tant que ressources trophiques par exemple.
1.6. Structure d’accueil
1.6.1. Le CEBC-CNRS6
Le Centre d‟Etudes Biologique de Chizé est une unité mixte de recherche (Université de La
Rochelle et CNRS) dirigée par Xavier BONNET. Il est localisé dans le département des
Deux-Sèvres (79), à 30 kilomètres au sud de Niort dans la forêt domaniale de Chizé.
Les perspectives de recherches dans cette structure portent sur l‟identification des mécanismes
et des processus permettant la régulation des dynamiques de la biodiversité. Les mécanismes
étudiés sont ceux à l‟origine de l‟adaptation des individus, ceux qui régulent les populations et
qui structures les communautés. La volonté de gestion durable des ressources naturelles est
inscrite dans les perspectives de recherches, englobant la gestion des espaces ainsi que celle
des espèces menacées, invasives ou exploitées.
Le CEBC possède différents sites d‟études, situés en Europe continentale, en Afrique et dans
les TAAF7. Les travaux sont réalisés sur des écosystèmes terrestres et marins, dans lesquels
6
7
Centre d‟Etudes Biologiques de Chizé – Centre National de Recherche Scientifique
Terres Australes et Antarctiques Françaises
19
les programmes portent sur les vertébrés (prédateurs et herbivores), sur les invertébrés ou sur
les espèces végétales.
Ces différents sites mènent des thèmes d‟étude différents, organisant ainsi les trois équipes de
recherche implantées au CEBC, sans quitter la volonté d‟intégrer les programmes dans une
perspective de conservation pour l‟acquisition des données.
L‟équipe ECOPHY s‟oriente principalement sur les mécanismes d‟adaptation en comparant
l‟impact des variables environnementales chez les vertébrés (reptiles et oiseaux). Une autre
équipe plus orientée dans les milieux marins sur l‟influence des variations climatiques et
océanique sur la distribution des ressources et sur la démographie des PREDATEURS
MARINS (oiseaux et mammifères). La troisième est l‟équipe AGRIPOP, qui explore l‟impact
des variations environnementales (pratiques culturales, facteurs anthropiques) sur les
paramètres démographiques et la distribution des individus (prédateurs, herbivores,
adventices, insectes) afin de modéliser la dynamiques des populations de ces espèces.
L‟expérimentation sur la flore adventice est organisée et suivie par l‟équipe AGRIPOP et
L‟INRA de Dijon UMR Agroécologie8.
1.6.2. L‟INRA
La recherche agronomique est, depuis le Sommet de Rio de Janeiro en 1992, concentrée en
majeure partie sur la biodiversité des milieux agricoles. Les objectifs principaux des études
menées par cet institut est d‟établir des directions à suivre :
o pour assurer la disponibilité et la sécurité alimentaire mondiale pour 2050,
o pour limiter les émissions de GES d‟origine agricole,
o pour favoriser l‟adaptation de l‟agriculture et des forêts au changement climatique.
Pour répondre à ces attentes, des recherches sur la connaissance des individus à différentes
échelles (territoires et marchés) est nécessaire. Il faut donc acquérir les connaissances sur les
relations entre la santé des plantes, des animaux et des hommes, et rechercher de nouveaux
moyens de production pour atteindre les enjeux majeurs dans le but de limiter les impacts sur
l‟environnement de l‟agriculture.
L‟INRA possède un réseau bien implanté sur l‟ensemble du territoire français avec 17 centres
de recherche engagés dans une vingtaine de pôles thématiques de recherche. Parmi eux,
l‟INRA de Dijon UMR Agroécologique se concentre sur le développement d‟une agriculture
durable et vise à améliorer les connaissances sur les interactions biotiques, c‟est-à-dire les
relations existantes entre l‟ensemble des organismes vivants (animaux et végétaux) d‟un
écosystème : compétition alimentaire et spatiale, prédation et parasitisme.
L‟acquisition de ces connaissances permettra de se diriger vers des itinéraires culturaux
durables pour accéder à une production répondant qualitativement et quantitativement aux
besoins alimentaires tout en respectant l‟environnement.
8
Institut National de la Recherche Agronomique de Dijon Unité Mixte de Recherche Agroécologie
20
1.6.3. Zone Atelier Plaine & Val de Sèvre
L‟équipe Agripop organise ses recherches sur un large territoire (figure 4) dans le milieu
agricole. Ce territoire a reçu lors de l‟année 2008 le label de Zone Atelier, du fait des suivis
annuels renouvelés depuis de nombreuses années de manière à travailler sur le long terme. La
surface qu‟occupe ce territoire s‟étend sur près de 500 km2 au sud de Niort est également un
atout car elle procure une variété de disciplines scientifiques écologiques, agronomiques,
sociales et économiques intéressantes.
Les premiers travaux sur la Site Atelier de Chizé ont débuté en 1994. Dans un premier temps,
l'objectif était de comprendre les mécanismes impliqués dans la diminution rapide et à grande
échelle de la biodiversité " patrimoniale " en plaine céréalière. Ensuite à partir de 2000, la
problématique de recherche s'est plutôt orientée autour du réseau trophique des agroécosystèmes et les communautés animales qui y vivent.
L‟intérêt de ce programme est de travailler directement sur des résultats scientifiques obtenus
après 10 ans de travail, en accompagnant les agriculteurs vers une démarche contractuelle et
respectueuse des enjeux environnementaux, tout en restant compatible avec leur
développement économique et social.
Figure 4 : localisation de la ZA-PVS
21
2. La flore adventice : élément d’écologie et gestion
Le milieu agricole est un milieu où la compétition pour les ressources est élevée et où les
perturbations sont de forte intensité (Gaba, Fried, Kazakou, Chauvel, & Navas, 2014). C‟est
donc avec de fortes capacités de développement et de dispersion que la flore adventice arrive
à se préserver. Les semences peuvent rester durant de longue période dans le sol avant de
germer (plusieurs décennies pour le coquelicot par exemple) (Janssens, 1998).
2.1. Déclin de la flore dans le milieu agricole
La première étude constatant un changement dans la composition de la flore date des années
1960. Certaines messicoles rares ont disparu alors que les graminées augmentent dans les
cultures (Barralis, 1978). Ces changements sont principalement dus à l‟apparition du
désherbage chimique dans les pratiques agricoles. Cela a permis un contrôle efficace de la
flore adventice mais a considérablement changé la composition de cette flore dans les
agrosystèmes.
Les herbicides, efficaces à plus de 95%, en moyenne (M.Valantin-Morison, 2008), sont
devenus la méthode de gestion des adventices la plus utilisée provoquant une surutilisation
des produits chimiques. Ce fort usage a pour conséquence une baisse de la diversité floristique
dans le milieu agricole, impactant l‟ensemble de la faune s‟alimentant à partir de ces
végétaux (granivores…).
De plus, l‟utilisation des méthodes de désherbage chimique et l‟augmentation des doses de
fertilisation ont profondément modifié la composition des communautés d‟adventices (Fried,
Kazakou, & Gaba, 2012) (J. Storkey, 2010). Les espèces les plus compétitives se développent
plus facilement que les moins compétitives, provoquant une chute de la diversité floristique.
2.2. La fertilisation azotée : un problème dans l’environnement
Les nitrates appliqués sur les cultures sont fortement solubles et sont très rapidement entraîné
dans les cours d‟eau par ruissellement. L‟arrivée des nitrates dans les cours d‟eau provoque
une accélération du phénomène d‟eutrophisation (J Baudrier, 2011). Ce phénomène est
problématique pour la biodiversité des cours d‟eau à faible débit. En effet, l‟eutrophisation est
un type de pollution provoqué par la réception de grosses quantités d‟éléments nutritifs (azote,
phosphore). Ces éléments sont donc absorbés par les algues qui voient leur développement
s‟accélérer. Les algues se développent en surface, car les végétaux ont besoin de lumière pour
croître. Ces algues en excès provoquent, lors de leur décomposition, une forte augmentation
de la charge de matières organiques dans le fond de la zone aquatique. Les bactéries qui se
nourrissent de ces algues prolifèrent donc très rapidement, consommant ainsi de plus en plus
d‟oxygène, qui lui ne se renouvelle pas car l‟eau est presque stagnante. En conséquence, le
fond ne contient plus d‟oxygène, les bactéries remontent, les algues ne sont plus décomposées
et s‟accumule dans la pièce aquatique. Ce processus peut se dérouler naturellement mais sur
22
une période très longue, pouvant aller jusqu‟à un siècle, mais avec les apports azotés, de
nombreux cas de pollution se sont révélés provoquant ainsi une baisse de biodiversité dans
certains milieux aquatiques. On assiste alors à la mort de l‟écosystème aquatique en quelques
décennies (parfois en quelques années), on parle alors d‟hyper-eutrophisation (CNRS, 1999).
2.3. Apport de l’écologie pour la gestion des adventices
De nombreuses théories en écologie ont été proposées pour comprendre la coexistence des
espèces et la structure des communautés. Ces théories ont été développées pour comprendre
les milieux naturels. L‟agroécologie qui propose de mobiliser des théories en écologie pour
concevoir des systèmes de culture n‟a pas encore de fondements théoriques. La question se
pose de savoir si les théories existantes sont adaptées pour comprendre la composition des
communautés des agroécosystèmes.
2.3.1. La théorie des niches
Une niche est un « hyper-volume à une dimension dans lequel chaque point représente une
combinaison de conditions environnementales pour laquelle l'espèce a un taux
d'accroissement supérieur ou égal à un » (Hutchinson, 1957). La niche fondamentale
correspond à l‟ensemble conditions environnementales (abiotiques) dans laquelle une espèce
peut se développer et se reproduire. La niche réalisée quant à elle tient des interactions
biotiques telles que la compétition. Les espèces d‟une même niche utilisent les mêmes
ressources et rentre en compétition pour ces ressources. Cette théorie se base sur la variation
de l‟intensité du facteur limitant pour donner un taux de croissance de l‟espèce étudiée
(Figure 5).
Figure 5 : Graphique représentant la variation du taux de croissance en fonction de l'intensité du facteur
limitant
Sur la figure 5, la courbe représente la variation du taux de croissance en fonction de
l‟intensité du facteur limitant. Le facteur limitant, dans ce sujet de stage, est la pratique
agricole, qui selon son intensité peut avoir un effet bénéfique pour telle ou telle espèce, mais à
23
une intensité bien définie. Par exemple, le travail du sol permettra de remonter quelques
graines d‟adventices à la surface du sol qui lancera la croissance de la plante, mais si ce
travail est fait trop en profondeur, l‟horizon du sol contenant les graines sera enfoui
provoquant ainsi une chute du taux de croissance.
2.3.2. La théorie de la perturbation intermédiaire (Intermediate Disturbance
Hypothesis)
Selon cette théorie (Connell, 1978), le rôle structurant de la compétition varie le long de
gradients d‟intensité de perturbations. Cette hypothèse propose que, lorsque la communauté
est constituée d‟organismes sessiles, c‟est-à-dire qu‟ils ne peuvent pas se déplacer (par
exemple : les végétaux, les lichens, de nombreux animaux en milieu marin), un maximum de
diversité est atteint à partir du moment où la succession de perturbations est intermédiaire
(figure 6).
Zone de perturbation intermédiaire
Zones de perturbation extrêmes
2
3
1
Figure 6 : Courbe de variation de la diversité biologique en fonction de l'intensité de la perturbation
Sur la figure 6, la zone 1, représente le niveau de biodiversité lorsque l‟intensité des
perturbations est peu élevée. Ce faible niveau de diversité s‟explique par une colonisation
importante des espèces, provoquant ainsi une forte compétition inter-espèces. Seules les
espèces les plus compétitives seront présentes dans ce milieu. La diversité atteint son
maximum lorsque l‟intensité de perturbation est intermédiaire (zone 2, figure 6), c‟est-à-dire
que la diversité est suffisamment perturbée pour avoir un renouvellement des espèces régulier
et ainsi laisser place aux espèces peu compétitive, d‟où une augmentation de la diversité. La
zone 3 (figure 6) est celle où les perturbations sont d‟une forte intensité. La chute de diversité
est causée par ces perturbations, éliminant les espèces les moins colonisatrices. Ces milieux
fortement perturbés sont donc propices aux espèces se développant rapidement de manière à
se renouveler pour se disperser et préserver sa présence de ce milieu.
24
Contrairement aux milieux naturels, le milieu agricole est dominé par la culture, principal
compétiteur, favorisée par l‟homme, ce milieu est donc soumis à une forte compétition. A
cela, s‟ajoutent les pratiques agricoles, qui viennent perturber le milieu chaque année.
L‟intensité des perturbations est donc à un niveau élevée. Le milieu agricole se place à priori
dans la zone 3 de la courbe représentant l‟évolution de la diversité des espèces en fonction de
l‟intensité des perturbations (figure 6).
Cette théorie est discutée par Fox (2013), qui voit les perturbations encore plus influentes sur
leurs rôles dans la compétition, sur l‟interruption vers l‟état d‟équilibre9 et sa capacité à
modifier les espèces dominantes en présence de compétition. De plus, selon Huston (1994) les
perturbations sont les déterminants majeurs de la distribution des espèces. Une faible
fréquence de perturbations exclue la compétition en interrompant temporairement l'approche à
l´état d'équilibre, mais sans produire une réelle coexistence stable. Il a également montré
qu'une forte fréquence de perturbations augmente le taux d'exclusion compétitive, car les
espèces à faible taux de croissance n'ont pas suffisamment de temps pour récupérer entre les
perturbations.
2.4. La problématique du stage
Pour comprendre le rôle respectif des ressources, des perturbations et de la compétition avec
la culture sur la diversité adventice, le CNRS et l‟INRA ont mis en place une expérimentation
(décrite dans la partie suivante) qui permet de décorréler ces facteurs en manipulant l‟apport
d‟azote, la présence de la culture et l‟utilisation ou non de traitements herbicides.
La comparaison des traitements avec et sans culture (blé) permettra de quantifier l‟impact de
la compétition sur la composition et la structure des communautés adventices.
Le rôle de la compétition pour les ressources (azote et lumière) sera également analysé en
comparant les traitements avec et sans azote, permettant d‟avoir une relation entre l‟intensité
de la compétition et les ressources.
Le rôle de la quantité d‟azote apportée sur le développement des espèces adventices sera
exploré en testant les zones sans culture avec et sans azote, alors que l‟interaction entre la
compétition et les niveaux de ressources sera déterminée en analysant le lien entre les
traitements avec/sans culture et les traitements avec/sans azote.
Enfin, la manipulation des herbicides (ou du désherbage mécanique dans les parcelles en
agriculture biologique) permettra de tester l‟effet des perturbations sur les communautés
adventices.
9
Etat théorique dans lequel un sol ou une communauté végétale a atteint un état stable et durable avec les
facteurs édaphiques et climatiques du milieu.
25
3. Matériel et méthodes
3.1. L’expérimentation
3.1.1. Design expérimental implanté dans les parcelles
En 2013 et 2014, une expérimentation a été menée sur la ZA-PVS (79) avec des agriculteurs
volontaires. Le protocole de l‟expérimentation 2014 a été modifié par rapport à celui de 2013
afin d‟affiner les analyses. Ce paragraphe ciblera essentiellement l‟expérimentation menée en
2014.
H0/H1 = sans/avec herbicide ; N0/N1 avec sans fertilisants
Sans blé
Avec blé
Figure 7 : Schéma du dispositif expérimental mis en place dans les parcelles (CNRS)
Les traitements expérimentaux manipulent l‟apport de fertilisation azotée (avec, sans et
variation des doses en fraction de ½ dose), l‟apport d‟herbicide (avec, sans et prise en compte
du désherbage mécanique pour les parcelles en agriculture biologique) et avec ou sans culture,
dans le cadre de l‟expérimentation uniquement du blé tendre d‟hiver.
L‟expérimentation est menée dans 40 parcelles, appartenant à 20 agriculteurs volontaires avec
des systèmes d‟exploitation différents : 14 sont en conventionnel, 8 en conventionnel sous
MAE10 et 18 en agriculture biologique (Annexe n°1). Chaque parcelle contient alors un
dispositif configuré selon la figure 7.
Dans chacune des parcelles, le bloc expérimental se compose de 8 zones : Z1 à Z8 (Figure 3).
Ces zones se différencient par leur traitement :

10
Les zones de 1 à 4 sont sans culture (C0)
Mesure Agro-Environnementale
26


Les zones de 3 à 7 sont sans azote (N0)
Les zones 2, 4, 5 et 6 sont sans herbicide (H0)
Zone 1
Zone 2
Zone 3
Zone 4
Zone 5
Zone 6
Zone 7
Zone 8
C0H1N1
C0H0N1
C0H1N0
C0H0N0
C1H0N0
C1H0N1
C1H1N0
C1H1N1
Des quadrats d‟un mètre carré sont disposés pour effectuer les mesures : relevés de flore
adventices (richesse, abondance), prélèvements de biomasse de plantes adventices et de la
culture. Les quadrats sont différenciés par les types de traitement auxquels ils sont soumis :



Q1 et Q2 sont ceux où des prélèvements seront réalisés pour mesurer la
biomasse (adventices et cultures);
Q3 est celui où une ½ dose est ajoutée (pour le fractionnement en ½ dose);
Q4 est celui où les plantes adventices sont enlevées (suppression de la compétition
entre la culture en place et les adventices).
Délimitation de l‟ensemble du dispositif
Délimitation de la zone sans herbicide
Délimitation de la zone sans azote
Zone sans culture
Figure 8 : Dispositif implanté dans une parcelle avec la délimitation des différents traitements
Une distinction est faite entre les dispositifs afin de travailler sur des doses d‟azote allant de 0
à 1,5 fois la dose apportée par l‟agriculteur. L‟application de l‟azote en demi-dose est réalisée
grâce à notre intervention sur les quadrats prévus à cet effet (Q3).
Pour contrôler les doses d‟azote appliquées et obtenir des gradients allant de 0 à 1,5 fois la
dose appliquée par l‟agriculteur, une attribution pour chaque dispositif a été effectuée. Chaque
agriculteur possède, en règle générale, deux dispositifs expérimentaux, afin d‟avoir des
itinéraires culturaux semblables, ce dispositif peut être soit en pleine dose ou siot en demidose :

Un dispositif est « demi-dose » lorsque l‟agriculteur n‟a effectué qu‟un passage de
fertilisation sur la zone avec azote.
27

Un dispositif est « pleine dose » lorsque l‟agriculteur a réalisé sa fertilisation comme
prévu sur sa parcelle et par conséquent, sur la zone avec azote.
Les gradients dans le dispositif demi-dose se présentent de la manière suivante :
o Q1 des zones 3, 4, 5 et 7 : absence d‟azote, niveau 0
o Q1 des zones 1, 2, 6 et 8 : même dose d‟azote que l‟agriculteur, niveau 1
o Q3 des zones 6 et 8 : ½ fois la dose de l‟agriculteur, niveau 0,5
Pour les dispositifs dits en pleine dose, les gradients sont :
o Q1 des zones 3, 4, 5 et 7 : absence d‟azote, niveau 0
o Q1 des zones 1, 2, 6 et 8 : même dose d‟azote que l‟agriculteur, niveau 1
o Q3 des zones 6 et 8 : ½ fois la dose de l‟agriculteur, niveau 1,5
Les doses appliquées dans les Q3 des dispositifs sont les mêmes que celles des agriculteurs,
c‟est-à-dire :
o Pour les conventionnels (solution azotée) : 12,82 l/ha, ce qui revient à 12,82 ml/m²
o Pour les biologiques (crottin de chèvre) : 7 t/ha, revenant à 700 g/m²
3.2. Protocoles de prélèvements, de relevés, de pesées
3.2.1. Session 1 : Tallage
3.2.1.1.
Relevés de flore
Les relevés de flore se réalisent dans les quadrats 1 et 3 (1m²), les noms des espèces présentes
sont relevés (Annexe n°2) avec une attribution de classes d‟abondance par espèce (identiques
pour toutes les sessions) :
o 0 = 0 individu
o 1 = 1 individu
o 2 = de 2 à 9 individus
o 3 = de10 à 99 individus
o 4 = de 100 à 999 individus
3.2.2. Session 2 : floraison du blé
3.2.2.1.
Relevés de flore
Relevés de flore dans les quadrats Q1 et Q3 de l‟ensemble des 8 zones selon le même
protocole que lors de la session 1.
3.2.2.2.
Prélèvements
Les prélèvements des adventices et du blé (dans la zone culture), de cette session, se font dans
les quadrats Q2 de chaque zone (8 par parcelles sauf exception) sur une surface de 0.36m².
28
Pour le blé, sur les 4 zones (Z5, Z6, Z7, Z8), la totalité du blé prélevé (sans le système
racinaire) est mis dans un sac kraft différent par zone. L‟ensemble des quadrats de 0.36m²
d‟une même parcelle doit contenir le même nombre de rangs, ce nombre est noté sur la feuille
de relevé de flore.
Pour les prélèvements d‟adventices, sur les 8 zones, un sac kraft est utilisé par espèce et par
zone. Après avoir établi la liste des espèces présentes dans le quadrat (0,36m²), il faut prélever
les individus en les classant par espèce en les dénombrant. Le nombre de plantes prélevées
doit être noté sur la feuille de notation. Les plantules des adventices n‟ont pas à être prélevées,
car leur influence sur la biomasse est négligeable.
Les sacs contenant le blé et les adventices sont à mettre 48h à l‟étuve à 80°C.
3.2.2.3.
Pesées
Le passage à l‟étuve pour un minimum de 48h à 80°C, juste avant la pesée est nécessaire pour
supprimer toutes l‟humidité que la végétation peut absorber. Les pesées se font avec une
balance classique.
Les 0,36m² de blé sont pesés dans les sacs en prenant soin soit d‟étalonner la balance avec un
sac vide passé à l‟étuve. Dans le cas où le prélèvement contient beaucoup de terre, il est
nécessaire de la retirer. Une fois les pesées effectuées, le stockage des biomasses sèches se
fait dans les mêmes sachets qui seront agrafés.
3.2.3. Session 3 : la récolte
3.2.3.1.
Relevés de flore
Relevés de flore dans les quadrats Q1 et Q3 de l‟ensemble des 8 zones selon le même
protocole que lors de la session 1 et 2.
3.2.3.2.
Prélèvements
Dans les zones sans blé, nous avons prélevé la totalité des adventices quel que soit leur stade
de développement, sans les racines, et mis tous les individus dans un sac kraft étiqueté. Si
dans la zone sans culture, des blés se sont développés, ils sont alors considérés comme
adventices, et sont prélevés à part et en notant le nombre d‟individus. Ce qui fait un total de
quatre quadrats prélevés.
3.3. Analyses statistiques
3.3.1. Mise en forme des données
Les notes d‟abondance des espèces ont été recalculées avec la moyenne géométrique de
chaque classe (voir paragraphe 3.2.2.1.1) pour tous les individus.
Par exemple, pour la note 2, de classe 2 :9, la moyenne géométrique correspond à :
29
X = (2x9) = 4,24
La richesse spécifique correspond au nombre d‟espèces différentes trouvées dans le mètre
carré concerné.
L‟abondance est la totalité d‟individus, toutes espèces confondues, placée dans un quadrat
donné. L‟abondance a été analysée sous variable transformée par le logarithme 10, pour
répondre aux conditions d‟applications des tests statistiques.
3.3.2. Analyse des richesses spécifiques et de l‟abondance en fonction des traitements
par système de culture
Dans un premier temps, nous comparons la flore des quadrats sans aucun traitement
(H0C0N0) sans désherbage, sans culture et sans azote, qui correspondent à l‟expression de la
banque de graine, à celle des quadrats cultivés de manière classique (H1C1N1). Dans un
deuxième temps, nous nous intéresserons à l‟effet des traitements séparément sur la richesse
et l‟abondance des adventices. Enfin, nous analyserons l‟effet des interactions des traitements,
combinant deux des trois facteurs expérimentés.
Les descripteurs de la flore adventices sont l‟abondance et la richesse spécifique. Ces
paramètres permettront d‟établir des comparaisons entre les traitements analysés et l‟effet de
la compétition entre les espèces des agrosystèmes.
Le test de Tukey est une comparaison des modalités (système de culture) deux à deux. Ce test
a permis de constater des différences significatives entre les modes de culture biologique et
conventionnel, les parcelles en MAE ne se différencient significativement ni du biologique ni
du conventionnel.
Le test de Shapiro, a permis de vérifier la normalité des résidus de l‟anova (comparaison de
moyennes des richesses en fonction du système de culture), ils suivent bien une loi normale
donc le modèle est valide. Il a permis de tester la normalité de chaque variable quantitative
(richesse et abonbance par zone) avant de réaliser les régressions linéaires entre les richesses
de dates différentes.
Pour visualiser les influences des différents traitements séparément, sur la richesse spécifique
et l‟abondance, nous avons établi des diagrammes en barre en fonction des modes de culture.
3.3.3. Analyse de la variation des richesse spécifique et abondance
La comparaison de la richesse spécifique entre les deux relevés successifs, nous indiquera les
variations de la richesse en fonction des facteurs étudiés. Un modèle linéaire est une
hypothèse statistique cherchant à expliquer les variations d‟une variable, avec une variable
explicative. Il existe différents modèles, mais pour cette analyse, nous avons réalisé une
régression linéaire pour chaque mode de production en fonction des différents traitements.
Pour les X (en abscisse), nous avons les richesses spécifiques du relevé 1 et en Y (en
ordonnée) celles du relevé 2. Après avoir obtenu un nuage de points, nous avons tracé les
droites de régression pour chaque groupe de points correspondant à un mode de culture.
Chaque droite possède sa propre équation sous la forme : Y = aX + b + e.
30
Chaque « a », correspondant à la pente de la droite de régression a permis d‟établir un
graphique représentant les évolutions des richesses spécifiques en fonction de chaque facteur.
Ensuite nous avons « b », qui correspond à l‟intercept (ordonnée à l‟origine) de la droite de
régression linéaire. Et enfin « e », qui représente les résidus.
4. Résultats et interprétation
La figure 9 représente les variations de la richesse spécifique moyenne selon les traitements
analysés. Nous observons une diminution progressive au fur et à mesure des perturbations et
de la compétition.
Figure 9 : Richesse spécifique moyenne par traitement
31
Le gradient de perturbation influe bien la richesse spécifique en adventices quelque soit le
relevé. Les écart-types montrent une forte dispersion des résultats, qui s‟explique par une
différence des modes de production entre les parcelles étudiées.
Notre hypothèse première est que le mode de gestion agricole (gradient d‟intensification) agit
sur les interactions compétitives entre la flore adventice et la culture. Dans cette analyse, le
gradient d‟intensification sera qualifié à travers trois types d‟agriculture, présentées ci-dessous
de la plus intensive à la moins intensive :



L‟agriculture conventionnelle (suivant des itinéraires techniques utilisant la chimie
dans certaines pratiques, notamment pour les traitements) : « Conv »
L‟agriculture en MAE (Mesure Agri-environnementale), les parcelles sur lesquelles
nous travaillons comprennent deux types de MAE : « MAE »
o MAE avec limitation de fertilisation (120 U/an au lieu de 190 U/an)
o MAE avec limitation de fertilisation et limitation d‟herbicides (indice de
fréquence de traitement de 1 sur 5 ans)
L‟agriculture biologique (désherbage mécanique, fertilisation avec du crottin de
chèvre) : « Bio »
Pour les parcelles sous MAE, il a été choisi de ne pas tenir compte des différences entre les
cahiers des charges et des mesures de chacune car leurs objectifs sur les cinq ans, s‟intègrent
dans l‟expérimentation réalisée.
4.1. Facteurs affectant la richesse spécifique
La richesse spécifique correspond au nombre total d‟espèces présentes sur une surface
donnée, dans le cas de notre expérimentation, les quadrats d‟un mètre carré. Les analyses
seront faites en séparant les différents modes de production et selon les traitements appliqués
sur les dispositifs. Les relevés floristiques, réalisés début avril (stade plantule des adventices)
et fin mai (floraison du blé), ont été analysés dans ce rapport.
4.1.1. Analyse de l‟effet des modes de production sur la richesse spécifique
4.1.1.1.
Au stade de tallage
La figure 9 (graphiques 1 à 5) présente la variation de la richesse spécifique en fonction du
mode de production (Agriculture biologique, conventionnel sous MAE, conventionnel) et des
facteurs expérimentaux appliqués afin d‟analyser leurs effets respectifs sur la composition de
la flore adventice. Les graphiques ont été classés de manière à distinguer les variations de la
richesse en fonction de chaque traitement présent.
32
Graphique 1
Graphique 5
Richesse
spécifique
moyenne
(H0N0C0)
Richesse
spécifique
moyenne
(H1N1C1)
Relevé 1
13
13
11
H0/H1 : abs/pres herbicide
N0/N1 : abs/pres azote
C0/C1 : abs/pres culture
9
11
9
7
7
5
5
3
3
Graphique 2
Graphique 3
Graphique 4
Richesse
spécifique
moyenne
(H1N0C0)
Richesse
spécifique
moyenne
(H0N1C0)
Richesse
spécifique
moyenne
(H0N0C1)
13
13
13
11
11
11
9
9
9
7
7
7
5
5
5
3
3
3
Figure 10: Evolution de la richesse spécifique moyenne au mois d‟Avril selon le mode de culture
Tout d‟abord, le graphique 1 représente l‟évolution de la richesse spécifique moyenne sans
aucun traitement. Une légère baisse est remarquée en fonction du mode de production, la
richesse spécifique sera moins élevée dans un système de culture conventionnel par rapport à
un système de culture biologique, le différentiel étant de moins d‟une espèce (0.5 en
moyenne).
L‟ANOVA du relevé 2 met en évidence un effet significatif du mode de production sur la
richesse spécifique (F=5.704, p= 0.007, ddl=2), notamment entre Bio et Conv (test de
Tukey) : pvalue=0.005.
33
Les trois graphiques intermédiaires présentent l‟ajout de ces trois facteurs un à un (graphiques
2, 3, 4). On observe que chacun des facteurs pris séparément affecte peu les richesses
spécifiques par rapport à la richesse spécifique en H0C0N0. De plus l‟écart-type entre les trois
modes de production semble identique à celui observé en H0C0N0 même si la présence de la
culture a cependant un effet un peu supérieur aux deux autres facteurs, faisant baisser la
richesse moyenne d‟une espèce (graphique 4). Ainsi, il y a peu de variations de richesse
spécifique en fonction des traitements (graphiques 2, 3, 4), mais la tendance d‟une baisse de
richesse est gardée. Une diminution de richesse (1 à 2 espèces) est observée lorsque la flore
adventice est en compétition avec la culture (graphique 4).
La comparaison de la richesse spécifique moyenne en absence (graphique 1) et en présence
(graphique 5) de culture fertilisation et de désherbage indique une baisse moyenne de la
richesse, qui semble dépendre du mode de production : la baisse est très faible en agriculture
biologique et est plus élevée dans les parcelles conventionnelles. La combinaison des trois
facteurs a donc un impact plus fort en agriculture conventionnelle que dans les parcelles en
MAE (pvalue = 0.017) et biologiques (pvalue = 6,41E-5).
4.1.1.2.
Au stade de floraison du blé
Deux à trois espèces supplémentaires (en moyenne) ont été observées en plus dans le second
relevé par rapport au premier dans les parcelles en agriculture biologique et sous MAE. A
l‟inverse, en agriculture conventionnelle, la richesse spécifique n‟a pas augmenté et reste en
moyenne à 7 espèces (contre 11 en agriculture biologique).
Graphique 1
Richesse
spécifique
moyenne
(H0N0C0)
Graphique 5
Richesse
spécifique
moyenne
(H1N1C1)
Relevé 2
15
15
13
13
11
9
11
H0/H1 : abs/pres herbicide
N0/N1 : abs/pres azote
C0/C1 : abs/pres culture
9
7
7
5
5
3
3
34
Graphique 2
Graphique 3
Richesse
spécifique
moyenne
(H0N1C0)
Richesse
spécifique
moyenne
(H1N0C0)
Graphique 4
Richesse
spécifique
moyenne
(H0N0C1)
15
15
15
13
13
13
11
11
11
9
9
9
7
7
7
5
5
5
3
3
3
Figure 11 : Evolution de la richesse spécifique moyenne au mois de Mai selon le mode de culture
Les graphiques 2, 3, 4 mettent en évidence une légère baisse de la richesse spécifique en
fonction du mode de production. Les effets de l‟azote et du désherbage sur la richesse
spécifique sont moins marqué que ceux de la culture. La richesse spécifique en présence de
culture est en moyenne légèrement inférieur à 9 (graphique 4), contre une moyenne supérieure
à 9 approchant les 10 espèces pour les graphiques 2 et 3.
Nous pouvons constater que la seule présence d‟un des trois facteurs, n‟a que très peu
d‟influence, contrairement à ce que nous observons H1N1C1. Comme le montre le graphique
5 pour les deux relevés, une forte baisse de richesse spécifique est observée dans les parcelles
conventionnelles par rapport aux deux autres modes de gestion. C‟est pourquoi, par la suite
nous rechercherons la combinaison de facteurs deux à deux la plus impactante.
35
H0/H1 : abs/pres herbicide
N0/N1 : abs/pres azote
C0/C1 : abs/pres culture
Relevé 1
Graphique 1
Graphique 2
Richesse
spécifique
moyenne
(H1N1C0)
Graphique 3
Richesse
spécifique
moyenne
(H0N1C1)
Richesse
spécifique
moyenne
(H1N0C1)
15
15
15
10
10
10
5
5
5
0
0
0
Relevé 2
Graphique 1
Graphique 2
Graphique 3
Richesse
spécifique
moyenne
(H1N1C0)
Richesse
spécifique
moyenne
(H0N1C1)
Richesse
spécifique
moyenne
(H1N0C1)
16
16
16
14
14
14
12
12
12
10
10
10
8
6
4
2
0
8
6
4
2
0
8
6
4
2
0
Figure 12 : Evolution de la richesse spécifique moyenne selon le mode de culture et des traitements
combinés
En période 1, la combinaison de la présence d‟herbicide et de la culture diminue fortement la
richesse spécifique cet effet reste moindre par rapport à l‟effet combiné des trois facteurs. En
période 2, les écarts s‟amplifient encore et dans la combinaison H1N0C1 la richesse
36
spécifique diminue d‟une à deux espèces en agriculture biologique et de 2 à 3 espèces en
agriculture conventionnelle.
4.1.2. Synthèse des variations de la richesse en fonction de chaque facteur
La richesse spécifique de la flore adventice est, dans un premier temps, impactée par le
système de culture appliqué sur la parcelle. Ensuite, aucun paramètre (herbicide, azote et
culture) pris individuellement n‟a de réelle influence sur le nombre d‟espèces au sein d‟une
parcelle cultivée. Par contre la combinaison des herbicides avec la culture provoque une
baisse conséquente de la richesse. Une forte perturbation mêlée à la compétition avec la
culture impacte la diversité floristique dans une parcelle.
4.1.3. Variation de la richesse en fonction de la saison et des traitements
Le modèle linéaire réalisé en H0N0C0 entre la richesse spécifique de la période 1 et celle de
la période 2 (figure 12) montre que l‟ensemble des richesses spécifiques a augmenté pour
chaque mode de production. Mais nous observons que la richesse spécifique dans les parcelles
conventionnelles a une augmentation (pente) plus faible. (Annexe n°3)
Richesse spécifique du relevé 2
H0N0C0
Richesse spécifique du relevé 1
Figure 13 : Représentation graphique de la régression linéaire entre les relevés 1 & 2 selon le
système de culture
37
1,1
1
0,9
0,8
Bio
0,7
MAE
Conv
0,6
Total
0,5
0,4
0,3
H0N0C0
H0N1C0
H1N0C0
H0N0C1
H1N1C1
Figure 14 : Variation de la richesse (représentée ici par la pente de l'équation de la régression linéaire
entre les deux relevés de flore) selon chaque traitement par système de culture
La variation de la pente du modèle linéaire comparant les deux relevés nous renseigne sur
l‟augmentation du nombre d‟espèces avec la saison, augmentation qui est attendue du fait de
l‟apparition de la flore de printemps. Dans le traitement H0N0C0, cette augmentation est
relativement faible (pentes de 0.5 à 0.7 selon le type d‟agriculture), et comme attendu, la
pente est plus faible pour le système conventionnel qui traduit une perte d‟espèces, par rapport
au système Bio par exemple, en présence d‟herbicides. En effet, les herbicides sont appliqués
généralement au début de la croissance du blé et surtout des adventices, c‟est-à-dire entre les
mois d‟Avril et de Mai.
Seules les espèces non ciblées ou celles ayant développé une résistance aux herbicides sont
encore présentes, d‟où cette diminution. La seule présence de compétition avec la culture,
affecte peu l‟évolution de la richesse tout comme l‟application d‟azote.
38
4.2. Facteurs affectant l’abondance
4.2.1. Analyse de l‟effet des modes de production sur l‟abondance
4.2.1.1.
Au stade de tallage
L‟abondance correspond au nombre total d‟individus (toutes espèces confondues) présent
dans un mètre carré. Les analyses sur les abondances sont réalisées sur des données
transformées en logarithme 10.
Graphique 1
Graphique 5
Evolution de
l'abondance (log)
selon le système de
culture (H1N1C1)
Relevé 1
Evolution de
l'abondance (log)
selon le système de
culture (H0N0C0)
3
3
H0/H1 : abs/pres herbicide
N0/N1 : abs/pres azote
C0/C1 : abs/pres culture
2
2
1
1
0
0
Graphique 2
Graphique 3
Evolution de
l'abondance (log)
selon le système
de culture
(H0N1C0)
Graphique 4
Evolution de
l'abondance (log)
selon le système
de culture
(H1N0C0)
Evolution de
l'abondance (log)
selon le système
de culture
(H0N0C1)
3
3
3
2
2
2
1
1
1
0
0
0
Figure 15 : Variation de la richesse spécifique moyenne au mois d‟Avril selon le mode de culture
En période 1, aucun effet des traitements n‟est observé sur l‟abondance. Les adventices sont
moins abondantes chez les conventionnels comparées aux parcelles sous MAE et les parcelles
biologiques.
39
4.2.1.2.
Au stade de floraison du blé
Graphique 1
Graphique 5
Evolution de
l'abondance (log)
selon le système de
culture (H0N0C0)
Relevé 2
3
Evolution de
l'abondance (log)
selon le système de
culture (H1N1C1)
3
2,5
2,5
2
2
1,5
H0/H1 : abs/pres herbicide
N0/N1 : abs/pres azote
C0/C1 : abs/pres culture
1
0,5
1,5
1
0,5
0
0
Graphique 2
Graphique 3
Evolution de
l'abondance (log)
selon le système
de culture
(H1N0C0)
Evolution de
l'abondance (log)
selon le système
de culture
(H0N1C0)
Graphique 4
Evolution de
l'abondance (log)
selon le système
de culture
(H0N0C1)
3
3
3
2,5
2,5
2,5
2
2
2
1,5
1,5
1,5
1
1
1
0,5
0,5
0,5
0
0
0
Figure 16 : Evolution de la richesse spécifique moyenne au mois de Mai selon le mode de culture
En période 2, l‟abondance en fonction du type de traitement a généralement gardé les mêmes
variations qu‟en période 1. Seuls les modes de gestion qui jouent sur l‟abondance. Pour
vérifier cette conclusion, nous allons tester les différentes combinaisons possibles entre les
facteurs pour vérifier ces variations.
40
H0/H1 : abs/pres herbicide
N0/N1 : abs/pres azote
C0/C1 : abs/pres culture
Relevé 1
Graphique 2
Graphique 1
Variation
d'abondance
(log) selon le
système de
culture (H1N1C0)
Variation
d'abondance
(log) selon le
système de
culture (H0N1C1)
Graphique 3
Variation
d'abondance
(log) selon le
système de
culture (H1N0C1)
3
3
3
2,5
2,5
2,5
2
2
2
1,5
1,5
1,5
1
1
1
0,5
0,5
0,5
0
0
0
Relevé 2
Graphique 1
Graphique 2
Graphique 3
Variation
d'abondance
(log) selon le
système de
culture (H1N0C1)
Variation
d'abondance
(log) selon le
système de
culture (H0N1C1)
Variation
d'abondance
(log) selon le
système de
culture (H1N1C0)
3
3
3
2,5
2,5
2,5
2
2
2
1,5
1,5
1,5
1
1
1
0,5
0,5
0,5
0
0
0
Figure 17 : Evolution de la richesse spécifique moyenne selon le mode de culture et des traitements
combinés
41
Pour les deux périodes, aucun effet des traitements en interaction (combinaisons) n‟est
observé. Nous constatons tout de même une baisse de l‟abondance entre les période 1 et 2
pour la combinaison H1N0C1, comme pour la richesse.
4.2.2. Variation de l‟abondance entre les relevés 1 et 2
0,9
pente équation de droite LM
0,8
0,7
0,6
Bio
0,5
MAE
0,4
Conv
0,3
Total
0,2
0,1
0
H0N0C0
H0N1C0
H1N0C0
H0N0C1
H1N1C1
Figure 18 : Variation des pentes du modèle linéaire des abondances en fonction des traitements
L‟analyse de ces pentes, issues des modèles linéaires figure17, permet d‟observer l‟effet des
herbicides sur l‟abondance des adventices. En effet, les herbicides sont appliqués
généralement au début de la croissance du blé et au moment du développement de la flore
adventice, c‟est-à-dire entre les mois d‟avril et de mai. Ce fait explique donc la forte baisse de
l‟abondance avec ce paramètre. Il faut rappeler qu‟en agriculture biologique le désherbage
effectué est mécanique et a donc un impact moins conséquent ce qui expliquerait
l‟augmentation d‟abondance.
42
5. Discussion
L‟objectif de ces analyses préliminaires est d‟amorcer une réflexion sur la possibilité de
fournir des services ecosystèmiques avec la biodiversité qui permettra de gérer la flore
adventice dans les systèmes de culture à bas intrants. Mais, il faut avant tout comprendre
l‟influence des pratiques agricoles sur la richesse spécifique et sur l‟abondance des
adventices. C‟est pourquoi nous avons testé les effets de l‟apport d‟azote, des herbicides et de
la présence de la culture sur la flore adventice afin d‟identifier le rôle de ces facteurs seuls et
en interaction sur la diversité et l‟abondance des communautés adventices.
Nous avons constaté que chaque facteur testé, analysé individuellement, n‟influence que peu,
et non significativement, la richesse et l‟abondance de la flore adventice. Pourtant en mode de
culture (H1N1C1) et en l‟absence de toute composante culturale (H0N0C0) la richesse
spécifique et l‟abondance sont très différentes (significativement). Ces facteurs (herbicides,
azote, culture) ont alors un effet sur la richesse spécifique et l‟abondance moyenne de la flore
adventice uniquement lorsqu‟ils sont cumulés (en interaction). Les analyses ont montré que la
combinaison la plus impactante, et probablement responsable de la baisse de la richesse
spécifique, est la combinaison « présence de culture avec les herbicides H1N0C1 ». Les
résultats montrent également que la richesse spécifique et l‟abondance de la flore adventice
sont plus importantes en agriculture biologique comparée à l‟agriculture conventionnelle.
Les modes de production influent significativement sur la richesse spécifique : plus d‟espèces
sont présentes dans les parcelles biologiques, puis les parcelles sous MAE et enfin les
parcelles conventionnelles. Ce classement reste d‟ailleurs valable pour les analyses des
variations de la richesse de chaque traitement. Les parcelles conventionnelles sous MAE sont
concernées par des limitations d‟indice de fréquence de traitements (IFT), et d‟apports en
azote. En effet, les parcelles sous MAE sont limitées au niveau de la fertilisation azotée à 120
Unité/an au lieu de 190 Unité/an et au niveau des herbicides elles sont limitées à un IFT de 1
sur 5 ans. La diminution de ces doses suffisent à générer une différence entre les parcelles
conventionnelles sous MAE et les conventionnelles, mais cette différence n‟est pas
significative contrairement à celle entre les parcelles biologiques et les parcelles
conventionnelles. En effet, de nombreuses publications soulignent les différences entre les
deux modes de production (INRA, 2012) , notamment sur la perte de biodiversité dans les
parcelles conventionnelles (Alison McLaughlin, 1995 ; C. Stoate, 2009 ; Burel & Garnier,
2009).
L‟analyse des résultats a montré que plus l‟intensité des perturbations augmente moins la
diversité floristique sera élevée. En l‟absence ou en présence d‟un seul des trois facteurs, le
niveau de diversité est supérieur à la diversité observée lorsque deux facteurs sont associés.
Ces observations correspondraient aux prédictions du modèle de Huston (1979, 1994), qui
stipule que la combinaison du niveau des ressources et de la fréquence des perturbations sont
les déterminants majeurs des variations de la richesse spécifiques (diversité). Mais selon
Burel & Garnier (2009) le modèle de Huston (modèle de l‟équilibre dynamique) ne peut pas
s‟appliquer aux grandes cultures, du fait des combinaisons de facteurs particuliers, la
43
fertilisation azotée, réalisée par l‟homme, et la forte perturbation liés à l‟application des
herbicides. Cette combinaison caractéristique du milieu agricole supprime en effet, la quasitotalité de la flore adventice. Notre étude sur les pratiques agricoles en les individualisant
permet d‟utiliser plus précisément ce modèle.
Ainsi la fertilisation azotée, correspondrait au modèle de prédiction b (figure 20), avec un
niveau de ressource intermédiaire. L‟analyse des gradients d‟application de fertilisant
permettrait de valider cette hypothèse. Ce modèle correspond au modèle de la perturbation
intermédiaire proposé par Connell (1978).
.
Figure 19 : Prédictions du modèle de l'équilibre dynamique
(Huston, 1994)
L‟application d‟herbicides, perturbation très intense avec une efficacité très élevée (95 % des
espèces éliminées) se placerait plus dans le modèle d. Avec les espèces adventices révélant
une résistance aux herbicides qui restent colonisatrices du milieu.
La présence de la culture amène une compétition supplémentaire pour la flore adventice,
l‟impact sur la croissance intervient plus au niveau de la disponibilité des ressources. La
compétition pourrait varier le long d‟un gradient suivant la densité de semis.
Le milieu agricole est très particulier avec la présence des herbicides provoquant une
perturbation très forte mais sur une durée temporaire avec des répétitions fréquentes, sur des
espèces ciblées. La prise en compte de cette perturbation dans un modèle semble complexe et
difficile. Dans les analyses, l‟intégration de toutes les caractéristiques de l‟herbicide appliqué
est nécessaire, car il est sélectionné selon le type de taxons visés, il va avoir une efficacité
variable selon le climat et la date d‟application. Les indices de fréquence de traitement (IFT)
sont également à prendre en compte, car ils ont une influence sur la richesse spécifique de la
flore adventice (Seefeldt, 1995). De plus, chaque taxon d‟adventice a des réactions variables
44
face aux traitements appliqués sur les parcelle, par exemple, le cas des résistances aux
herbicides (Haas H., 1982).
Dans ce rapport, les analyses ont été effectuées sans tenir compte des espèces étudiées ni des
variations des doses d‟azote appliquées ni de la biomasse de la flore adventice. Les
caractéristiques de développement (stade phénologique, hauteur) du blé au cours de son cycle
peuvent permettre d‟analyser l‟impact exact des traitements sur l‟évolution du blé.
Une étude pourrait donc être réalisée sur les variations des espèces en fonction des
traitements. Une espèce peut se développer avec un certain type de traitement et ne pas
apparaître avec les autres traitements. Cette analyse pourrait permettre de trouver, par
exemple, des espèces résistantes aux herbicides, ou établir une liste des facteurs adaptés au
développement de telle ou telle espèce. La variation des traitements peut également jouer sur
la composition des assemblages d‟adventices. Un facteur (azote, culture, herbicide), seul ou
combiné, peut favoriser le développement d‟une espèce tout comme il peut l‟exclure.
La production de biomasse par espèce de la flore adventice peut être un indicateur des
différentes variations de la compétition inter-espèces, révélant ainsi, les espèces les plus
compétitives et à l‟inverse les espèces les plus fragiles.
L‟étude peut également s‟étendre jusqu‟aux pratiques agricoles de chaque parcelle, des
enquêtes ont été menées auprès de chaque agriculteur pour rassembler l‟ensemble des
données pouvant impacter la flore adventices (travail du sol, IFT, variété de blé …). Chaque
intervention sur une parcelle peut avoir une influence sur la composition de la communauté
d‟adventices. En complément de cette analyse, il peut être intéressant d‟observer les
variations de la richesse spécifique, de l‟abondance et de la biomasse en fonction des
gradients d‟azote appliqué sur la zone étudiée. Les gradients d‟apport en azote peuvent jouer
le rôle de facteur limitant pour la flore adventice. Les variations des richesses spécifiques, des
abondances peuvent suivre ces gradients.
45
Conclusion
La forte intensification de l‟agriculture au cours des 60 dernières années, provoquant des
impacts importants sur les écosystèmes, a lors, des dernières décennies, bouleversé le
fonctionnement même de ces derniers. Les liens gravitant autour de la flore adventices font
d‟elle un élément clé de la biodiversité du milieu agricole à la base du réseau trophique. C‟est
pourquoi il est nécessaire de la préserver. Le projet ANR AgrobioSE s‟inscrit dans le cadre
ECOPHYTO et pose l‟hypothèse que la réduction des pesticides permettra d‟augmenter la
biodiversité pour favoriser la fourniture de services ecosystémiques, qui compenseront la
baisse de l‟utilisation des intrants. Mais avant tout, il faut comprendre les liens qui existent
entre la flore adventice et le milieu agricole. Les pratiques agricoles constituant la majeure
partie des perturbations subies par les adventices ont été analysées séparément avant d‟être
combinée deux à deux.
Les résultats qui ressortent de ces analyses permettent de conclure que la variation de la
richesse spécifique diminue progressivement en fonction de la quantité de facteurs agricoles
intégrés dans l‟étude.
La séparation des facteurs manipulant les doses d‟azote, d‟herbicide et la présence de la
culture a permis de révéler l‟absence d‟influence de chaque facteur testé séparément (azote,
herbicide et culture) sur la richesse spécifique et sur l‟abondance de la flore adventice. C‟est
la combinaison de ces facteurs qui influence la flore. L‟association du traitement herbicide
avec la culture, est la combinaison provoquant la plus forte baisse de la richesse spécifique.
Pour aller plus loin dans la compréhension des variations des populations de la flore adventice
en fonction des pratiques agricoles l‟inclusion de la biomasse dans l‟analyse permettra de
déterminer les espèces dominantes et les espèces dominées dans une parcelle. D‟autres acteurs
peuvent également interférer dans les variations de la richesse spécifique et de l‟abondance de
la flore adventice, notamment les granivores présents dans les parcelles agricoles tels que les
oiseaux ou les micromammifères, consommant les graines de ces adventices.
Un autre élément non analysé dans ce rapport, subissant les impacts négatifs des différents
traitements, concerne les sols. Le sol est le support utilisé par la flore adventice pour se
développer, et, de plus, c‟est dans son premier horizon que la banque de graine est conservée
et qu‟elle évolue. La banque de graines est une donnée à estimer pour prédire les populations
d‟adventices potentielles.
Cette étude est une analyse préliminaire au projet AgrobioSE qui vise à remplacer les intrants
par des services écosystémiques.
46
Bibliographie
Alison McLaughlin, P. M. (1995, mai 1). The impact of agricultural practices on biodiversity.
Agriculture Ecosystems & Envtronment , pp. 201-212.
Bernard, O. (2013, février). Faire du blé avec moins d'intrant. Consulté le aout 2014, sur
INRA Science et Impact: http://www.inra.fr/Chercheurs-etudiants/Biologie-vegetale/Toutesles-actualites/nouvelles-varietes-ble-tendre-moins-d-intrants
Burel, B. D. (2004). Differential response of selected taxa to landscape context and
agricultural intensification. Landscape and urban planning 67 , pp. 195-204.
Burel, F., & Garnier, E. (2009). Les effets de l’agriculture sur la biodiversité. ESCo
Agriculture et biodiversité.
C. Stoate, A. B. (2009). Ecological impacts of early 21st century agricultural change in
Europe - A review. Journal of Environmental Management 91 , pp. 22-49.
Cassanel, J. (1989). Nuisibilité et seuils de nuisibilité des mauvaises herbes dans une culture
annuelle : situation de concurrence bispécifique. Agronomie 9 , pp. 219-240.
Cirad. (2000, mars). Les herbicides. Consulté le aout 2014, sur Agroécologie, le réseau du
semis direct sur couversture végétale permanete: http://agroecologie.cirad.fr
CNRS. (1999, juillet). Dossier scientifique : L'eau. Consulté le aout 2014, sur Ecosystèmes
aquatiques continentaux : L'eutrophisation:
http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/doseau/decouv/ecosys/eutrophisat.html
Connell, J.-H. (1978). Diversity in Tropical rain forest and corals reefs. Science , 1302-1310.
Demotes-Mainard M., B. L. (2000). Les 50 ans qui ont changé l'agriculture française.
Economie rurale .
EC.Oerke. (2006). Crop losses to pests. J Agric Sci , 31-43.
EJP. Marshall, V. B. (2003). The role of weeds in supporting biological diversity within crop
fields. Weed Research , 77-89.
F. Dessaint, G. F. (2007). Declin et changements au sein de la flore adventice : quelle
évolution en 30 ans ? AFPP – Vingtième conférence du columa journées internationales sur
la lutte contre les mauvaises herbes. Dijon: INRA UMR 1210 Biologie et Gestion des
Adventices.
Flehetna. (2012). Le blé tendre : Triticum oestivum. Consulté le aout 2014, sur Flehetna:
http://www.flehetna.com/fr/fiches-techniques-et-conseil/grandes-cultures/609-le-ble-tendretriticum-oestivum.html
47
Fried, G., Kazakou, E., & Gaba, S. (2012). rajectories of weed communities explained by
traits associated with species' response to management practices. Agriculture Ecosystems &
Environment 158 , 147-155.
Gaba, S., Fried, G., Kazakou, E., Chauvel, B., & Navas, M.-L. (2014). Agroecological weed
control using a functional approach: a review of cropping systems diversity. Agronomy
sutainaible development , 103-119.
Godinho. (1984). Les définitions d'"adventice" et de "mauvaise herbe". Weed Research 24 ,
pp. 121-125.
Groupement national interprofessionnel des semences et plants, G. (2011). Distribution
agricole : plus de rendement, plus de qualité. Consulté le aout 2014, sur www.gnis.fr:
http://www.gnis.fr/index/action/page/id/794/title/Plus-de-rendement-plus-de-qualite
Haas H., S. J. (1982). Changing Patterns of Weed Distribution as a Result of Herbicide Use
And Other Agronomic Factors. Herbicide resistance in Plants , 57-79.
Harrington, R. (2010). Ecosystem services and biodiversity conservation: concepts and a
glossary. Biodiversity Conservation , 2773-2790.
Hinrichs, C. (2014). Transitions to sustainability : a chabge in thinking about food systems
change ? Agric Hum Values 31 , 143-155.
Hubbel, P. (2001). The Unified Neutral Theory of Biodiversity and Biogeography. Princeton:
Princeton University.
Huston. (1994). Dynamic Equilibrium Model.
Hutchinson. (1957). Concluding remarks. Yale University, New Haven, Connecticut.
INRA. (2012). Agriculture et biodiversité : valoriser les synergies. Versailles: Editiions
QUAE.
INRA. (2013, février). Services écosystémiques rendus par les forêts : patrimoine ou
producteur de valeur économique ? Consulté le aout 11, 2014, sur INRA : Science & Impact:
http://www.nancy.inra.fr/Toutes-les-actualites/Services-ecosystemiques-et-forets
J Baudrier, S. B. (2011). Impact global des apports en nutriments et en matière organique :
eutrophisation. Brest: Ifremer.
J. Storkey, S. R. (2010). Using assembly theory to explain changes in a weed flora in response
to agricultural intensification. WEED BIOLOGY AND ECOLOGY , 39-46.
Janssens, F. (1998). Restauration des couverts herbacésriches en espèces. Louvain
(Belgique): Faculté des sciences agronomiques, Laboratoire d'écologie des prairies.
Jastrzębska M., J. W.-P.-K. (2013). Weed species diversity in organic and integrated farming
systems. Acta agrobotanica 66 , 113-124.
48
M.Valantin-Morison, L. M. (2008). Comment maîtriser la flore adventice des grandes cultures
à travers leséléments de l‟itinéraire technique ? Innovations Agronomiques 3 , 27-41.
Mazoyer M., R. L. (1997). Histoire des agricultures du monde. Du néolithique à la crise
contemporaine. Paris: Editions du Seuil.
Meynard, J.-M. (1998). La modélisation du fonctionnement de l'agrosystème, base de la mise
au point d'itinéraires techniques et de système de culture. Montpellier.
Ministère de l‟Agriculture. (2004). Rapport du groupe de travail du Conseil de prospective
européenne et internationale pour l’agriculture et l’alimentation. Paris.
Nations Unies. (1992). Convention sur la diversité biologique. Sommet de Rio, (p. 26). Rio de
Janeiro.
Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture. (2000). La situation
mondiale de l'alimentation et de l'agricuture. Rome: Collection FAO : Agriculture.
Pearson, R., & Dawson, T. (2003). Predicting the impacts of climate change on the
distribution of species : are bioclimate envelope models useful ? Global Ecology &
Biogeography 12 , 361-371.
RA. Robinson, W. S. (2002). Post-war changes in arable farming and biodiversity in Great
Britain. Journal of Applied Ecology , 157–176.
Seefeldt, J. F. (1995, Avril-Juin). Log-Logistic Analysis of Herbicide Dose-Response
Relationships. Weed Technology, Vol. 9, No. 2 , pp. 218-227.
UNESCO. (2009). Proposition d‟un nouveau thème dans le contexte du Programme MAB :
Les agroécosystèmes. International Coordinating Council of the Man and the Biosphere
(MAB). Paris.
Violle, C., Navas, M.-L., Vile, D., Kazakou, E., Fortunel, C., Hummel, I., et al. (2007). Let
the concept of trait be functional! Oïkos , 882-892.
49
Liste des annexes
Annexe 1 : Base de données des parcelles contenant les renseignements des dispositifs
Annexe 2 : Cartographie du site d‟étude
Annexe 3 : Feuille des relevés de flore
Annexe 4 : Représentation graphique des variations de la richesse spécifique selon les facteurs
et le mode de culture (5 graphiques)
Annexe 5 : Représentation graphique des variations de l‟abondance spécifique selon les
facteurs et le mode de culture (5 graphiques)
Annexe 6 : Document donné aux agriculteurs pour présenter l‟expérimentation
50
Annexe 1 : Base de données des parcelles contenant les renseignements des dispositifs
Idblé
IDBlé14 IDagri
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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12
13
14
15
16
17
18
19
P1
P2
P3
P4
P5
P6
P7
P8
P9
P10
P11
P12
P13
P14
P15
P16
P17
P18
P19
E
E
D
C
D
C
M
I
R
J
N
I
O
O
M
P
P
M
J
20
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23
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30a
30b
31
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38
39
P20
P21
P22
P23
P24
P25
P26
P27
P28
P29
P30a
P30b
P31
P32
P33
P34
P35
P36
P37
P38
P39
T
B
H
H
T
Q
Q
K
K
L
L
L
F
F
S
S
A
A
B
G
G
c/b
*
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*
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*
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TypAgri
date flore
Conv. semis direct
Conv. semis direct
Conv. semis Direct
Conventionnel
Conv. semis Direct
Conventionnel
Biologique
MAE GC
Biologique
MAE GC
Biologique
MAE GC
Biologique
Biologique
Bio semis-direct
Biologique
Biologique
Biologique
MAE GC
41715
41715
41715
41715
41716
41716
41716
41716
41716
41717
41717
41717
41718
41718
41717
41718
41718
41722
41719
pm
pm
pm
pm
am
am
am
pm
pm
am
am
am
am
am
pm
am
pm
pm
am
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
FC
FC
FC
FC
FC
FC
FC
FC
FC
FC
FC
FC
FC
FC
FC
FC
FC
FC
FC
PD
PD
PD
PD
PD
PD
PD
PD HM
PD HM
BG
ML
ML
Biologique
Conventionnel
MAE GC
MAE GC
Biologique
Biologique
Biologique
MAE GC
MAE GC
ConvBio Atypique
ConvBio Atypique
ConvBio Atypique
Conventionnel
Conventionnel
Biologique
Biologique
Conventionnel
Conventionnel
Conventionnel
Conventionnel
Conventionnel
41722
41717
41717
41717
41719
41719
41719
41723
41723
41722
41722
41722
41724
41724
41724
41724
41724
41724
41724
41724
41724
pm
pm
pm
pm
pm
pm
pm
am
am
am
am
am
am
am
am
am
pm
pm
pm
pm
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EC
EC
EC
EC
EC
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EC
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EC
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EC
FC
FC
FC
FC
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FC
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FC
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FC
FC
FC
FC
FC
FC
FC
FC
PD
PD
SG
SG
SG
SG
PD
PD
PD
PD
PD
PD
PD
PD
PD
PD
PD
PD
PD
PD
Doses
parcelle
Demi-dose
Surdose
Surdose
Demi-dose
Demi-dose
Surdose
Demi-dose
Demi-dose
Surdose
Demi-dose
Surdose
Surdose
Demi-dose
Surdose
Demi-dose
Surdose
Demi-dose
Demi-dose
Surdose
Blé
Blé
Blé
Blé
Blé
Blé
Ble (+ pois)
Blé
Blé (+ pois)
Blé
orge
Blé
orge d'hiver hybride
orge d'hiver hybride
blé
épeautre
orge
Blé
Blé
Demi-dose
Surdose
Demi-dose
Surdose
Surdose
Demi-dose
Surdose
Surdose
Demi-dose
Demi-dose
Surdose
Surdose
Demi-dose
Surdose
Surdose
Demi-dose
Demi-dose
Surdose
Demi-dose
Demi-dose
Surdose
triticale
Blé
Blé
Blé
triticale
Blé (tendre de force)
Petit épeautre
Blé
Blé
Grand épeautre
Blé
Blé
Blé
Blé
Blé
Blé
Blé (tendre)
Blé (tendre)
Blé
Blé
Orge d'hiver
Culture
date azote Q3
Précédent 2013
Date de semis
25/03/2014
18/04/2014
18/04/2014
25/03/2014
25/03/2014
18/04/2014
31/03/2014
25/03/2014
18/04/2014
18/04/2014
18/04/2014
17/04/2014
31/03/2014
18/04/2014
31/03/2014
28/04/2014
31/03/2014
31/03/2014
28/04/2014
BLE BARBU
COLZA
MAIS
TOURNESOL
TOURNESOL
COLZA
TOURNESOL
MAIS
TOURNESOL
POIS
LUZERNE
MAIS
AUTRE CULTURE
LUZERNE
TOURNESOL
ORGE D'HIVER
BLE BARBU
LUZERNE
TOURNESOL
24 ou 23. oct
24 ou 23. oct
24 oct.
20 oct.
15 nov.
19 oct.
31/03/2014
17/04/2014
25/03/2014
17/04/2014
17/04/2014
31/03/2014
17/04/2014
16/04/2014
25/03/2014
01/04/2014
28/04/2014
28/04/2014
26/03/2014
16/04/2014
17/04/2014
01/04/2014
26/03/2014
16/04/2014
26/03/2014
26/03/2014
16/04/2014
TOURNESOL
COLZA
BLE BARBU
TOURNESOL
TOURNESOL
LENTILLE
LENTILLE
LUZERNE
RAY GRASS
BLE BARBU
TOURNESOL
TOURNESOL
BLE
BLE BARBU
MAIS
MAIS
TOURNESOL
BLE BARBU
MAIS
COLZA
31 oct.
22 nov.
20 oct.
1 nov.
20 oct.
24 oct.
Entre le 10 et 15 oct.
Entre le 10 et 15 oct.
Autour du 22. oct
Autour du 22. oct
29 et 30 oct.
29 et 30 oct.
10 nov.
10 nov.
15 nov.
31 oct.
seconde partie nov. 2014
24 oct.
31 oct.
51
Annexe2 : Cartographie du site d‟étude
52
Annexe 3 : Feuille des relevés de flore
53
Annexe 4 : Représentation graphique des variations de la richesse spécifique entre les relevés 1
et 2 selon les facteurs et le mode de culture
Richesse spécifique du relevé 2
H0N0C0 (1/5)
Richesse spécifique du relevé 1
54
Richesse spécifique du relevé 2
H0N1C0 (2/5)
Richesse spécifique du relevé 1
55
Richesse spécifique du relevé 2
H1N0C0 (3/5)
Richesse spécifique du relevé 1
56
relevé2 2
spécifiquedudurelevé
Richesse
Richessespécifique
H0N0C1 (4/5)
Richessespécifique
spécifiquedudurelevé
relevé1 1
Richesse
57
Richesse spécifique du relevé 2
H1N0C1 (5/5)
Richesse spécifique du relevé 1
58
Annexe 5 : Représentation graphique des variations de l‟abondance (logarithme)selon les
facteurs et le mode de culture
Log(abondance) du relevé 2
H0N0C0 (1/5)
Log(abondance) du relevé 1
59
Log(abondance) du relevé 2
H0N1C0 (2/5)
Log(abondance) du relevé 1
60
Log(abondance) du relevé 2
H1N0C0 (3/5)
Log(abondance) du relevé 1
61
Log(abondance) du relevé 2
H0N0C1 (4/5)
Log(abondance) du relevé 1
62
Log(abondance) du relevé 2
H1N0C1 (5/5)
Log(abondance) du relevé 1
63
Annexe 6 : Document donné aux agriculteurs pour présenter l‟expérimentation
64
Résumé
Suite à l‟intensification de l‟agriculture depuis les années 1950, la biodiversité des
agroécosystèmes a fortement diminué. Cette diminution de biodiversité associée aux
conséquences négatives sur l‟environnement de l‟utilisation d‟intrants chimiques a entrainé la
mise en place de mesures environnementales ainsi que des politiques publiques. Le Plan
ECOPHYTO qui fait suite au Grenelle de l‟environnement a pour objectif une diminution de
l‟usage des intrants chimiques. La flore adventice reste une des limites à la mise en place du
plan, les herbicides, largement utilisés, étant toujours considérés comme le mode de gestion le
plus efficace des adventices. Le projet ANR AgrobioSE propose de tester une hypothèse
alternative relevant de l‟agroécologie en testant la prédiction que la fourniture de services
écosystémiques par la biodiversité permettrait de réguler la flore adventice dans des systèmes
de culture à bas intrants. Avant de tester cette hypothèse, il est nécessaire de comprendre
l‟influence des pratiques agricoles sur la richesse spécifique et l‟abondance des adventices.
Dans ce rapport, les effets de l‟apport d‟azote, des herbicides et de la présence de la culture
sur la flore adventice sont explorés afin d‟identifier le rôle de ces facteurs seuls puis en
interaction entre eux, sur la diversité et l‟abondance des communautés adventices. Les
analyses se basent sur un dispositif expérimental mis en place dans des parcelles agricoles
d‟agriculteurs. Les résultats montrent que contrairement à ce que l‟on aurait pu attendre, la
richesse spécifique et l‟abondance ne sont impactées ni par les apports azotés, ni par les
herbicides, ni par la culture lorsque leurs effets sont étudiés séparément. A l‟inverse, la
combinaison de deux de ces facteurs provoque une baisse de la richesse spécifique. La
richesse spécifique diminue le long d‟un gradient d‟intensité, traduits par les modes de
production.
Mots clés : Adventices, culture, herbicides, apports azotés, plan ECOPHYTO
65