Projet ANR-12-AGRO-0006 – PEERLESS : Viabilité d’une gestion écologique renforcée de la santé des plantes dans les paysages agricoles
Programme : Viabilité et adaptation des écosystèmes productifs, territoires et ressources face aux changements globaux (Agrobiosphere)
Année de financement : 2012
Coordinateur du projet : Monsieur Pierre FRANCK (Plantes et Systèmes de culture Horticoles)
Partenaires : Biostatistique et Processus Spatiaux; Unité Agronomie; Biostatistique et Processus Spatiaux; Économie Publique; Institut de Génétique Environnement et Protection des Plantes; Unité de Recherche Plantes et Systèmes de Culture Horticoles
Montant : 806753.0 euros
Date de début : 2013
Durée : 48 mois
Résumé : Viabilité d’une gestion écologique renforcée de la santé des plantesLes enjeux sont de proposer une gestion viable des populations de ravageurs dans les agroécosystèmes par une approche intégrative combinant différentes échelles spatiales, des cultures pérennes et annuelles et les interactions trophiques entre plusieurs ravageurs et leurs ennemis naturels.
Des objectifs finalisés pour une protection plus écologique des cultures…La régulation des bioagresseurs par les auxiliaires naturellement présents dans les cultures est un des services ecosystèmiques visés afin de diminuer la dépendance de nos systèmes de production aux pesticides. Bien que ces auxiliaires des cultures soient souvent mis en avant, le lien entre mode de gestion des cultures, niveau de contrôle des ravageurs par les auxiliaires et rendement des cultures est encore peu compris. Le projet PEERLESS a trois objectifs: 1) identifier les systèmes de culture et les caractéristiques de paysage dans lesquels la biodiversité fonctionnelle renforce la productivité des cultures ; 2) identifier les mécanismes écologiques associés à de l’hétérogénéité spatio-temporel de densité de populations de ravageurs et d’auxiliaires ; 3) proposer des déploiements viables de système de culture et d’aménagements d’habitat semi naturel dans des paysages agricoles explicits à partir de simulation de scenarii. Chacun de ces objectifs correspond à un pilier du projet.
… en combinant des recherches en écologie, économie et statistiquesLe premier pilier évalue l’impact des pratiques agronomiques et des agencements paysagés sur les pertes de production causées par les ravageurs dans 5 bassins de productions. Le second pilier analyse estime d'une part les intéractions inter-spécifiques au niveau de la parcelle pour déterminer les espèces  les plus pertinentes impliquées dans le contrôle biologique des ravageurs, et d'autre part, la dynamique des populations des ravageurs et des principaux ennemis naturels en fonction des caractéristiques des paysages. Le troisième pilier propose des stratégies viables de conduite de culture et d’agencement paysagé à l’échelle d’un territoire. Il développe des modèles mécanistes de dynamique des populations des ravageurs et de leurs ennemis pour différents scénarii d’agencement de cultures et d’espace semi naturel dans le paysage. Ces scénarii paysagés sont finalement optimisées par rapport à leurs performances agronomiques, écologiques, environnementales et économiques.
Résumé de la soumission : Dans un contexte de la recherche de solutions pour une réduction des intrants en agriculture, il est urgent de trouver des options de gestion qui augmentent les services écosystémiques dans les agro-écosystèmes. C’est l’objet de l’intensification écologique. La régulation des bioagresseurs par les auxiliaires naturellement présents dans les cultures est un des services visés afin de diminuer la dépendance de nos systèmes de production aux pesticides et de réduire les indices de fréquence de traitement (IFT), notamment dans le cadre du plan Ecophyto 2018. Bien que ces auxiliaires des cultures, prédateurs ou parasitoïdes, soient souvent mis en avant, le lien entre mode de gestion des cultures, niveau de contrôle des ravageurs par les auxiliaires et rendement des cultures est encore peu compris. Le projet PEERLESS cherche à identifier des stratégies de gestion des cultures qui augmentent le service de régulation de ces bioagresseurs par la biodiversité fonctionnelle avec l’objectif d’optimiser les systèmes de culture, à l’échelle locale et à celle du paysage, sur la base de critères économiques, écologiques et agronomiques. PEERLESS regroupe six équipes qui ont une forte expertise dans les domaines de l’agronomie, de l’écologie spatiale, de l’écologie des interactions et de l’économie publique. Le projet combine (i) une évaluation à partir de données existantes et de suivis en parcelles commerciales de la protection apportée par les auxiliaires des cultures contre les principaux ravageurs et mauvaises herbes dans un système annuel (rotations à base de colza-blé) et un système pérenne (vergers de pommiers) dans des situations contrastées de paysages et de pratiques agronomiques (travail du sol/ enherbement) ; (ii) des essais d’ingénieurie écologique pour tester des méthodes alternatives de protection à l’échelle de la parcelle visant à améliorer l’efficacités des auxiliaires des cultures ; (iii) une analyse détaillée de la structure des réseaux trophiques incluant ces ravageurs principaux, et (iv) des analyses de dynamique des populations des principaux ravageurs et auxiliaires dans les différentes zones d’études. Ces quatre composantes serviront de base à la paramétrisation de modèles spatialement explicites de dynamiques de populations en interactions pour (v) tester l’effet de différents scénarios de déploiement spatial de pratiques alternatives sur l’utilisation de pesticides, le contrôle des bioagresseurs, le rendement des culture et les revenus des agriculteurs et (vi) identifier des stratégies de gestion des bioagresseurs à l’échelle du paysage qui permettent une réduction des pesticides tout en étant agronomiquement et économiquement viables.
Résultats : D’un point de vu académique, les premiers résultats sur les facteurs agronomiques et écologiques gouvernant les interactions entre ravageurs et leurs ennemis et la distribution spatiale de leurs populations suggèrent que les habitats semi-naturels impactent peu la régulation des ravageurs des cultures dans les conditions actuelles de productions. Ces résultats contribuent toutefois à la compréhension des processus écologiques dans les agro-écosystèmes. Ils confirment l'impact négatifs des pratiques agricoles sur les auxiliaires des cultures et suggèrent une assez forte compartimentation de la biodiversité entre les habitats semi-naturels et les zones cultivées, lesquels échangent finalement assez peu. D’un point de vu plus finalisé, le projet évalue l'impact d'aménagement agro-écologique comme les haies composites ou les bandes-fleuries sur le contrôle biologiques des ravageurs. Cette évaluation est pour partie réalisé en collaboration avec les instituts techniques et le conseil agricole.
Perspectives : Le projet PEERLESS contribue à structurer la recherche en agroécologie au niveau national et à la réalisation du plan ECOPHYTO. Il a vocation à produire des bases de références permettant 1) l’identification moléculaire des principaux groupes d’ennemis naturels (carabes, syrphe, hyménoptère parasitoides), 2) l’établissement des liens trophiques entre ces auxiliaires et les ravageurs, 3) et l’évaluation des pratiques culturales par des mesures de leurs impacts agronomiques et écologiques.
Publications et brevets : Plusieurs publications sont déjà parues dans des revues d'écologie spécialisées [1,2] ou bien dans des journaux aux interfaces entre économie, écologie et agronomie [3, 4].
Plusieurs expérimentations conduites en collaboration avec une majorité des partenaires du projet devraient donner lieu à des publications conjointes [5-7].
1.	Derocles, S. et al. (2014) Molecular analysis reveals high compartmentalization in aphid–primary parasitoid networks and low parasitoid sharing between crop and noncrop habitats. Molecular Ecology, 23, 3900-3911.
2.	Maalouly, M., Franck, P. and Lavigne, C. (2015) Temporal dynamics of parasitoid assemblages parasitizing the codling moth. Biological Control, 82, 31-39.
3.	Memmah, M. et al. (2015). Metaheuristics for agricultural land use optimization. A review. Agronomy for Sustainable Development, 35, 975-998. 
4.	Martinet, V. (2014). The economics of the food versus biodiversity debate. European Association of Agricultural Economists, Ljubljana, 26-29/08/14.
5.	Walker, E. et al. (2014), Estimation of demographic parameters of an insect pest in apple-orchards landscape, from genetic data. International Statistical Ecology Conference. Montpellier, 02/07/14
6.	Memmah, et al. (2014) Agricultural land use optimisation using many-objective preference-inspired co-evolutionary algorithm. International Conference on Metaheuristics and Nature Inspired Computing, Marrakech, 27-31/10/14
7.	Botelho Costa, M. et al. (2015) Impact of flowering strips on pests, pest enemies and pest predation and parasitism in apple orchards. INNOHORT, ISHS international symposium, Avignon, 8-12/06/15.