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International audience; The historical, social, and economical importance of precolonial connections between Africa and the rest of the world has been undervalued. In the present study, we use crops as historical and social markers to analyze intercontinental connections from the perspective of Kenyan and Ugandan regions northeast of Lake Victoria. Crops were inventoried in 148 small farms from 74 localities, using successively free listing, to reveal their socio-cultural salience, and a closed list method, for a more complete picture of the agricultural, environmental and social diversity. The total sample included 75 crops (30 African, 21 Asian, 21 American, and 3 European). Among farms, crop richness varied from 6 to 32. It was higher in Uganda than in Kenya, and lowest around the Winam Gulf. The 12 American crops introduced at Renaissance were uniformly distributed, and the observed structure was mostly due to differences in African and Asian crop richness. In terms of crop frequency, exotic crops account for 74%, with 46% for American crops. The 14 most frequent crops included 10 from America, 3 from Asia, and 1 for Africa, with negligible differences among linguistic groups. Consistently, the free listing citation order demonstrated the high cultural salience of American crops. The spatial distribution of minor crops suggest differential diffusion among linguistic groups, which could be further studied using linguistic approaches on crop names.

As a response to the worldwide challenge raised by soil degradation, Conservation Agriculture (CA) was proposed to help restoring the three main soil functions, i.e. carbon transformation, nutrient cycling and structure maintenance. However, there is still a lack of integrative studies that assess the overall impact of CA on soil health. To fill the gap, Biofunctooll (R), a set of in-field indicators, was developed to monitor changes in soil biological functioning. In this study, Biofunctool (R) was used to assess the impact of a conventional tillage (CT) and three CA annual-based cropping systems on soil health on a Cambodian Oxisol. Eight indicators related to the three soil functions were monitored and integrated into a Soil Quality index (SQI), i.e. the Biofunctool (R) Index. Overall, we found that soil health was twice higher under the CA treatments than under CT treatment. Although it was similar in the three CA treatments, the contribution of each soil function to the soil health diverged. An analysis of soil carbon dynamics also showed that CA support short-term soil organic carbon stabilization compared to CT. This study demonstrates that Biofunctool (R) is a robust, relevant, time-and cost-effective in-field assessment tool that can be used in multiple ways including cropping system management, capacity building of local stakeholders, and policy dialogue.

National audience

Striga asiatica (L.) Kuntze est une plante hémiparasite des graminées, causant de sérieuses pertes de rendement des cultures de riz et de maïs en culture pluviale dans la région du Moyen Ouest du Vakinankaratra de moyenne altitude (800 à 1300 asl.). Différentes pratiques agroécologiques basées sur le modèle de l'Agriculture de Conservation (AC) ont été testées au champ sur quatre années pour évaluer leur potentiel de contrôle sur S. asiatica L. (Kuntze), véritable fléau des céréales cultivées et contrainte à l'extension des surfaces dans cette région. Dans le cadre de systèmes de culture en agroécologie basés sur des rotations biennales continues riz-maïs, trois systèmes en AC, ACNM (maïs associé au Mucuna et niébé), ACHR (maïs associé au haricot-riz) et ACST (maïs associé au Stylosanthes) ont été comparés avec un témoin en système conventionnel avec travail du sol sans légumineuse associée au maïs en interaction avec trois variétés de riz choisies pour leur degré décroissant de sensibilité au S. asiatica, respectivement B22, NERICA-9 et NERICA-4. Le dispositif de grande taille (1.6 ha) a permis de réaliser un suivi d'indicateurs sur la plante parasite, les plantes cultivées avec leurs biomasses en grain et paille, des analyses régulières de sol en surface, et ponctuellement des relevés des mauvaises herbes sur la parcelle, des estimations du potentiel d'érosion du sol. Ce dispositif expérimental s'est appuyé également sur une étude annuelle en champ avec une infestation artificielle de S. asiatica. Dans l'association avec les plantes de couverture, l'infestation de S. asiatica a été très faible de 5 à 8% respectivement dans les cultures du riz et du maïs avec ACST. Un retard de levée de S. asiatica de 7 à 10jours jours a été aussi remarqué avec la variété NERICA-4, et la densité de S. asiatica a été réduite en moyenne de 91% sur riz et de 60% sur le maïs (arrière-effet) par rapport au témoin B22. La quantité de graines de S. asiatica mesurée sur la profondeur 0-10 cm du sol en AC à la fin de la 4ième saison, a été en moyenne d'environ 5 fois inférieure à celui du traitement CONV. Ensuite, la biomasse des mauvaises herbes sous riz pluvial avec CONV et ACST en quatrième année a été significativement moins élevée d'environ 25% que pour ACNM et ACHR. Concernant les couvertures mortes, à 70 et 85 JAS, la densité de S. asiatica sur paillis de Stylosanthes a été de 68% et 30 % plus élevée que sur sol nu, alors que sous Mucuna, elles sont restées similaires par rapport au témoin. Les paillages de Mucuna ont aussi retardé de 7 jours la levée de S. asiatica. Au niveau de la production des cultures, les rendements en riz en ACNM ont été significativement supérieurs de 19% par rapport aux autres traitements. L'actuelle étude a montré que les avantages à court terme sur les rendements en riz de l'AC pourraient être atteints dès la 2ième saison avec ACNM ou 3ième saison avec ACST par rapport au système CONV. Les rendements grain de maïs ont été relativement faibles durant l'expérimentation, inférieur à 1tha-1 pour tous les traitements. Les biomasses de maïs et de Stylosanthes obtenues en ACST ont été en moyenne cinq fois supérieures au témoin CONV. Enfin, avec ACST également, l'azote total du sol a été de 11 % de plus que sur le témoin sur la profondeur de sol 0-10 cm. Cette étude a désormais montré une efficacité des systèmes de culture en AC à court et moyen termes sur la gestion agroécologique de S. asiatica, et aussi une bonne productivité de la culture du rix pluvial. Comme perspectives, tester des légumineuses locales dans les rotations culturales permettrait d'envisager d'autres stratégies de lutte économiquement et socialement plus attractives.

Today, crop residues are no longer considered as waste: their contributions to the agronomic and environmental balance of cropping systems are recognized In this context, knowing their quantity on the soil surface after harvest, becomes an important stake of the management of organic matter in the crop rotation. Generally, the quantitative estimation is carried out by taking samples, in order to determine the dry mass (DM) in the laboratory. The aim of this work is to propose a rapid method of quantification of soil residues, the assumption of which is based on a method for estimating standing grass biomass. This work has been carried out on farms practising conservation agriculture in a crop farming region. The residues were ground during the harvest or a subsequent specific operation. Biomass data were collected using 0.5 x 0.5 m frames, while thickness measurements were collected using an asperimeter. This work compares two methods of thickness measurement: either by random repetitions of positioning of the asperimeter along a transect perpendicular to the direction of progression of the harvester, or by side-by-side repetitions. A test of the number of thickness measurements was carried out to know the maximum spacing to keep making an accurate estimate. The results show that it is preferable to perform residue thickness measurements over the entire harvester transect to accurately estimate this information, and that 100 thickness measurements must be maintained to keep an estimate close to the reference thickness measurement; the spacing between two measurements must not exceed 6 cm. Moreover, this work shows that it possible to approximate the biomass left on the soil with a good quality of estimation by retaining that one millimeter of residue thickness represents 50 g DM.m(-2)., Aujourd’hui, les résidus de culture ne sont plus considérés comme des déchets : leurcontribution aux équilibres agronomiques et environnementaux des systèmes de culture est reconnue.Dans ce contexte, connaître leur quantité à la surface d’un sol, après une récolte, devient un enjeuimportant de la gestion des matières organiques dans la rotation des cultures. Généralement,l’estimation quantitative se réalise par prélèvement d’échantillons, afind’en déterminer la masse sèche(MS) au laboratoire. L’objectif de ce travail est de proposer une méthode rapide de quantification desrésidus au sol, dont l’hypothèse est basée sur une méthode d’estimation de biomasse prairiale sur pied.Ce travail a été réalisé sur des exploitations pratiquant l’agriculture de conservation en région degrandes cultures. Les résidus ont été broyés lors de la récolte ou lors d’une opération spécifiquesuivante. Les données de biomasse ont été collectées à l’aide de cadres de 0,5 0,5 m, tandis que lesmesures d’épaisseur ont été effectuées à l’aide d’un aspérimètre. Ce travail compare deux méthodes demesure d’épaisseur : soit par répétitions aléatoires de positionnement de l’aspérimètrelelongd’untransect perpendiculaire au sens de progression de la moissonneuse, soit par répétitions côte à côte. Untest du nombre de mesures d’épaisseur a été réalisé pour connaître l’espacement maximal à conserverpour réaliser une estimation précise. Les résultats montrent qu’il est préférable de réaliser les mesuresd’épaisseur des résidus sur l’intégralité d’un transect de moissonneuse pour estimer avec précision cetteinformation, et qu’il faut maintenir 100 mesures d’épaisseur pour conserver une estimation proche de lamesure d’épaisseur de référence, l’espacement entre deux mesures ne devant pas excéder 6 cm. Parailleurs, ce travail montre qu’il est possible d’obtenir une approximation de la biomasse présente auchamp avec une bonne qualité d’estimation, en retenant qu’un millimètre d’épaisseur de résidureprésente 50 g MS.m 2.

International audience; In a conservation agriculture system, crop residues are no longer mixed in a volume of ploughed soil, but maintained on the surface or partially buried. Their presence contributes to the sustainability of these systems by maintaining the agronomic and environmental balances. In this context, knowledge of the evolution of their quantity on the soil surface, from harvest to sowing of the next crop, becomes an important stake of soil management. Several authors have established a relationship between the soil cover ratio and biomass, specific to each plant species, from an identical formalism developed by Gregory (1982). The objectives of this work are to test its use in the pedoclimatic context of the Grand-Est region (France), after harvesting and during the residue degradation process, on several crops. This work has been carried out on farms practicing conservation agriculture for several years. The residues were ground during the harvest or a subsequent specific operation. Biomass data were collected using 0.5 m x 0.5 m frames, while ground cover were studied using digital photographs. The cover rates were calculated using an image analysis software. This work also compares two measurement periods: at the end of winter, several months after the harvest, and right after the summer harvest. The results show a very good correspondence between the soil cover ratio and the biomass measured on the ground, for all species and measurement periods, by adding a parameter to the Gregory (1982) formalism. The integration of spatial variability on the ground makes it possible to propose the use of a single linear adjustment that simplifies the prediction of soil cover ratio or the amount of biomass.; -En système d'agriculture de conservation, les résidus de cultures ne sont plus brassés dans un volume de sol labouré mais maintenus à la surface des sols ou partiellement enfouis. Leur présence contribue à la durabilité de ces systèmes par le maintien des équilibres agronomiques et environnementaux qu'ils induisent. Dans ce contexte, la connaissance de l'évolution de leur quantité à la surface d'un sol, de la récolte au semis de la culture suivante, devient un enjeu important de gestion des sols. Plusieurs auteurs ont établi une relation entre le taux de couverture du sol (TC) et la biomasse, propre à chaque espèce végétale, à partir d'un formalisme développé par Grégory (1982). Les objectifs de ce travail sont de tester sa validité dans le contexte pédoclimatique de la région GrandEst (France), après récolte et au cours du processus de décomposition des résidus. Ce travail a été réalisé sur des exploitations pratiquant l'agriculture de conservation depuis plusieurs années. Les résidus ont été broyés lors de la récolte ou d'une opération spécifique. Les données de biomasse ont été collectées à l'aide de cadres de 0,5 m  0,5 m, tandis que la couverture du sol a été étudiée à l'aide de photographies numériques. Le taux de couverture du sol a été calculé à l'aide d'un logiciel d'analyse d'images. Ce travail compare également deux périodes de mesure : en sortie d'hiver, plusieurs mois après la récolte, et juste après la récolte estivale. Les résultats montrent une très bonne correspondance entre le TC et la biomasse mesurée au sol, toutes espèces et période de mesures confondues, moyennant l'ajout d'un paramètre au formalisme de Grégory (1982). L'intégration de la variabilité spatiale au sol permet de proposer l'emploi d'un ajustement linéaire unique qui simplifie la prédiction du TC du sol ou « la prédiction » de la quantité de biomasse.

Intended to test broad hypotheses and arrive at unifying conclusions, meta-analysis is the process of extracting, assembling, and analyzing large quantities of data from multiple publications to increase statistical power and uncover explanatory patterns. This paper describes the ways in which meta-analysis has been applied to support claims and counter-claims regarding two topics widely debated in agricultural research, namely organic agriculture (OA) and conservation agriculture (CA). We describe the origins of debate for each topic and assess prominent meta-analyses considering data-selection criteria, research question framing, and the interpretation and extrapolation of meta-analytical results. Meta-analyses of OA and CA are also examined in the context of the political economy of development-oriented agricultural research. Does size matter? We suggest that it does, although somewhat ironically. While meta-analysis aims to pool all relevant studies and generate comprehensive databases from which broad insights can be drawn, our case studies suggest that the organization of many meta-analyses may affect the generalizability and usefulness of research results. The politicized nature of debates over OA and CA also appear to affect the divergent ways in which meta-analytical results may be interpreted and extrapolated in struggles over the legitimacy of both practices. Rather than resolving scientific contestation, these factors appear to contribute to the ongoing debate. Meta-analysis is nonetheless becoming increasingly popular with agricultural researchers attracted by the power for the statistical inference offered by large datasets. This paper consequently offers three suggestions for how scientists and readers of scientific literature can more carefully evaluate meta-analyses. First, the ways in which papers and data are collected should be critically assessed. Second, the justification of research questions, framing of farming systems, and the scales at which research results are extrapolated and discussed should be carefully evaluated. Third, when applied to strongly politicized topics situated in an arena of scientific debate, as is the case with OA and CA, more conservative interpretations of meta-analytical results that recognize the socially and politically embedded nature of agricultural research is are needed.

National audience

Conservation agriculture (CA) is an innovation that entails minimal soil disturbance, permanent soil cover and crop rotations and/or associations (FAO 2017). It has been promoted in sub-Saharan Africa to address soil degradation. Innovation is a multidisciplinary research scope applied to different empirical domains such as agriculture. The diffusionist approaches have dominated the research on innovation during the XXth century; then they have been renewed by the evolutionist approaches since 1980s. Despite the importance of agricultural innovations to improve the livelihood of farmers, those classical approaches did not really study the role of innovation in the development of farmers’ livelihood. This thesis proposes to analyse innovation processes using the livelihood approach with the « Sustainable Rural Livelihoods » (SRL) framework, known for its accuracy to understand the living condition in the rural areas. The thesis questions the contributions of SRL framework in the analysis of the adoption behaviours of farmers. The study has been carried out in Western Vakinankaratra region, in Madagascar. It is specificaly focused on CA using stylosanthes as a cover crop. Primary data has been produced: quantitative data in 2015 for a static analysis and qualitative data in 2017 for a retrospective dynamic analysis.Empirical insights underline that farmers in the study area are facing soil degradation. CA can be an alternative to this issue. However, low endowment of farmers’ livelihood assets and poverty hinder adoption of CA or favour its disadoption. An up return to CA practices after a phase of disadoption occurred with some farmers. That is an unexpected effect because the existence of such behaviour has not been empirically demonstrated in the literature for CA. This result demonstrates the ability of farmers to innovate and to adapt to constraints.This study also highlights that the SRL framework is relevant for the static analysis of the adoption process at farm level. It facilitates the identification of determining factors of innovation behaviours at different level of analysis: macro (national) and micro (farm). Whereas classical approaches are most accurate for the dynamic analysis of the innovation process at farm level.After this research, renewing the accompanying methods and approaches of CA, encouraging the scientific multidisciplinary in the analysis of the innovation process related to CA and further investigations about the discontinuance of the practice of CA are identified as topics of research to explore., L’agriculture de conservation (AC) est une innovation technique conciliant trois principes fondamentaux qui sont : (i) le non labour du sol ; (ii) le maintien en permanence d’une couverture végétale morte (mulch) ou vivante ; (iii) la rotation et l’association culturales (FAO, 2017). Elle a été promue en Afrique subsaharienne pour résoudre les problèmes de dégradation du sol. L’innovation est un champ de recherche à l’interface de multiples disciplines scientifiques et est appliquée à des domaines empiriques comme l’agriculture. Les recherches sur l’innovation ont été dominées durant une grande partie du XXème siècle par les approches diffusionnistes, puis renouvelées par des approches évolutionnistes à partir des années 1980. Malgré le rôle important des innovations agricoles dans le développement des moyens d'existence des exploitations agricoles, ces approches classiques d’analyse de l’innovation s’y intéressaient peu. Dans cette optique, cette thèse propose d’analyser les processus d’innovation selon une approche « livelihood » en mobilisant le cadre « Sustainable Rural Livelihoods » (SRL), connu pour ses capacités à apporter une meilleure compréhension des conditions de vie des ruraux. Elle s’interroge spécifiquement sur les apports du cadre SRL dans l’analyse des comportements d’adoption de l’AC à l’échelle de l’exploitation. L’étude a été menée dans le Moyen-Ouest de la région du Vakinankaratra à Madagascar et se focalise particulièrement sur l’AC utilisant comme plante de couverture le stylosanthes. Des données primaires ont été produites : données quantitatives en 2015 pour mener une analyse statique ; des données qualitatives en 2017 pour une analyse dynamique rétrospective. L’étude empirique confirme que la zone d’étude est bien dans un contexte de dégradation du sol et que les exploitants en ont conscience. L’AC pourrait être une alternative à ce problème de dégradation. Toutefois, la faiblesse des dotations en capital de ces exploitations et la pauvreté entravent l’adoption ou favorisent l’abandon de celle-ci à l’échelle de l’exploitation. Une reprise de la pratique de l’AC après des années d’abandon est un effet non attendu dont l’existence n’a pas encore été démontrée empiriquement dans la littérature pour l’AC. Ce comportement d’adoption discontinu a été observé dans certaines exploitations, mettant en evidence leurs capacités d’innovation et d’adaptation aux contraintes. L’étude montre que le cadre SRL est pertinent pour l’analyse des processus d’adoption d’une innovation à l’échelle de l’exploitation. Il facilite l’identification des facteurs qui ont prévalu à ces comportements aussi bien à l’échelle macro (nationale) que micro (exploitation agricole). Alors que les approches classiques de l’innovation se prêtent mieux à traiter l’aspect dynamique de l’analyse des processus d’innovation à l’échelle de l’exploitation. Renouveler les méthodes et les approches d’accompagnement de l’AC, favoriser la multidisciplinarité scientifique dans l’analyse des processus d’innovation liés à l’AC, approfondir les recherches sur la pratique discontinue de l’AC sont autant de pistes de recherche identifiées à l’issue de ce travail de recherche.

Le glyphosate en agriculture de conservation : un cas illustratif de la dépendance de l'agriculture française aux pesticides. 12. Journées de recherches en sciences sociales. . . .

Rice production in Southeast Asia is significantly affected by root-parasitic nematodes (RPN). The Green Revolution has encouraged new agricultural practices (e.g. intensive monoculture, high yielding rice variety) to respond to the high rice demand; however, these methods have promoted the spread of these pests. The recent banning of chemical nematicides resulted in a need for alternative sustainable control strategies. In the present study, we assessed the effects of a direct-seeding mulch-based cropping system (DMC) vs conventional plough-based tillages (CT) on soil properties, rice yield and RPN communities during a two-year trial in Cambodia. Our results show that on average the population densities of RPN were significantly higher in DMC than in CT. Molecular identification revealed only two RPN species associated with roots: Meloidogyne graminicola, not previously reported from Cambodia, was predominant and was present throughout the plant’s development, whereas Hirschmanniella mucronata was only found at the tillering and milky stages. We conclude that DMC had a significant positive impact on rice yield, despite higher RPN short-term pressure. In order to increase the efficiency of such cropping systems, further studies and an evaluation of the long-term relationships between DMC, the nature of cover crops used, the soil biota including RPN, and rice yield should be conducted.

Agriculture is facing multiple environmental and social challenges; in order to address them, practices based on the management of ecological processes have been pointed out as possible solutions. Such practices, known as agroecological, cannot be the result of a simple application of technical recipes: they must be developed locally, in close interaction with the ecological characteristics of the system managed by each farmer. Consequently, it is necessary to consider the evolution of the knowledge production and diffusion system, with the farmers as developers of their own practices having an especially important role. Therefore, the goal of this work is to better understand how farmers learn to develop agroecological practices in order to contribute to the support of other farmers in their own transition towards similar practices. We focus on conservation agriculture, which is based on three main principles: reduction of soil disturbance, crop diversification, and permanent soil cover. With the help of theoretical elements grounded in pragmatist philosophy, we qualitatively analyze interviews conducted with farmers experienced in conservation agriculture in different regions of France. This leads us to the proposal of a framework to describe the learning processes and the pragmatic judgements that develop these processes. We then specify the possible developments of pragmatic judgements, and the specificities of the learning processes that allow such changes. Finally, we focus on individual characteristics of the learning processes, studying them partly through contrasting farmers' trajectories of changes toward conservation agriculture practices. Our results enable us to make different suggestions for the support of farmers' learning: we argue that it is important to take into account diversity of learning processes without reducing it into a typology of learning styles, and we discuss a possible application of the binding communication theory to facilitate the transition toward conservation agriculture practices. Ultimately, our results suggest that we should think about agroecology not only as a goal for agricultural development, but also as a means for the development of individuals.; Face aux nombreuses difficultés environnementales et sociales auxquelles l'agriculture doit faire face, des pratiques basées sur la gestion de processus écologiques ont été proposées comme des solutions possibles. Or de telles pratiques, dites agroécologiques, ne peuvent résulter d'une simple application de recettes techniques, et doivent être développées en lien étroit avec les caractéristiques écologiques et autres du système géré par chaque agriculteur. En conséquence, il est nécessaire d'envisager une évolution du système de production et de diffusion de savoirs, avec en particulier une place importante à donner aux agriculteurs eux-mêmes dans le développement de leurs propres pratiques. L'objectif de cette thèse est donc de mieux comprendre comment les agriculteurs apprennent à développer des pratiques agroécologiques, afin de contribuer à l'accompagnement d'autres agriculteurs dans leur propre transition vers ce type de pratiques. Nous nous concentrons sur l'agriculture de conservation, qui se fonde sur trois grands principes : la réduction du travail du sol, la diversification des cultures et la couverture permanente du sol. A l'aide d'éléments théoriques issus de la philosophie pragmatiste, nous analysons qualitativement des entretiens réalisés chez des agriculteurs expérimentés en agriculture de conservation dans plusieurs régions de France. Cela nous amène dans un premier temps à proposer un cadre pour décrire les processus d'apprentissage et les jugements pragmatiques qui se développent au cours de ceux-ci. Nous précisons ensuite les évolutions possibles des jugements pragmatiques, et les particularités des processus d'apprentissage qui permettent ces différentes évolutions. Enfin, nous nous intéressons à la diversité entre agriculteurs dans les façons d'apprendre, notamment en mettant en regard les différentes trajectoires de changements vers l'agriculture de conservation. Nos résultats nous amènent à proposer des pistes pour l'accompagnement de l'apprentissage des agriculteurs : nous suggérons entre autres qu'il est important de valoriser la diversité des façons d'apprendre, mais sans chercher à la réduire à des styles d'apprentissage fixes, et nous proposons une application possible de la théorie de la communication engageante pour participer à l'accompagnement vers des pratiques d'agriculture de conservation. Enfin, nos résultats nous amènent à réfléchir à l'agroécologie non pas seulement comme un objectif du développement agricole, mais aussi comme un moyen de développement pour les individus.

Agriculture is facing multiple environmental and social challenges; in order to address them, practices based on the management of ecological processes have been pointed out as possible solutions. Such practices, known as agroecological, cannot be the result of a simple application of technical recipes: they must be developed locally, in close interaction with the ecological characteristics of the system managed by each farmer. Consequently, it is necessary to consider the evolution of the knowledge production and diffusion system, with the farmers as developers of their own practices having an especially important role. Therefore, the goal of this work is to better understand how farmers learn to develop agroecological practices in order to contribute to the support of other farmers in their own transition towards similar practices. We focus on conservation agriculture, which is based on three main principles: reduction of soil disturbance, crop diversification, and permanent soil cover. With the help of theoretical elements grounded in pragmatist philosophy, we qualitatively analyze interviews conducted with farmers experienced in conservation agriculture in different regions of France. This leads us to the proposal of a framework to describe the learning processes and the pragmatic judgements that develop along these processes. We then specify the possible developments of pragmatic judgements, and the specificities of the learning processes that allow such changes. Finally, we focus on individual characteristics of the learning processes, studying them partly through contrasting farmers' trajectories of changes toward conservation agriculture practices. Our results enable us to make different suggestions for the support of farmers' learning: we argue that it is important to take into account the diversity of learning processes without reducing it into a typology of learning styles, and we discuss a possible application of the binding communication theory to facilitate the transition toward conservation agriculture practices. Ultimately, our results suggest that we should think about agroecology not only as a goal for agricultural development, but also as a means for the development of individuals., Face aux nombreuses difficultés environnementales et sociales auxquelles l'agriculture doit faire face, des pratiques basées sur la gestion de processus écologiques ont été proposées comme des solutions possibles. Or de telles pratiques, dites agroécologiques, ne peuvent résulter d'une simple application de recettes techniques, et doivent être développées en lien étroit avec les caractéristiques écologiques et autres du système géré par chaque agriculteur. En conséquence, il est nécessaire d'envisager une évolution du système de production et de diffusion de savoirs, avec en particulier une place importante à donner aux agriculteurs eux-mêmes dans le développement de leurs propres pratiques. L'objectif de cette thèse est donc de mieux comprendre comment les agriculteurs apprennent à développer des pratiques agroécologiques, afin de contribuer à l'accompagnement d'autres agriculteurs dans leur propre transition vers ce type de pratiques. Nous nous concentrons sur l'agriculture de conservation, qui se fonde sur trois grands principes : la réduction du travail du sol, la diversification des cultures et la couverture permanente du sol. A l'aide d'éléments théoriques issus de la philosophie pragmatiste, nous analysons qualitativement des entretiens réalisés chez des agriculteurs expérimentés en agriculture de conservation dans plusieurs régions de France. Cela nous amène dans un premier temps à proposer un cadre pour décrire les processus d'apprentissage et les jugements pragmatiques qui se développent au cours de ceux-ci. Nous précisons ensuite les évolutions possibles des jugements pragmatiques, et les particularités des processus d'apprentissage qui permettent ces différentes évolutions. Enfin, nous nous intéressons à la diversité entre agriculteurs dans les façons d'apprendre, notamment en mettant en regard les différentes trajectoires de changements vers l'agriculture de conservation. Nos résultats nous amènent à proposer des pistes pour l'accompagnement de l'apprentissage des agriculteurs : nous suggérons entre autres qu'il est important de valoriser la diversité des façons d'apprendre, mais sans chercher à la réduire à des styles d'apprentissage fixes, et nous proposons une application possible de la théorie de la communication engageante pour participer à l'accompagnement vers des pratiques d'agriculture de conservation. Enfin, nos résultats nous amènent à réfléchir à l'agroécologie non pas seulement comme un objectif du développement agricole, mais aussi comme un moyen de développement pour les individus.

Soil is one of the essential components supporting the functioning of the ecosystem. It is the support of primary production; an habitat for biodiversity, and it fulfills many ecological processes. Human activities, including intensive agricultural practices, have led to impaired the soil causing a sharp decline in their biodiversity. In response to these effects, new agricultural practices have been developed to preserve the soils and the ecosystem services they provide. These so-called innovative practices rely mainly on the reduction of tillage, integrated management of crop residues, the installation of permanent plant cover or the introduction of legumes into crop rotations. It is in this context of changes in agricultural practices that this thesis topic lays. This thesis aims to better understand the effects of the adoption of these innovative management practices on (i) the diversity of the macro and mesofauna communities soil and (ii) soil functioning in terms of organic carbon storage (basic food source), soil structure and pore size distribution (living environment). During the different chapters of this work, we highlighted three actions related to innovative agricultural practices combining in situ and ex situ experimental approaches. The aim of the first action was to study the combined effect of the introduction of legume (faba bean) and the reduction of tillage on the endogenous compartment. To answer this question, we developed an empirical experimental design made with the combination of situations encountered on farms. Our results showed that theinteraction between the two innovative practices did not result in a significant increase in the diversity of soil fauna. Microbial functions and the dynamics of carbon (C) and nitrogen (N) also do not seem to be affected by these practices. It turns out that the beneficial effects of these innovative practices cannot be considered without taking into account how they are implemented at the scale of crop rotations and technical itineraries. This allowed us to promote a second action whose objective was to follow, under the same pedoclimatic conditions and the same technical itineraries, the long-term effect (four years) of five different management regimes on the communities of soil fauna. Treatments included combinations of different crops, different rates of nitrogen fertilization, incorporation or removal of crop residues and different plowing intensities. The results showed that the reduction of tillage intensity favored the diversity of Collembola and its functional groups by improving habitatconditions through the increase of microbial carbon biomass (trophic source). In addition, the other components of management, namely the "reduction of nitrogen inputs" and the "restitution / export of crop residues", had no effect on springtails (abundance and wealth), in particular on those living in the soil, whether hemi or euedaphic. However, this study demonstrates that the dissimilarity in the composition of Collembola assemblages increases with the temporal differentiation of agricultural practices, and tillage was the main factor responsible for this trajectory.; Le sol est une des composantes essentielles au soutien du fonctionnement de l’écosystème. Il est lesupport de la production primaire, un habitat pour la diversité biologique et remplit de nombreux processus écologiques. Les activités anthropiques, et parmi elles, les pratiques agricoles intensives, ont conduit à des déséquilibres au sein du sol causant un fort déclin de leur biodiversité. En réponse à ces effets, de nouvelles pratiques agricoles ont été développées pour préserver les sols et les services écosystémiques qu’ils fournissent. Ces pratiques dites innovantes s’appuient principalement sur la réduction du travail du sol, une gestion intégrée des résidus de culture, l’installation d’un couvert végétal permanent ou encore l’introduction de légumineuses dans les rotations de culture. C’est dans ce contexte de mutation des pratiques agricoles que s’inscrit ce sujet de thèse qui vise à mieux comprendre les effets de l’adoption de ces gestions innovantes sur (i) la diversité des communautés de la macro- et de la mésofaune du sol et (ii) sur le fonctionnement du sol en termes de stockage ducarbone organique (source de nourriture de base), de structure du sol et de distribution de la taille des pores (milieu de vie). Au cours des différents chapitres de ce travail, nous avons mis en évidence trois actions liées à des pratiques agricoles innovantes combinant des approches expérimentales in et ex situ. L’objectif de la première action visait à étudier l’effet combiné de l’introduction de légumineuse (féverole) et de la réduction du travail du sol sur le compartiment endogé. Pour y répondre, nous avons développé une conception expérimentale empirique faite avec la combinaison des situations rencontrées dans les fermes. Nos résultats ont montré que l’interaction entre les deux pratiques innovantes n’a pas entrainé d'augmentation significative de la diversité de la faune du sol. Les fonctions microbiennes ainsi que la dynamique du carbone (C) et de l’azote (N) ne semblent pas non plus être affectées par ces pratiques. Il s’avère que les effets bénéfiques de ces pratiques innovantes ne peuvent être envisagés sans prendre en compte la manière dont elles sont mises en oeuvre à l’échelle des rotations culturales et des itinéraires techniques. Cela nous a permis de valoriser une seconde action dont l’objectif était de suivre dans les mêmes conditions pédoclimatiques et mêmes itinéraires techniques, l'effet à long terme (quatre ans) de cinq régimes de gestion différents sur les communautés de faune du sol. Les traitements comprenaient des combinaisons de différentes cultures (annuelles, vivaces), de différents taux de fertilisation azotée (ajout d'azote, azote réduit),incorporation ou élimination de résidus de culture et différentes intensités de labour (labour vs. travail superficiel). Les résultats ont montré que la réduction de l’intensité du travail du sol a favorisé la diversité des collemboles et ses groupes fonctionnels grâce à l’amélioration des conditions de l’habitat à travers l’augmentation de la biomasse microbienne de carbone (source trophique). Par ailleurs, les autres composantes de la gestion, soit la « réduction des apports d’azote » et la « restitution / exportation des résidus de culture», n’ont pas eu d’effet sur les collemboles (abondance et richesse), notamment sur ceux vivants dans le sol, qu'ils soient hémi ou euédaphiques. Toutefois, cette étude démontre que la dissemblance dans la composition des assemblages de collemboles augmente avec la différenciation temporelle des pratiques agricoles et le travail du sol est le premier facteur responsable de cette trajectoire. Cette assertion a donné lieu à une troisième action dont l’objectif était de suivre sur une saison de végétation la conversion de la perturbation mécanique résultant du travail du sol sur la résistance et résilience fonctionnelle des assemblages biotiques édaphiques.

Durant deux jours, l'INRA de Dijon a reçu une quarantaine de personnes, agriculteurs en semis direct sous couvert, agriculteurs biologiques, expérimentateurs, conseillers, chercheurs, pour initier la conception des systèmes de culture qui seront testés sur la plateforme CA-SYS (https://www6.inra.fr/plateforme-casys/). la première journée est consacrée à des échanges avec le groupe afin de discuter des enjeux autour des systèmes agroécologiques, des expériences de chacun. Cette journée est l'occasion de construire une boite à outils pour la conception des systèmes, en réalisant un inventaire des techniques agroécologiques selon des services attendus (Gestion des adventices, des maladies, des insectes, des ravageurs, gestion des conditions de travail, moindre contribution au changement climatique, fertilité des sols, robustesse économique). Après une présentation de l'Unité Expérimental du domaine d'Epoisses (parcellaire, matériel, culture possible, potentiel de rendement, pressions biotiques connues), le groupe de scinde en deux ateliers pour concevoir (i) deux systèmes de culture sans pesticides avec labour possible et (ii) deux systèmes de culture sans pesticides en semis-direct. Ces deux jours permettront de faire ressortir de nombreuses interrogations et certitudes et les grandes règles de constructions des rotations et couverts d'interculture.

Limited field studies have been performed to evaluate the impacts of conservation agriculture (CA) on crop yields and soil organic carbon sequestration in tropical conditions. In this study, we used the Environmental Policy Integrated Climate (EPIC) model to evaluate the impact of CA and conservation tillage (CT) on crop yields in tropical conditions for unique upland rice, soybean, and cassava cropping systems in Cambodia. New crop parameters were developed and tested for cassava, sesame, banana, sunn hemp, stylo, and congo grass. The results show that EPIC successfully replicated crop yields of soybean, upland rice, maize, and cassava based on R2 statistics ranging from 0.62 to 0.88 and percent bias (PBIAS) values ≤10%. However, it cannot be concluded that the model can accurately capture the biomass for all the individual crops due to limitations in the observed biomass data. The cassava and maize biomass were simulated satisfactorily, resulting in R2 values of 0.81 and 0.75, respectively. However, the computed PBIAS for the biomass estimates of the two crops were >25%. In contrast, the predicted rice and soybean biomass met PBIAS criteria (≤23%) but resulted in weak R2 statistics of ≤0.20, indicating inaccurate replications of the measured biomass. Similarly, the cover crop mean biomass and PBIAS statistics were acceptable but the R2 values were not. Overall, the model tended to overestimate the measured crop biomass. No significant difference was found in the simulated crop yields between the CA and CT treatments. However, the predicted rice and soybean results reflect an increased yield trend over time for the CA treatments, versus no discernible trend for the cassava and maize yields.

Land-use planning and agricultural intensification are two major causes of biodiversity loss. Most of development projects have to apply the mitigation hierarchy, i.e. avoid, reduce then offset impacts on biodiversity, in order to achieve the no net loss. Wind farm installation makes the mitigation hierarchy application difficult due to the lack of knowledges regarding the quantification and the prediction of impacts, characterized by collisions of birds and bats with turbines. In a preliminary study we showed that the current fail of impact assessment studies in i) the avoidance and the reduction as well as ii) the offsetting of impact, are mainly linked to a lack of theoretical knowledges and a low quality of studies. Installation constraints often imply to implement wind turbines in farmland areas. Such areas have the triple function of food production, renewable energy and biodiversity carrier, but they also have to offset impacts on biodiversity, which are generated by wind turbines. Thus, there is an urgent need to improve the consideration of impacts on biodiversity in projects, which would have underestimated effects on populations. In a first time, we quantified a new type of impact: the wind turbine revulsion on bats. This impact is so far little known and not taken into account in assessment studies for wind farm installations. We highlighted a negative long distance impact (over 1000 m) of wind turbine proximity on bat activity at hedgerows, which is a highly attractive habitat for this taxa. These strong negative impacts currently lead to high losses of habitat use. Moreover, at the region scale study (north-west France), 89% of turbines are implemented at less than the European recommendations (200 m to wooded edges -hedgerows or forests). Thus, this study improved knowledges in order to optimize avoidance of this impact and made them measurable allowing their offsetting. We then compared different commonly used offsetting measures (i.e. fallows and agroecological elements), by developing a method for calculating ecological equivalences between offset measure. This allowed in complete transparency to find alternative measures as efficiently as an initial low acceptable measure (i.e. fallows in open field area). Such a method allowed an effective implementation of measures. Finally, we assessed the ecological gain provided by new types of measures such as changes in farming practices. Unlike classic measures which are usually an implementation of new elements in the landscape, changes in farming practices consist in quality improving of arable land features. Because we studied changes which do not implies losses of yield, or low in first years after changes, such measures are potentially more acceptable for farmers. We showed that tillage and herbicide reduction could positively impact birds and bats. However, to reduce tillage (i.e. no ploughing) implies to adapt the method to control weeds, previously performed by ploughing. Several possibilities can be used such as cover cropping or herbicide use intensification. In this context, our results also highlighted that positive impacts could vary significantly among underlying weed control possibilities. For instance, tillage reduction, when one herbicide pass is removed, generates as much ecological gain than organic farming system. This PhD thesis highlights the urgent need to adapt wind energy planning and these exploitation in farming areas, due to high habitat loss and systematic mortality. This thesis also shows that despite the current lack of knowledges, preventing to design offsetting measures facing to quantified impacts, implementation of acceptable measures for stakeholders may provide effective gains for bats and birds.; L’aménagement du territoire et l’intensification agricole constituent deux causes majeures du déclin de la biodiversité. La plupart des projets d’aménagement sont tenus d’appliquer la séquence « éviter-réduire-compenser » (ERC) aux impacts générés, pour atteindre une absence de perte nette de biodiversité. La mise en place de cette séquence dans le cas de la construction de parcs éoliens se heurte à la difficulté d’évaluation et de prédiction des impacts dont la mortalité par collisions avec les chiroptères et l’avifaune. Nous avons en effet montré dans un travail préliminaire que les manques théoriques sur l’évaluation de l’impact combinés à une qualité variable des études réglementaires amènent aujourd’hui à i) un évitement et une réduction peu efficaces, ii) une compensation la plupart du temps inexistante ou hasardeuse. Face aux contraintes d'implantation, les éoliennes sont principalement installées en milieu agricole. Ce dernier, en plus de constituer un espace de production alimentaire, de support d’énergie renouvelable et de biodiversité, doit également assurer le rôle de compensation des impacts générés par la production d’énergie éolienne. Il apparaît d’autant plus urgent d’étudier cette problématique que ces impacts semblent pouvoir affecter les populations d’espèces en fort déclin. Dans un premier temps, nous avons quantifié un deuxième type d’impact des éoliennes, la répulsion exercée sur les chiroptères, jusqu’ici largement méconnue et de ce fait non pris en compte dans les projets d’implantation. Nous mettons en évidence un fort impact négatif de la présence d’éoliennes sur la fréquentation des haies par les chiroptères jusqu’à une distance minimale de 1000 m autour de l’éolienne, engendrant ainsi d’importantes pertes d’habitats. Or, à l’échelle du nord-ouest de la France, 89% des éoliennes sont implantées à moins de 200 m d’une lisière arborée (haie ou forêt), cette distance constituant une recommandation européenne. Cette étude améliore donc les connaissances liées à l’implantation des éoliennes pour optimiser l’évitement d’une partie des impacts, les rendant compensables par leur quantification. Nous avons ensuite comparé différentes mesures couramment utilisées en compensation (jachères et infrastructures agroécologiques), en développant un calcul d’équivalence multi-taxonomique entre ces mesures. Ceci a permis en toute transparence de proposer des alternatives aussi efficaces à une mesure peu acceptable (par exemple les jachères en contexte grandes cultures), maximisant les leviers de mise en place de la compensation. Enfin, nous avons évalué la faisabilité de mesures compensatoires potentiellement plus acceptables, non plus axées sur l’ajout d’éléments dans la matrice agricole, mais sur des mesures visant directement la qualité de cette matrice support de biodiversité. En se focalisant sur des changements de pratiques agricoles n’engendrant pas ou peu de pertes de rendement, nous montrons que la simplification du travail du sol peut apporter de forts bénéfices à l’avifaune et aux chiroptères. Toutefois, ce bénéfice peut fortement varier en fonction des pratiques visant à limiter l’excès de végétation spontanée généré par l’absence de labour. Une diminution du travail du sol et de l’usage d’herbicides peuvent créer des gains comparables à ceux obtenus en agriculture biologique. La thèse souligne l’urgence de reconsidérer les stratégies actuelles d’implantation et d’exploitation des éoliennes en milieu agricole, causant de fortes pertes d’habitats et une mortalité systématique. Elle montre aussi qu'en dépit des manques de connaissances limitant les possibilités d’un dimensionnement des mesures compensatoires fondé sur une quantification intégrale des impacts, nous sommes en mesure d’apporter d’ores et déjà des gains écologiques efficaces en milieu agricole grâce à des mesures acceptables par l’ensemble des acteurs.

Agricultural activities can lead to imbalanced carbon (C) and nitrogen (N) dynamics compared to natural terrestrial eco-systems, causing potential damages for soil, water and air quality. Among these prejudices, decreased soil C and N stocks, increased nitrate leaching in waters and gaseous N emissions towards the atmosphere are of a major concern. To reduce these environmental impacts, innovative and sustainable farming systems are promoted, such as low inputs cropping systems, “conservation” agriculture or organic farming. The objectives of this work were i) to quantify the long term impact of different alternative cropping systems on the fate of C and N in the soil-plantatmosphere system and ii) to simulate C and N dynamics with the agro-environmental model STICS. For this purpose, we studied three long-term field trials: the experiment of La Cage (France) established in 1998, the DOK (Switzerland) started in 1978 and the Foulum Organic (Denmark) established in 1998. The methodological approach combined experimentation and modelling. While La Cage trial enabled an in situ quantification of soil organic C and N storage, N leaching, nitrous oxide (N2O) emissions and greenhouse gas (GHG) balance in alternative cropping systems compared to conventional, the Swiss and Danish experiments were used for in silico estimation of the C and N fates in organic cropping systems, after adaptation of the STICS model, followed by calibration and evaluation of the model. Significant annual SOC and SON accumulation was found under conservation agriculture and organic farming at La Cage, whereas no significant change was observed in the low input and the conventional systems. No difference of specific SOC and SON mineralization rates was found between systems in vitro or in silico : we conclude that the higher C and N storage in soil observed in the conservation and organic systems was mainly driven by increased crop residues, rather than by the effect of no tillage practiced in conservation agriculture. The N surplus, i.e. the difference between N inputs and N exports at the field scale, varied widely between treatments. The fate of this N surplus also varied between systems with wide variations in SON storage and gaseous losses but no differences in N leaching. The cumulative N2O emissions measured continuously for three years were highly correlated with the calculated gaseous N losses (volatilization and denitrification), with higher losses in the conservation system. These calculations allowed establishing a full GHG balance. Therefore the four agricultural systems dissimilarly impacted the N fate, which could not be predicted by the N surplus alone. The GHG balance is a much better indicator of the environmental impact of cropping systems relative to C and N fluxes. In the Danish and Swiss experiments, the soil-crop model STICS was used to mimic crop production, N uptake and N surplus. The model was first adapted and evaluated to simulate organic farming systems. The model could satisfactorily simulate crop production, N uptake, N surplus and SON storage in the organic and conventional systems of these two longterm experiments. Model outputs suggested that the N fate could be contrasted according to fertilization and crop management, and that N losses were not systematically reduced in organic compared to conventional cropping systems. This study challenges the frequent belief that alternative cropping systems systematically improve the global C and N environmental impacts of agriculture.; L'activité agricole peut entraîner un déséquilibre des cycles du carbone (C) et de l'azote (N) dans les écosystèmes terrestres naturels et entrainer une diminution des stocks de C et N dans le sol, une augmentation de la lixiviation du nitrate et des pertes d'azote par voie gazeuse. Pour réduire ces impacts environnementaux, la mise en place de systèmes agricoles innovants et durables est encouragée, tels que les systèmes à bas niveau intrants, l'agriculture de conservation ou l'agriculture biologique. Les objectifs de cette thèse sont i) de quantifier l'impact à long terme des différents systèmes de culture sur le devenir du carbone et de l'azote dans le système sol-plante-atmosphère et ii) de simuler la dynamique de ces éléments avec le modèle agro-environnemental STICS. À cette fin, nous avons étudié trois essais de longue durée : l'essai de La Cage (France) établi en 1998, l'essai DOK (Suisse) débuté en 1978 et l'essai Foulum (Danemark) créé en 1998. Alors que l'essai de La Cage a permis une quantification in situ du stockage du carbone et de l'azote organiques du sol, de la lixiviation de l'azote, des émissions de protoxyde d’azote (N2O) et de la balance des gaz à effet de serre pour des systèmes de culture alternatifs, les essais danois et suisses ont permis l'estimation in silico du devenir du C et N en agriculture biologique, après adaptation du modèle STICS pour simuler de nouvelles pratiques culturales. Après 16 années d’expérimentation, une accumulation annuelle significative de SOC et de SON a été observée en agriculture et en agriculture biologique à La Cage, alors qu'aucun changement significatif n'a été observé dans les systèmes conventionnels et bas intrants. La minéralisation spécifique de SOC et SON des quatre systèmes, simulée sur AMG et mesurée lors d’incubation des sols pendant quatre mois, s’est montrée équivalente entre systèmes. Le stockage de C et N observé dans les systèmes de conservation et biologiques s’explique principalement par l'augmentation des résidus de cultures plutôt que par l'effet du non-labour en agriculture de conservation. De plus, le surplus azoté (différence entre apports et exportations d’azote) a été calculé pour chaque système de culture. Le devenir de l’excédent d’azote a été estimé entre stockage de N dans le sol, pertes gazeuses et lixiviation de l'azote. Les émissions cumulatives de N2O mesurées en continu pendant plus de trois ans sont fortement corrélées avec les pertes totales calculées de N par voix gazeuse (volatilisation et dénitrification), ces pertes étant les plus importantes dans le système de conservation. Enfin, la réalisation d’un bilan complet des émissions de GES a montré de fortes différences entre système et des phénomènes de compensation entre stockage et perte de C et N. Le modèle sol-culture STICS a ensuite été utilisé pour simuler le devenir de l’azote dans les essais DOK et Foulum. Après une adaptation du modèle, sa calibration et son évaluation ont été réalisées permettant de simuler de façon satisfaisante les rendements, l'absorption de N, le surplus de N et l’évolution des stocks de SON dans les systèmes conventionnels et biologiques. Les simulations suggèrent que le devenir de l’azote dans ces systèmes peut être contrasté en fonction de la fertilisation et de la gestion des cultures et que les pertes d'azote ne sont pas systématiquement réduites en agriculture biologique par rapport au conventionnel. Cette thèse remet en question les appréciations simplistes qui associent systématiquement systèmes de culture alternatifs et diminution des impacts environnementaux liés aux cycles de C et N

L’agriculture doit aujourd'hui évoluer vers des systèmes à la fois performants, écologiques et durables. Ce travail a permis d’évaluer pour 53 parcelles agricoles, représentatives de systèmes en agriculture conventionnelle, biologique et de conservation, les déterminants agroécologiques sous-tendant l’expression d’un panel de services intrants (de régulation et de support) d’une part, et produits (environnementaux ou participant au revenu agricole) d’autre part, ainsi que les compromis éventuels entre ces derniers. Ce travail met ainsi en avant la prédominance des caractéristiques locales et des pratiques agricoles sur le contexte paysager pour l’expression des services intrants. Par ailleurs, ce travail illustre la possibilité de s’affranchir de l’antagonisme entre productivité et performance environnementale par le biais d’agricultures misant sur des intrants écologiques plutôt qu’industriels, notamment via l’agriculture de conservation.

Climate-smart cropping systems should be designed with three objectives: reducing greenhouse gas (GHG) emissions, adapting to changing and fluctuating climate and environment, and securing food production sustainably. Agriculture can improve the net GHG emissions balance via three levers: less N2O, CH4 and CO2 emissions, more carbon storage, and green energy production (agrifuels, biogas). Reducing the application of mineral N fertilizer is the main option for reducing N2O emissions either directly or by increasing the proportion of legumes in the rotation. The most promising options for mitigating CH4 emissions in paddy fields are based on mid-season drainage or intermittent irrigation. The second option is storing more carbon in soil and biomass by promoting no-tillage (less fuel, crop residues), sowing cover crops, introducing or maintaining grasslands and promoting agroforestry. Breeding for varieties better adapted to thermal shocks and drought is mainly suggested as long-term adaptation to climate change. Short-term strategies have been identified from current practices to take advantage of more favorable growing conditions or to offset negative impacts: shifting sowing dates, changing species, cultivars and crop rotations, modifying soil management and fertilization, introducing or expanding irrigation. Some crops could also move to more suitable locations. Model-based tools and site-specific technologies should be developed to optimize, support and secure farmer's decisions in a context of uncertainty and hazards. Most of the adaptation and mitigation options are going in the same way but tradeoffs will have to be addressed (e. g. increasing the part of legumes will be possible only with significant breeding efforts). This will be a challenge for designing cropping systems in a multifunctional perspective., Des systèmes de culture climato-intelligents doivent combiner (i) réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES), (ii) adaptation au changement et à la variabilité climatique et (iii) sécurisation de la production alimentaire. L’agriculture peut améliorer le bilan des émissions de GES via trois leviers : (i) moins d’émissions de N2O, CH4 et CO2, (ii) plus de stockage du carbone, (iii) de la production d’énergie verte (biocarburants, biogaz). Réduire l’application d’engrais minéral ou augmenter la proportion de légumineuses dans la rotation permet de réduire les émissions de N2O. La réduction des émissions de CH4 en riziculture inondée impose de revoir la gestion de l’eau (drainage, irrigation). Stocker plus de carbone dans le sol et la biomasse passe par la culture sans labour (moins d’énergie, paillage avec les résidus de récolte), l’utilisation de plantes de couverture, l’introduction ou le maintien de prairies et la pratique de l’agroforesterie. La sélection de variétés mieux adaptées aux chocs thermiques et à la sécheresse est la principale adaptation à long terme au changement climatique. Des stratégies à court terme ont été identifiées à partir des pratiques actuelles, tirant profit de conditions de croissance plus favorables ou compensant les impacts négatifs par le décalage des dates de semis, l’introduction de nouvelles espèces et cultivars, la diversification des rotations, de nouvelles pratiques de gestion du sol et de la fertilisation, l’introduction ou l’expansion de l’irrigation. Certaines cultures pourraient également migrer vers des zones de culture plus appropriées. Des outils basés sur les modèles et l’agriculture de précision devraient être développés afin d’aider les agriculteurs face à un contexte plus incertain et plus risqué. La plupart des options d’adaptation et d’atténuation sont compatibles, mais des arbitrages devront être faits : ainsi augmenter la part des légumineuses ne sera possible que si des efforts de sélection importants sont conduits.

In this article we focus on tillage practices carried out by farmers engaged in three typesof agriculture that have not the same institutionalization degree (conservation agriculture,organic agriculture and « agriculture raisonnée »). We show how a conflict ofnorms about no-till practices divides farmers, according to their position in one or othertype of agriculture. This conflict is especially identifiable in the way farmers definite theirtype of agriculture relating to that of other farmers.; Nous nous intéressons dans cet article aux pratiques de travail du sol d’agriculteursengagés dans trois modèles d’agriculture aux degrés d’institutionnalisation différents(agriculture de conservation, agriculture biologique et agriculture raisonnée).Nous faisons apparaître comment, sur cette question du changement dansla façon de travailler le sol, un conflit des normes divise les agriculteurs selon leurengagement dans l’un ou l’autre modèle d’agriculture. Ce conflit est particulièrementvisible dans la façon dont ces agriculteurs entre-définissent leur façon deproduire.

National audience; The population outbreaks of the montane water vole and the common vole, two rodent species living mainly in grassland, are of periodic concern to farmers. Both species are the main prey of a rich community of predators which contributes to regional biodiversity and to the regulation of small mammal prey population dynamics. However, prey switching can locally affect species of hunting or heritage interest. These complex systems also modulate the transmission of a number of zoonotic diseases affecting public and veterinary health. They have been studied for about thirty years in the Zone atelier Arc Jurassien (http://zaaj.univ-fcomte.fr). Together these relationships constitute a system within which points of convergence must be found between ecosystem services which may appear contradictory a priori: the protection of crops and the quality of food products, the protection of species of conservation value, game management, health and even tourism. These questions concern not only the mountain areas of the Jura massif, but also the Morvan and the low-altitude fi eld crops where simplifi ed cultivation techniques and direct seeding are becoming more popular. The aim of this paper is to show the main processes involved and their long-term dynamics, which in several ways affect the regional fauna and fl ora of the so-called “natural” areas of Bourgogne Franche-Comté. They are in fact virtually all anthropogenic, i.e. the transient result of adaptive agricultural and forestry economies, in a given biogeographical context.; Les pullulations de campagnol terrestre et de campagnol des champs, deux espèces de rongeurs vivant principalement dans les prairies, sont périodiquement d’une actualité préoccupante pour les exploitations agricoles. Les deux espèces sont les proies principales d’un riche cortège de prédateurs qui contribue à la biodiversité régionale et à leur régulation, mais dont les reports de prédation peuvent impacter localement des espèces d’intérêt cynégétique ou patrimonial. Ces systèmes complexes modulent également la transmission d’un certain nombre de zoonoses intéressant la santé publique et vétérinaire. Ils sont étudiés depuis maintenant une trentaine d’année dans la Zone atelier Arc jurassien (http://zaaj.univ-fcomte.fr). Ils conduisent à des jeux d’acteurs subtils par lesquels des points de convergence doivent être trouvés entre des services écosystémiques qui peuvent apparaître contradictoires a priori : protection des cultures et qualité des produits alimentaires, protection des espèces patrimoniales, production cynégétique, santé, voire tourisme. Ces questions ne concernent plus seulement les zones d’altitude du massif du Jura, mais aussi le Morvan et les zones de grande culture de basse altitude où techniques culturales simplifi ées et semis direct se popularisent. L’objectif de cet article est de montrer quels sont les principaux processus en cause, quelle est leur dynamique à long terme, et quelles sont les conséquences sur la faune et la fl ore régionale des espaces dits « naturels » bourguicomtois. Leur quasi-totalité est de fait anthropogène, c’est-à-dire le résultat transitoire d’économies agricole et forestière adaptatives, dans un contexte biogéographique donné.

International audience; Climate-smart cropping systems should be designed with three objectives: reducing greenhouse gas (GHG) emissions, adapting to changing and fluctuating climate and environment, and securing food production sustainably. Agriculture can improve the net GHG emissions balance via three levers: less N2O, CH4 and CO2 emissions, more carbon storage, and green energy production (agrifuels, biogas). Reducing the application of mineral N fertilizer is the main option for reducing N2O emissions either directly or by increasing the proportion of legumes in the rotation. The most promising options for mitigating CH4 emissions in paddy fields are based on mid-season drainage or intermittent irrigation. The second option is storing more carbon in soil and biomass by promoting no-tillage (less fuel, crop residues), sowing cover crops, introducing or maintaining grasslands and promoting agroforestry. Breeding for varieties better adapted to thermal shocks and drought is mainly suggested as long-term adaptation to climate change. Short-term strategies have been identified from current practices to take advantage of more favorable growing conditions or to offset negative impacts: shifting sowing dates, changing species, cultivars and crop rotations, modifying soil management and fertilization, introducing or expanding irrigation. Some crops could also move to more suitable locations. Model-based tools and site-specific technologies should be developed to optimize, support and secure farmer's decisions in a context of uncertainty and hazards. Most of the adaptation and mitigation options are going in the same way but tradeoffs will have to be addressed (e. g. increasing the part of legumes will be possible only with significant breeding efforts). This will be a challenge for designing cropping systems in a multifunctional perspective.; Des systèmes de culture climato-intelligents doivent combiner (i) réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES), (ii) adaptation au changement et à la variabilité climatique et (iii) sécurisation de la production alimentaire. L’agriculture peut améliorer le bilan des émissions de GES via trois leviers : (i) moins d’émissions de N2O, CH4 et CO2, (ii) plus de stockage du carbone, (iii) de la production d’énergie verte (biocarburants, biogaz). Réduire l’application d’engrais minéral ou augmenter la proportion de légumineuses dans la rotation permet de réduire les émissions de N2O. La réduction des émissions de CH4 en riziculture inondée impose de revoir la gestion de l’eau (drainage, irrigation). Stocker plus de carbone dans le sol et la biomasse passe par la culture sans labour (moins d’énergie, paillage avec les résidus de récolte), l’utilisation de plantes de couverture, l’introduction ou le maintien de prairies et la pratique de l’agroforesterie. La sélection de variétés mieux adaptées aux chocs thermiques et à la sécheresse est la principale adaptation à long terme au changement climatique. Des stratégies à court terme ont été identifiées à partir des pratiques actuelles, tirant profit de conditions de croissance plus favorables ou compensant les impacts négatifs par le décalage des dates de semis, l’introduction de nouvelles espèces et cultivars, la diversification des rotations, de nouvelles pratiques de gestion du sol et de la fertilisation, l’introduction ou l’expansion de l’irrigation. Certaines cultures pourraient également migrer vers des zones de culture plus appropriées. Des outils basés sur les modèles et l’agriculture de précision devraient être développés afin d’aider les agriculteurs face à un contexte plus incertain et plus risqué. La plupart des options d’adaptation et d’atténuation sont compatibles, mais des arbitrages devront être faits : ainsi augmenter la part des légumineuses ne sera possible que si des efforts de sélection importants sont conduits.

The no-till (NT) is gaining great attention for soil preparation. This practice modifies number of soil properties such as the distribution of phosphorus (P) in the soil profile. This work aims to analyze the impacts on the biogeochemical P cycle after decades of NT and incorporate those effects in an operational model. We used a long-term field experiment under corn-soybean rotation established on a clay loam soil (L’Acadie, Quebec, Canada). The design was a split-plot plan with 4 blocks under moldboard plough (MP) and NT, subdivided by 3 doses of P [0 (0P), 17.5 (0.5P), 35 (1P) kg P ha-1] applied in corn phase and localized to 5-cm deep and 5-cm from the corn row.The phosphate ion concentration in MP was relatively constant (0.08 mg P L-1) in the tilled layer (0-20 cm), slightly lower in 20-30 cm (0.05 mg P L-1) and much lower below (0.01 mg P L-1). In [NT, 0.5P] and [NT, 1P] plots, Cp was higher (0.28 et 0.19 mg P L-1) in the 0-10 cm layer compared to the tilled layer in MP, but decreased sharply with depth. This vertical stratification in NT was also observed for P-Olsen, P-M3 and other nutrients as C, N, and K. After 23- and 24-year of experimentation, maize roots tended to be fewer (-14%) under NT than MP, probably because of increased weed infestation under NT. For soybean, more roots accumulated in the 0-10 cm layer under NT (44% of total length) than MP (21%) and vice versa for the 10-20 cm layer. Those differences in root distribution under NT and MP corresponded to the stratification of N, P, and K.This set of data on the distribution of roots and phosphorus was used i) to develop a 1D model describing P dynamics over several decades in MP, ii) to test a method to assess the spatial P uptake distribution according local root length density and soil P availability, and iii) to develop a spatial 2D model describing P dynamic in NT. This model simulates the soil P availability dynamic on long term according soil properties and crop root distribution within soil profile for different soil preparation regime and different P fertilization rate. Although the model overestimates the P availability near the localized P fertilizer, it is able to predict the soil P stratification in NT treatment and its consequences on crop P uptake. This new model will be a useful tool to improve P fertilization management in context of no-till practices., La pratique du «sans labour» (NT) se développe dans le cadre de l’agriculture de conservation des sols. Cette pratique modifie nombre de propriétés du sol comme, par exemple, la répartition du phosphore (P) dans le profil du sol. L’objectif de cette thèse est d’analyser les impacts après plusieurs décennies du NT sur le cycle biogéochimique du P et d’intégrer ces effets dans un modèle de fonctionnement. Nous avons utilisé un essai au champ de longue durée sous maïs-soja (L’Acadie, Québec, Canada) implanté sur un sol argilo-limoneux. Le dispositif était un split-plot à 4 blocs avec mouldboard plough (MP) et sans labour (NT), subdivisés par 3 doses de fertilisation en P minéral [0 (0P), 17.5 (0.5P), 35 (1P) kg P ha-1] apportées sur le maïs et localisées à 5 cm de profondeur et à 5 cm du rang de maïs.La concentration des ions phosphates du sol (Cp) test était relativement uniforme dans la couche labourée (0-20 cm) (0.08 mg P L-1), puis baissait légèrement dans 20-30 cm (0.05 mg P L-1) et davantage au-delà (0.01 mg P L-1). Sous les traitements [NT, 0.5P] et [NT, 1P] traitements, le Cp était plus élevé dans la couche 0-10 cm (0.28 et 0.19 mg P L-1) que dans la couche labourée mais baissait rapidement avec la profondeur. Cette stratification verticale sous NT était également observée pour les teneurs en P-Olsen, P-M3 et autres nutriments comme C, N et K. Après 23 et 24 années d’essai, il y avait tendanciellement moins de racines du maïs sous NT (-14%) que sous MP, probablement à cause de la présence plus importante d’adventices sous NT. Pour le soja, il y avait beaucoup plus de racines dans la couche 0-10 cm sous NT (44% de longueur total) que sous MP (21%) et inversement dans la couche 10-20 cm. Ces différences de distribution des racines sous NT et MP correspondent à la stratification de N, P, et K.Cet ensemble de données sur la distribution des racines et du phosphore a été utilisé pour i) évaluer un modèle 1D décrivant la dynamique du P sur plusieurs décennies dans la couche labourée du sol, ii) proposer un mode d’estimation de la distribution du prélèvement dans le profil de sol, et iii) développer un modèle spatialisé 2D décrivant la dynamique du P pour le traitement sans labour. Ce modèle permet de simuler l’évolution de la disponibilité en P du sol sur le long terme quels que soient les modes de préparation du sol et le régime de fertilisation P. Même si le modèle surestime parfois la disponibilité en P à proximité de la zone fertilisée, il permet de prédire la stratification du P du sol en NT et ses conséquences sur le prélèvement de P en relation avec les propriétés du sol et le développement du système racinaire. Il pourra contribuer à améliorer le raisonnement de la fertilisation phosphatée dans le contexte du sans-labour.

La pratique du «sans labour» (NT) se développe dans le cadre de l’agriculture de conservation des sols. Cette pratique modifie nombre de propriétés du sol comme, par exemple, la répartition du phosphore (P) dans le profil du sol. L’objectif de cette thèse est d’analyser les impacts après plusieurs décennies du NT sur le cycle biogéochimique du P et d’intégrer ces effets dans un modèle de fonctionnement. Nous avons utilisé un essai au champ de longue durée sous maïs-soja (L’Acadie, Québec, Canada) implanté sur un sol argilo-limoneux. Le dispositif était un split-plot à 4 blocs avec mouldboard plough (MP) et sans labour (NT), subdivisés par 3 doses de fertilisation en P minéral [0 (0P), 17.5 (0.5P), 35 (1P) kg P ha-1] apportées sur le maïs et localisées à 5 cm de profondeur et à 5 cm du rang de maïs. La concentration des ions phosphates du sol (Cp) test était relativement uniforme dans la couche labourée (0-20 cm) (0.08 mg P L-1), puis baissait légèrement dans 20-30 cm (0.05 mg P L-1) et davantage au-delà (0.01 mg P L-1). Sous les traitements [NT, 0.5P] et [NT, 1P] traitements, le Cp était plus élevé dans la couche 0-10 cm (0.28 et 0.19 mg P L-1) que dans la couche labourée mais baissait rapidement avec la profondeur. Cette stratification verticale sous NT était également observée pour les teneurs en P-Olsen, P-M3 et autres nutriments comme C, N et K. Après 23 et 24 années d’essai, il y avait tendanciellement moins de racines du maïs sous NT (-14%) que sous MP, probablement à cause de la présence plus importante d’adventices sous NT. Pour le soja, il y avait beaucoup plus de racines dans la couche 0-10 cm sous NT (44% de longueur total) que sous MP (21%) et inversement dans la couche 10-20 cm. Ces différences de distribution des racines sous NT et MP correspondent à la stratification de N, P, et K. Cet ensemble de données sur la distribution des racines et du phosphore a été utilisé pour i) évaluer un modèle 1D décrivant la dynamique du P sur plusieurs décennies dans la couche labourée du sol, ii) proposer un mode d’estimation de la distribution du prélèvement dans le profil de sol, et iii) développer un modèle spatialisé 2D décrivant la dynamique du P pour le traitement sans labour. Ce modèle permet de simuler l’évolution de la disponibilité en P du sol sur le long terme quels que soient les modes de préparation du sol et le régime de fertilisation P. Même si le modèle surestime parfois la disponibilité en P à proximité de la zone fertilisée, il permet de prédire la stratification du P du sol en NT et ses conséquences sur le prélèvement de P en relation avec les propriétés du sol et le développement du système racinaire. Il pourra contribuer à améliorer le raisonnement de la fertilisation phosphatée dans le contexte du sans-labour.

Accès aux connaissances et dynamiques de changement dans l’univers des politiques publiques agricoles : Le cas de l’agriculture de conservation. CoSPoF 2015, 6. Congrès des associations francophones de Science Politique

National audience

Evaluating cropping systems depends on the perspective and scale considered. An agronomic point of view is often considered with the assessment of the impacts of the cropping system at the field scale, or an economic point of view with the consequences of implementing a cropping system on the farm. Tools have been developed to enable a more integrative assessment of cropping systems. This is the case of the MASC (R) model which, using multicriteria evaluation, estimates the sustainability of cropping systems from environmental, economic and social perspectives. MASC-Mada was developed specifically for upland cropping systems in Madagascar. It has been used to compare conservation agriculture cropping systems with conventional cropping systems. The results, confronted to the opinion of farmers, show that conservation agriculture systems are generally more sustainable than conventional systems but a mixed system combining the use of cover crops and less frequent tillage would better take social and economic aspects into account., L’évaluation des systèmes de culture de´pend du point de vue et de l’échelle envisagés. Un point de vue agronomique est souvent adopté avec l’évaluation des impacts de différents systèmes à l’échelle de la parcelle, ou un point de vue économique avec les conséquences d’un système de culture sur le fonctionnement de l’exploitation agricole. Des outils ont néanmoins été développés pour permettre une évaluation plus intégrative des systèmes de culture. C’est le cas du modèle MASC1 qui permet, par une approche multicritère, d’évaluer la durabilité des systèmes de culture à la fois d’un point de vue environnemental, économique et social. MASC-Mada, développe pour les systèmes de culture pluviaux à Madagascar, a été utilisé pour comparer des systèmes en agriculture de conservation avec des systèmes conventionnels. Les résultats des évaluations, confrontés aux points de vue des agriculteurs, révèlent que les systèmes en agriculture de conservation sont globalement plus durables que les systèmes traditionnels, mais qu’un système mixte alliant utilisation de plantes de couverture et des labours moins fréquents prendrait mieux en compte les aspects sociaux et économiques.

Conservation agriculture (CA) has been promoted in the Lake Alaotra region, Madagascar, to implement upland rainfed diversified cropping systems, locally adapted for regular and sustainable production. Surveys on the evolution of agricultural practices and the impact of CA adoption show the existence of a "heart'' or group of farmers who have adopted CA (600 for 420 ha in 2010) and a large dissemination of intermediate practices or ICS ("Innovative Cropping Systems'' as we qualify them). If CA stricto sensu is actually adopted by a limited number of farmers in the project area, with a strong investment in information and extension for over 3 years, the majority of farmers adopt some techniques from CA (but not the whole package) to improve their conventional cropping systems, creating a continuum between CA and conventional systems. Hence, among the three principles of CA, the practice of rational crop rotation (a relatively new practice locally) is the most popular, followed by the use of cover crops as fodder or green manure. Tillage remains partially used. The major obstacles for CA adoption seem to be a complex technical pathway and the paradigm shift from a short-term to a long-term vision of agriculture. Facing such constraints, farmers innovate and create more flexible cropping patterns (ICS)., A Madagascar, dans la région du lac Alaotra, les systèmes de culture sous couvert végétal (SCV) ont été promus par un projet de développement pour mettre en place une agriculture pluviale durable. Des enquêtes sur l’évolution des pratiques agricoles et l’adoption des SCV ont montré l’existence d’un « cœur d’innovation » ou groupe de paysans ayant adopté les SCV (environ 600 paysans pour 420 ha de SCV en 2010) avec un fort investissement du projet en information et formation technique pendant plus de 5 ans. On observe également un processus de conception paysanne spontané que nous avons appelé « systèmes de culture innovants » (SCI), ne reprenant que certaines parties des éléments constitutifs des SCV, pour améliorer les systèmes de culture conventionnels paysans. Ainsi, la pratique de la rotation raisonnée, relativement récente dans cette région, est la plus prisée, suivie de l’utilisation des plantes de couverture pour le couvert du sol, mais aussi comme fourrages ou engrais vert. Par contre, le labour reste partiellement présent dans la majorité des successions SCV ou SCI, mais pas avant tous les semis. Les obstacles majeurs à l’adoption du paquet technique SCV recommandé sont (i) la complexité d’un ensemble de pratiques, avec en particulier l’abandon total du labour, et (ii) le changement de paradigme pour l’agriculteur d’une vision à court terme vers une vision à long terme. Face à de telles contraintes, les paysans innovent et créent des systèmes techniques plus souples (SCI).

Conditions of access to the evidence in policy-making can have consequences on technological lock-in in agriculture. We identify in this article the policy networks implied in the development of Conservation Agriculture (CA) in France and the risk of technological lock-in on solutions based on the use of herbicides. Our analysis shows a situation of inequality. Some actors, linked with dominant interests in the sector, have access to various means and types of evidence to defend their model for a sustainable agriculture (scientific evidence, and technical references). Others lack of resources to develop alternatives.; Cet article analyse les conditions d’accès aux connaissances dans l’univers des politiques publiques agricoles et leurs conséquences en termes de verrouillage technologique sur des solutions techniques dépendantes de l’usage de pesticides. À partir de l’identification des réseaux d’action publique impliqués dans le développement de l’Agriculture de conservation (AC), il montre une situation d’inégalité entre acteurs pour l’accès aux ressources permettant de développer des techniques innovantes. Tandis que certains acteurs, liés aux intérêts dominants du secteur, concentrent les moyens d’accès aux connaissances issues d’investigations systématiques pour développer leur modèle technologique fondé sur l’utilisation d’intrants, d’autres manquent de ressources pour développer des alternatives leur permettant de maîtriser leur consommation de pesticides.

Avec les remerciements pour Jodie Thénard; Conventional agriculture strongly alters soil quality due to industrial practices that often have negative effects on soil life. Alternative systems such as conservation agriculture and organic farming could restore better conditions for soil organisms. Improving soil life should in turn improve soil quality and farming sustainability. Here, we have compared for the first time the long-term effects of conservation agriculture, organic farming, and conventional agriculture on major soil organisms such as microbes, nematofauna, and macrofauna. We have also analyzed functional groups. Soils were sampled at the 14-year-old experimental site of La Cage, near Versailles, France. The microbial community was analyzed using molecular biology techniques. Nematofauna and macrofauna were analyzed and classified into functional groups. Our results show that both conservation and organic systems increased the abundance and biomass of all soil organisms, except predaceous nematodes. For example, macrofauna increased from 100 to 2,500 %, nematodes from 100 to 700 %, and microorganisms from 30 to 70 %. Conservation agriculture showed a higher overall improvement than organic farming. Conservation agriculture increased the number of many organisms such as bacteria, fungi, anecic earthworms, and phytophagous and rhizophagous arthropods. Organic farming improved mainly the bacterial pathway of the soil food web and endogeic and anecic earthworms. Overall, our study shows that long-term, no-tillage, and cover crops are better for soil biota than periodic legume green manures, pesticides, and mineral fertilizers.

Conservation Agriculture is designed to deliver more sustainable cropping systems by preserving agricultural soils with tillage abandonment. However, knowledge on the impacts of Conservation Agriculture adoption on weed infestation level and potential shifts in the composition of weed communities appears low and contradictory. We used a trait-based approach to investigate whether there are shifts in values of a set of traits within weed communities following the adoption of Direct Drilling with cover-crop (DD) which is one of the Conservation Agriculture practices. Weed surveys were conducted across a range of times since conversion to DD in 52 winter wheat fields located in north-eastern France. A three-table ordination method (RLQ analysis) was performed to relate environmental data to species traits data using weed community composition data. We found a shift in the weed community toward perennial and monocotyledon species with increasing time since conversion to DD. Weeds tended to invest more in maintaining their roots system than in seed production as time since conversion increased. Thus, weeds developing in DD systems tended to be more persistent, and this poses a challenge for management with current practices., Le semis direct est une technique d’implantation «simplifiée», largement développée sur le continent américain, qui se développe actuellement en France dans le cadre d’agriculture de conservation. Elle semble être une bonne candidate pour atteindre plusieurs critères de durabilité et est susceptible de soutenir un certain nombre de services écosystémiques. Cependant, on sait relativement peu de choses sur les impacts potentiels du Semis direct sous Couvert Végétal (SCV) sur la flore adventice dans notre contexte pédoclimatique et règlementaire. En effet, les connaissances sont éparses et controversée car la majorité des travaux scientifiques sont américains ou canadiens et concernent généralement des cultures OGM, du semis direct mais non associé à un couvert ou encore du SCV en culture biologique. Dans les parcelles conduits en SCV, moins perturbées et plus proches des espaces semi-naturels, on s’attend à une évolution de la composition de la flore adventice vers des espèces plus compétitrices pluriannuelles et des rapports de compétition entre espèces modifiés. Dans ce travail nous avons cherché à comprendre comment évoluent les caractéristiques des adventices favorisées dans ces nouveaux milieux à l’aide d’une approche fonctionnelle. Grâce à un partenariat établi avec le GEDA de la Tille et la Chambre d’Agriculture de Côte d’Or des suivis de flore ont été effectués dans 52 parcelles implantées en céréales d’hiver (Côte d’Or) converties au semis direct depuis 1 à 13 ans. Une ordination à trois tableaux (analyse RLQ) a été réalisée pour mettre en relation les données environnementales (caractéristiques des parcelles) avec les traits biologiques des espèces via la composition des communautés adventices. Bien que les espèces annuelles persistent dans ces systèmes, nous avons mis en évidence un changement au sein de la communauté adventices : l’apparition d’espèces pérennes et monocotylédones avec l’augmentation de la durée de conversion au SCV. Les espèces à reproduction végétative sont favorisées et plus particulièrement celles possédant des organes de stockage et des stolons. Les adventices favorisées dans ces systèmes investissent plus dans le maintien de leur système racinaire que dans la production de graines et présentent une floraison plus précoce et plus longue. Ce travail a permis de montrer que le semis direct filtre les communautés adventices selon les stratégies de reproduction et de persistance. On constate que les espèces qui s’installent dans ce système sont plus persistantes, ce qui constitue un défi en terme de gestion. Notre étude a permis de montrer un changement des communautés adventices dans ces nouveaux milieux que constitue les parelles menées en SCV et soulève le besoin crucial de recherches pour identifier de nouvelles pratiques de gestion de la flore dans ces systèmes afin d’éviter la sélection d’espèces pérennes problématiques à long terme.

Crop residues in the form of mulch on soil surface greatly modify fate of pesticides in conservation agriculture systems. Their chemical composition and weather patterns can further influence mulch impact on pesticide dynamics. However, modelling pesticide fate in mulch can be used for risk assessment in these farming systems being adopted at a fast rate because of their sustainability. The study was made with an objective to propose and test a model that can predict pesticide dissipation in mulch. Different experimentations followed during this PhD helped to estimate the parameters of pesticide degradation and sorption in order to test the proposed model. In addition, these experimentations also served to test different hypotheses regarding impact of mulch on pesticide behavior. Our results showed that residue composition is very important in determining the fate of pesticides in conservation agriculture. Decomposition resulted in an increase of hydrophobicity and aromaticity and decrease of polarity of the crop residues. These modifications greatly increased sorption of non-ionic molecules. Sorption of glyphosate, an ionic molecule, was less affected by these changes in composition of residues. Moreover, this study suggests that outdoor conditions are also important and should be considered when predicting pesticide sorption on crop residues. Changes in chemical composition of residues during decomposition also affected microbial activities. Degradation of glyphosate was influenced due to co-metabolic process and was faster in fresh residues compared to partially decomposed mulch residues. Rainfall regimes further influenced pesticide dissipation in mulch. Mulch soluble compounds and pesticides were leached more under infrequent rain regime with stronger rain events. Frequent rains with weak intensity could not result in greater pesticide leaching. This regime, however, affected degradation of mulch HEM, CEL and LIG compounds more than in infrequent regime. Similarly, dissipation of s-metolachlor was faster in this regime. However, two rain regimes did not affect glyphosate dissipation in mulch. Metabolites of both molecules were more mobile and leached deep into soil in infrequent regime. Adapted model, PASTISmulch, was coupled with pesticide module and was tested in order to simulate pesticide dynamics in mulch. Model was able to predict degradation, wash-off and NER formation of both herbicide molecules (glyphosate and S-metolachlor). Model simulations indicated that 43-49% of pesticide remained intercepted by mulch even after 84 days of rain evaporation cycles. Model sensitivity analysis indicated that saturation index of mulch humidity, a model parameter and timing of first rainfall after pesticide application are the most sensitive to model outputs. This study proposes that model should be further applied in a field study in order to evaluate the ecological impact of the mulch on pesticide fate in conservation agriculture systems; En agriculture de conservation, les résidus de récolte laissés en mulch à la surface du sol peuvent modifier fortement le devenir des pesticides. Leur composition chimique et les conditions climatiques sont des facteurs déterminants de l'impact du mulch sur la dynamique des pesticides. La modélisation du devenir des pesticides dans le mulch peut servir à l'évaluation des impacts environnementaux de ces systèmes de cultures qui en raison de leur durabilité proclamée sont actuellement adoptés à un rythme rapide dans plusieurs régions du monde. L’objectif de ce travail était de proposer et de tester un modèle capable de prédire la dissipation des pesticides dans des mulchs formés par des résidus de cultures en agriculture de conservation. Différentes expérimentations ont permis d'estimer les paramètres de dégradation et de rétention des pesticides afin de paramétrer la description de ces processus dans le modèle développé. En outre, ces expérimentations ont également permis de tester différentes hypothèses concernant l'impact du mulch sur le comportement des pesticides. Nos résultats ont montré que la composition des résidus joue un rôle déterminant dans le devenir des pesticides. La décomposition des résidus végétaux entraine une augmentation de l'hydrophobicité et l’aromaticité et une diminution concomitante du caractère polaire de la matière organique. Ces modifications augmentent considérablement la rétention de pesticides non-ioniques. La rétention du glyphosate, une molécule polaire et ionique, est moins affectée par ces changements dans la composition des résidus. En outre, cette étude suggère que les conditions extérieures sont également importantes et doivent être considérées lors de la prédiction du devenir des pesticides dans les mulchs et le sol qu’ils recouvrent. En particulier, la décomposition des mulchs affectent aussi les activités microbiennes impliquées dans la dégradation des pesticides. Nous avons constaté que la dégradation du glyphosate est plus rapide dans les résidus frais que dans les résidus décomposés; ce que nous avons attribué à des processus de co-métabolisme. Les régimes de pluie (intensité et fréquence) influencent le devenir des pesticides dans le mulch. Le lessivage des composés solubles des résidus végétaux et des pesticides et leurs métabolites polaires est accentué lors d’évènements pluvieux intenses mais espacés dans le temps par rapport à un régime de pluies régulières mais de faible intensité. Dans le cas de ce régime de pluies régulières, une humidité plus élevée est maintenue dans le mulch. Ceci entraine une plus forte décomposition des résidus végétaux, observée via la dégradation des fractions biochimiques HEM, CEL et LIG du mulch. De même, la dissipation de s-métolachlore a été plus rapide dans ces conditions plus humides. Cependant, ces deux régimes de pluie n'ont pas affecté la dissipation de glyphosate dans le mulch. Le modèle PASTISmulch (Findeling et al., 2007) a été couplé avec le module pesticide (Saffih-Hdadi et al., 2003) et a été testé afin de simuler la dynamique des pesticides dans le mulch. Le modèle était capable de prédire la dégradation, le lessivage et la formation des résidus non-extractibles de deux molécules des herbicides (glyphosate et S-métolachlore). Les simulations ont indiqué que 43-49% des pesticides sont interceptés par le mulch et y persistent même après 84 jours de cycles d'évaporation et de la pluie. L’analyse de sensibilité de modèle indique que les sorties du modèle telles que la quantité de pesticides lixiviées sont sensibles à la teneur en eau seuil du mulch qui contrôle la diffusion du pesticide vers l’eau de pluie traversant le sol. Le temps d’arrivée de la première pluie après l’application des pesticides est également un paramètre très important. Cette étude suggère que le modèle doit encore être appliqué dans une étude sur le terrain afin de tester sa capacité à évaluer l'impact des mulchs sur le devenir des pesticides utilisés dans des systèmes en agriculture de conservation.

Dans les régions tropicales humides, concilier intensification agricole et protection des ressources naturelles est un défi majeur et difficile à relever. Dans les savanes acides du nord-est laotien, des systèmes de culture de semis direct sur couverture végétale (SCV), basés sur les trois principes du non-labour, d’une couverture permanente du sol, et sur la pratique de rotations culturales diversifiées, sont proposés comme alternative technique à l’intensification agricole conventionnelle basée sur le labour. Si ces systèmes ont connu une diffusion importante et rapide dans les grandes agricultures mécanisées, leur diffusion reste néanmoins à ce jour limitée en contexte de petite agriculture familiale, aves de fait peu d’études relatives à leurs impacts agronomiques, économiques et écologiques. Par ailleurs, malgré le rôle essentiel des microorganismes telluriques dans le fonctionnement biologique et les services écosystémiques fournis par les sols, l’effet de ces systèmes sur les communautés microbiennes des sols reste encore largement méconnu. Dans ce contexte, cette thèse a pour objectif d’évaluer, à l’échelle de la parcelle agricole et à partir d’expérimentations menées au champ et en conditions contrôlées en laboratoire, l’impact de systèmes SCV vs. labour sur les propriétés des sols, leur fonctionnement biologique et les services écosystémiques qu’ils fournissent. Dans un premier chapitre, nous proposons une évaluation agronomique et économique de ces systèmes. Après trois années de culture, les résultats techniques sont favorables aux systèmes SCV avec des rendements grain, des marges brutes à l’hectare, des productivités du travail et des rendements paille similaires à supérieurs à ceux du labour. Les systèmes SCV nécessitent cependant un investissement financier initial et une maîtrise technique plus importants par rapport au système conventionnel basé sur le labour, ce qui les rend économiquement plus risqués à court terme. Dans un deuxième chapitre, nous analysons l’impact de ces systèmes agricoles sur les propriétés physico-chimiques et le fonctionnement microbiologique des sols par le biais d’outils issus de l’écologie moléculaire (extraction et caractérisation de l’ADN du sol) et de l’écologie fonctionnelle (mesure des activités microbiennes). Après deux ans de culture, nos résultats montrent que, contrairement au labour, les systèmes SCV permettent d’améliorer les propriétés physico-chimiques des sols (stabilité des agrégats, teneurs en carbone et en azote, disponibilité en éléments minéraux) tout en maintenant l’abondance et la diversité des communautés microbiennes des sols (bactéries et champignons). En parallèle, l’incubation de sols et la mesure d’activité de minéralisation après ajout de résidus végétaux marqués au 13C met en évidence un lien positif entre la minéralisation des résidus de culture et la diversité bactérienne sous le traitement labour. Elle montre par ailleurs un lien positif entre la minéralisation du carbone des sols, le priming effect (sur-minéralisation du carbone organique natif du sol suite à l’apport de substrats riches en énergie) et la diversité fongique sous le témoin (prairie naturelle). Les systèmes SCV se positionnent comme des situations écologiques intermédiaires entre labour et pâturage naturel, et représentent, de fait, un bon compromis entre le besoin d’intensifier la production agricole, et celui de préserver l’intégrité patrimoniale et fonctionnelle des sols. Dans un troisième chapitre, la spectroscopie dans le proche infra rouge (NIRS) est évaluée comme indicateur potentiel synthétique de la qualité des sols. L’analyse en composante principale des spectres bruts montre une différenciation nette des terroirs et des modes d’usage. L’utilisation de la NIRS pour prédire les caractéristiques des sols se montre par ailleurs très satisfaisante pour la texture, et les teneurs en carbone et azote du sol, mais moyennement à peu satisfaisante pour les autres caractéristiques du sol. Son utilisation comme outil de pilotage de la qualité des sols dépend principalement de l’accessibilité aux bases de données spectrales et aux outils de traitement informatique de ces données. Cette étude représente une des évaluations agroécologiques les plus complètes réalisées sur les SCV en contexte de petite agriculture familiale engagée dans un processus d’intensification agricole. Ce travail met en évidence un impact positif de ces systèmes sur la productivité, la rentabilité et la durabilité de la production agricole. Nos résultats montrent par ailleurs l’intérêt des indicateurs microbiens pour l’évaluation précoce de l’impact des modes d’usage sur les propriétés et le fonctionnement biologique des sols. Une telle évaluation constitue une condition nécessaire, mais pas suffisante, pour l’adoption et la diffusion de ces systèmes en milieu paysan. Des appuis institutionnels, techniques et financiers à long terme sont nécessaires pour qu’ils puissent devenir une alternative crédible à l’intensification actuelle basée sur le labour.

Un des fondements de l’agroécologie et de l’intensification écologique est l’activation de processus écologiques dans les agrosystèmes pour fournir des services écosystémiques et accroître la production. Cette activation passe par la mobilisation d’organismes vivants (plantes de couvertures, lombrics etc.) à travers les pratiques agricoles. L'intensification agroécologique a surtout été raisonnée sur la base des effets des innovations proposées sur les caractéristiques physiques et biologiques des agrosystèmes. Mais ces pratiques valorisant des processus écologiques dépendent des choix et des capacités de mobilisation de moyens de production par les agriculteurs (travail, capital, connaissances). Les expériences acquises, notamment en agriculture de conservation, montrent que cette mobilisation induit des ruptures dans la manière de construire les connaissances, de concevoir des systèmes techniques et d’accompagner le changement. Il est donc nécessaire d’analyser ce processus d’innovation agroécologique à l’échelle de l’exploitation agricole, pour éclairer ces ruptures et les dynamiques d’évolution des pratiques. Nous présenterons un cadre d’analyse, issu des réflexions menées au sein de l’UMR Innovation, que nous illustreront à travers les résultats acquis sur l’évaluation ex-post des processus d’adoption et d’adaptation des systèmes de culture sous couvert végétal (SCV) et sur l’évaluation ex-ante de l’intérêt des SCV pour des exploitations de polyculture élevage à Madagascar et au Cameroun dans le cadre des projets PEPITES et RIME/PAMPA.

The root cause of agricultural land degradation and decreasing productivity – as seen in terms of loss of soil health -- is our low soil-carbon farming paradigm of intensive tillage which disrupts and debilitates many important soil-mediated ecosystem functions. For the most part agricultural soils in tillage-based farming without organic surface residue protection are becoming de-structured and compacted, exposed to increased runoff and erosion, and soil life and biodiversity is deprived of habitat and starved of organic matter, leading to decrease in soil’s biological recuperating capacity.Conservation Agriculture (CA) is a cropping system based on no or minimum mechanical soil disturbance, permanent organic mulch soil cover, and crop diversification. It, is an effective solution to stopping agricultural land degradation, for rehabilitation, and for sustainable crop production intensification. CA is now adopted by large and small farmers on some 125 million hectares across all continents and is spreading at an annual rate of about 7 million hectares.Advantages offered by CA to farmers include better livelihood and income, decrease in financial risks, and climate change adaptability and mitigation. For the small manual farmer, CA offers ultimately up to 50% labour saving, less drudgery, stable yields, and improved food security. To the mechanised farmers CA offers lower fuel use and less machinery and maintenance costs, and reduced inputs and cost of production (including labour when CA involves the use of integrated weed management. In pro-poor development programmes, every effort should be made to help producers adopt CA production systems. This is because CA produces more from less, can be adopted and practiced by smallholder poor farmers, builds on the farmer’s own natural resource base, does not entirely depend on purchased derived inputs, and is relatively less costly in the early stages of production intensification.La cause principale de la dégradation des terres agricoles et de la diminution de la productivité agricole – si l’on se place du point de vue de la détérioration de la santé des sols – est notre modèle de travail intensif de sols à faible teneur en carbone qui perturbe et affaiblit de nombreuses fonctions importantes des écosystèmes assurées par les sols. La majorité des sols exploités par une agriculture basée sur le travail intensif et non protégés par des résidus organique de surface se déstructurent et se compactent, et sont ainsi davantage exposés au ruissellement et à l'érosion. En outre, la vie et la biodiversité des sols étant privés d’habitat et de matières organiques, le sol voit sa capacité de récupération biologique altérée.L’agriculture de conservation (AC) est un système de culture qui repose sur une perturbation mécanique du sol nulle ou minime, un paillis organique permanent, et une diversification des cultures. C’est une solution efficace pour mettre un terme à la dégradation des terres agricoles, et qui est favorable à la réhabilitation des sols et à l’intensification durable de la production agricole. L’AC est aujourd’hui pratiquée par de nombreux exploitants, gros comme petits, sur quelque 125 millions d’hectares dans le monde, et qui se développe à une cadence d’environ 7 millions d’hectares par an.L'AC présente de nombreux avantages pour les exploitants agricoles : meilleurs revenus, diminution des risques financiers, adaptabilité au changement climatique et atténuation de ses effets, etc. Pour les petits exploitants non mécanisés, l’AC offre au final jusqu’à 50 % d’économies de main d’oeuvre, une réduction des tâches pénibles, une stabilité de la production et une meilleure sécurité alimentaire. Pour les exploitants mécanisés, l’AC permet une diminution de la consommation de carburant ainsi que des coûts de machines et de maintenance, et une réduction des moyens et des coûts de production (notamment la main d’œuvre lorsque l’AC inclut la lutte intégrée contre les mauvaises herbes). Dans le cadre des programmes de développement en faveur des populations pauvres, il convient de faire le maximum pour aider les agriculteurs à adopter les systèmes de production de l’AC. En effet, l’AC produit plus avec moins, peut être adoptée et pratiquée par de petits exploitants pauvres, repose sur les propres ressources naturelles de l’exploitant, ne dépend pas entièrement des moyens de production achetés, et est relativement moins onéreuse dans les premiers stades d’intensification de la production.El origen de la degradación de las tierras agrícolas y de la disminución de la productividad –en cuanto a la pérdida de salud del suelo- es nuestro paradigma de agricultura de cultivo intensivo en suelos pobres en carbono, que altera y debilita muchas funciones del ecosistema realizadas por el suelo. La mayor parte de suelos agrícolas con cultivos de tipo intensivo sin protección de residuos orgánicos superficiales se están desestructurando y compactando, viéndose expuestos a una mayor escorrentía y erosión y privando a la vida y biodiversidad del suelo de su hábitat y de alimentos de origen orgánico, lo que lleva a un descenso en la capacidad de recuperación biológica del suelo. La agricultura de conservación (AC) es un sistema de cultivo basado en una alteración del suelo mínima o nula, una cobertura permanente del suelo por mantillo orgánico y la diversificación de los cultivos. Es una solución efectiva para detener la degradación de la tierra agrícola, para su rehabilitación y para la intensificación sostenible de la producción agrícola. La AC ha sido adoptada por pequeños y grandes agricultores en unos 125 millones de hectáreas en todos los continentes y se expande a un ritmo anual de aproximadamente 7 millones de hectáreas. Algunas de las ventajas de la AC para los agricultores son un mejor medio de vida y mayores ingresos, descenso de los riesgos financieros y adaptación al cambio climático y mitigación de sus efectos. Para los pequeños agricultores tradicionales, la AC ofrece en última instancia una reducción de hasta 50% en la carga de trabajo, menor dificultad, rendimientos estables y mayor seguridad alimentaria. Para los agricultores que emplean maquinaria, la AC supone una disminución del uso de combustible, menos maquinaria y menos gastos de mantenimiento, y una reducción de los insumos y el coste de la producción (y de la mano de obra cuando la AC incluye un control de las malas hierbas).En los programas de erradicación de la pobreza a través del desarrollo se deben hacer todos los esfuerzos posibles para ayudar a los productores a adoptar sistemas de producción de AC. Esto se debe a que la AC produce más partiendo de menos, puede ser adoptada y practicada por pequeños agricultores pobres, se construye a partir de la base de recursos naturales de la propia granja, no depende totalmente de los insumos adquiridos y es relativamente menos costosa en las primeras etapas de la intensificación de la producción.

The root cause of agricultural land degradation and decreasing productivity – as seen in terms of loss of soil health -- is our low soil-carbon farming paradigm of intensive tillage which disrupts and debilitates many important soil-mediated ecosystem functions. For the most part agricultural soils in tillage-based farming without organic surface residue protection are becoming de-structured and compacted, exposed to increased runoff and erosion, and soil life and biodiversity is deprived of habitat and starved of organic matter, leading to decrease in soil’s biological recuperating capacity. Conservation Agriculture (CA) is a cropping system based on no or minimum mechanical soil disturbance, permanent organic mulch soil cover, and crop diversification. It, is an effective solution to stopping agricultural land degradation, for rehabilitation, and for sustainable crop production intensification. CA is now adopted by large and small farmers on some 125 million hectares across all continents and is spreading at an annual rate of about 7 million hectares. Advantages offered by CA to farmers include better livelihood and income, decrease in financial risks, and climate change adaptability and mitigation. For the small manual farmer, CA offers ultimately up to 50% labour saving, less drudgery, stable yields, and improved food security. To the mechanised farmers CA offers lower fuel use and less machinery and maintenance costs, and reduced inputs and cost of production (including labour when CA involves the use of integrated weed management. In pro-poor development programmes, every effort should be made to help producers adopt CA production systems. This is because CA produces more from less, can be adopted and practiced by smallholder poor farmers, builds on the farmer’s own natural resource base, does not entirely depend on purchased derived inputs, and is relatively less costly in the early stages of production intensification. La cause principale de la dégradation des terres agricoles et de la diminution de la productivité agricole – si l’on se place du point de vue de la détérioration de la santé des sols – est notre modèle de travail intensif de sols à faible teneur en carbone qui perturbe et affaiblit de nombreuses fonctions importantes des écosystèmes assurées par les sols. La majorité des sols exploités par une agriculture basée sur le travail intensif et non protégés par des résidus organique de surface se déstructurent et se compactent, et sont ainsi davantage exposés au ruissellement et à l'érosion. En outre, la vie et la biodiversité des sols étant privés d’habitat et de matières organiques, le sol voit sa capacité de récupération biologique altérée. L’agriculture de conservation (AC) est un système de culture qui repose sur une perturbation mécanique du sol nulle ou minime, un paillis organique permanent, et une diversification des cultures. C’est une solution efficace pour mettre un terme à la dégradation des terres agricoles, et qui est favorable à la réhabilitation des sols et à l’intensification durable de la production agricole. L’AC est aujourd’hui pratiquée par de nombreux exploitants, gros comme petits, sur quelque 125 millions d’hectares dans le monde, et qui se développe à une cadence d’environ 7 millions d’hectares par an. L'AC présente de nombreux avantages pour les exploitants agricoles : meilleurs revenus, diminution des risques financiers, adaptabilité au changement climatique et atténuation de ses effets, etc. Pour les petits exploitants non mécanisés, l’AC offre au final jusqu’à 50 % d’économies de main d’oeuvre, une réduction des tâches pénibles, une stabilité de la production et une meilleure sécurité alimentaire. Pour les exploitants mécanisés, l’AC permet une diminution de la consommation de carburant ainsi que des coûts de machines et de maintenance, et une réduction des moyens et des coûts de production (notamment la main d’œuvre lorsque l’AC inclut la lutte intégrée contre les mauvaises herbes). Dans le cadre des programmes de développement en faveur des populations pauvres, il convient de faire le maximum pour aider les agriculteurs à adopter les systèmes de production de l’AC. En effet, l’AC produit plus avec moins, peut être adoptée et pratiquée par de petits exploitants pauvres, repose sur les propres ressources naturelles de l’exploitant, ne dépend pas entièrement des moyens de production achetés, et est relativement moins onéreuse dans les premiers stades d’intensification de la production. El origen de la degradación de las tierras agrícolas y de la disminución de la productividad –en cuanto a la pérdida de salud del suelo- es nuestro paradigma de agricultura de cultivo intensivo en suelos pobres en carbono, que altera y debilita muchas funciones del ecosistema realizadas por el suelo. La mayor parte de suelos agrícolas con cultivos de tipo intensivo sin protección de residuos orgánicos superficiales se están desestructurando y compactando, viéndose expuestos a una mayor escorrentía y erosión y privando a la vida y biodiversidad del suelo de su hábitat y de alimentos de origen orgánico, lo que lleva a un descenso en la capacidad de recuperación biológica del suelo. La agricultura de conservación (AC) es un sistema de cultivo basado en una alteración del suelo mínima o nula, una cobertura permanente del suelo por mantillo orgánico y la diversificación de los cultivos. Es una solución efectiva para detener la degradación de la tierra agrícola, para su rehabilitación y para la intensificación sostenible de la producción agrícola. La AC ha sido adoptada por pequeños y grandes agricultores en unos 125 millones de hectáreas en todos los continentes y se expande a un ritmo anual de aproximadamente 7 millones de hectáreas. Algunas de las ventajas de la AC para los agricultores son un mejor medio de vida y mayores ingresos, descenso de los riesgos financieros y adaptación al cambio climático y mitigación de sus efectos. Para los pequeños agricultores tradicionales, la AC ofrece en última instancia una reducción de hasta 50% en la carga de trabajo, menor dificultad, rendimientos estables y mayor seguridad alimentaria. Para los agricultores que emplean maquinaria, la AC supone una disminución del uso de combustible, menos maquinaria y menos gastos de mantenimiento, y una reducción de los insumos y el coste de la producción (y de la mano de obra cuando la AC incluye un control de las malas hierbas). En los programas de erradicación de la pobreza a través del desarrollo se deben hacer todos los esfuerzos posibles para ayudar a los productores a adoptar sistemas de producción de AC. Esto se debe a que la AC produce más partiendo de menos, puede ser adoptada y practicada por pequeños agricultores pobres, se construye a partir de la base de recursos naturales de la propia granja, no depende totalmente de los insumos adquiridos y es relativamente menos costosa en las primeras etapas de la intensificación de la producción.

The Direct seeding Mulch-based Cropping systems is one of the Conservation Agriculture systems developed by the "Programme d'Actions Multi Pays en Agroécologie". DMC is based on three agronomic principles: zero-tillage, permanent soil cover, crop rotation or association. This study deals with three areas: Lake Alaotra in Madagascar, the cotton area of the North-Cameroon and the provinces of Xieng Khouang and Sayabouri in Laos. The aim of the study is to explain the low rates of DMC adoption in these areas by comparing the DMC adoption processes in order to, then, develop a generic model explaining DMC adoption in smallholder farming. The analysis of the different factors shows that the context on Lake Alaotra is favourable to DMC and that the development projects have an important role in their diffusion. However, this role is temporary, in opposition to the situation in the North-Cameroon where the cotton society brings long-term support. In the North-Cameroon the main constraint is the collective management of the resources (free grazing, fires) making the mulch conservation during the dry season difficult, there is competition between farming and livestock farming. The study shows also the famers capacity to adapt themselves to the constraints by modifying the spread systems (DMC with low quantity of inputs, forage Innovative Cropping Systems). However, the impact of these famer innovations remains to be studied by the research.; Le Semis direct sous Couverture Végétale permanente est un des systèmes d'Agriculture de Conservation qui a été développé dans le cadre du Programme d'Actions Multi Pays en Agroécologie. Les SCV reposent sur trois principes : non travail du sol, couverture du sol permanente et rotation et/ou association des cultures. Ce mémoire traite de trois terrains où les SCV ont été diffusés depuis plus de 5 ans : le lac Alaotra à Madagascar, la zone cotonnière du Nord-Cameroun et les provinces de Xieng Khouang et Sayabouri au Laos. L'objectif de l'étude est d'expliquer les faibles taux d'adoption des SCV dans ces terrains en comparant les processus d'adoption des SCV dans le but ensuite de développer un modèle générique expliquant l'adoption des SCV en agriculture familiale. L'analyse de différents facteurs montre que le contexte au lac Alaotra est propice à la pratique des SCV et que les projets de développement ont un rôle essentiel dans leur diffusion. Ce rôle est cependant temporaire contrairement au Nord-Cameroun où la société cotonnière apporte un soutien sur le long terme. Au Nord-Cameroun, la principale contrainte repose sur un problème de gestion collective des ressources (vaine pâture et feux de brousse) qui rend difficile la conservation du mulch en saison sèche, il y a compétition entre agriculture et élevage. L'étude montre également la capacité des paysans à s'adapter aux contraintes en modifiant les systèmes diffusés (SCV à bas niveau d'intrants, Systèmes de Culture Innovants fourragers). Cependant, l'impact de ces innovations paysannes reste à étudier par la recherche.

The work of the expert group was based on peer-reviewed scientific or technical literature, supplemented by peer-reviewed examples of practice. Section II provides an overview of the processes that underpin ecosystem functions in relation to hydrology, and how these support the delivery of ecosystem services. Specific examples of these relationships, and how they can be managed in practice, are elaborated for agricultural systems and cities in section III . Social and economic aspects of this topic are largely self-evident and briefly discussed in section IV. Section V discusses the recent international policy landscape, highlighting the profile of this topic in the outcomes of the United Nations Conference on Sustainable Development 2012 (Rio+20). It also discusses some institutional constraints to managing the biodiversity-water cycle relationship and identifies simple ways of enabling more rapid uptake of biodiversity-based solutions to water-related problems. Section VI identifies the immediate opportunity available to the Conference of the Parties to strengthen cooperation and partnerships on this subject as a means to enhance implementation of the Strategic Plan for Biodiversity (2011-2020).

National audience

L’agriculture de conservation (AC) obéit à trois principes : travail du sol minimal, couverture du sol permanente et multiculture. Partant de ses avantages avérés pour l’écologie du sol, la séquestration de carbone et son adoption massive dans quelques régions du monde, elle est présentée par ses promoteurs comme un système durable convenant à tous contextes. Dès lors elle a été mondialement diffusée au nom du développement durable. Une analyse à partir de documentation et d’observations souligne des connaissances encore incomplètes, la spécificité de son origine géographique, sa rareté dans les anciennes agricultures ainsi que la disparité de son adoption entre régions et types d’exploitations. Diverses causes de résistance des agricultures paysannes africaines et malgaches sont envisagées : faisabilité limitée en contexte semi-aride agro-pastoral, existence de solutions concurrentes pour la gestion du risque érosif, itinéraires techniques mal adaptés, et importance des facteurs temps et diversité dans les processus d’innovation. Malgré cette causalité multiple, le postulat d’avantages universels de l’AC réduit la question de l’adoption à la seule gestion politique et financière de la diffusion. Sa faisabilité universelle et sa durabilité écologique ne sont pas encore prouvées. Il faut recommander la poursuite de l’effort d’adaptation technique et d’organisation des paysans en analysant mieux le contexte et en s’appuyant sur les pratiques, les savoirs locaux et les capacités d’innovation des paysans, enfin savoir poursuivre d’autres pistes en parallèle., Conservation agriculture (CA) represents farming systems obeying three principles : minimal mechanical soil disturbance, permanent organic cover, and diversified crops. On the basis of its effects on soil ecology, carbon sequestration, work productivity and massive adoption in some agricultures over the world, it was presented by its promoters as the only sustainable and appropriate system for all the contexts, and consequently universally diffused in the name of the sustainable development. By field surveys and documentation analysis, our research focused on the history of CA extension on worldwide scale. We emphasized the very specific origin of CA and disparity of its adoption between regions and types of exploitations. Then the possible causes of the apparent resistance of African and Malagasy agricultures were analysed : constraints related to the semi-aridity and the agro-pastoral civilisations, rival solutions, still unsuited technical sequences, and importance of the time et diversity factors in the innovation process. In spite of this multiple causality, the postulate of universality of CA brings back the question of the adoption to the only political and financial management of diffusion. It is however necessary to prove its transferability towards any context, and its ecological sustainability. We recommend the pursuance of the effort of improvement by analyzing the context of the farming systems and basing the research on the practices, the local knowledge and the innovation capacity of farmers and communities, and to follow other tracks in parallel.

National audience; Ce dossier donne la définition de la biodiversité, quelques indicateurs de biodiversité pour les exploitations et rappelle l'intérêt de la biodiversité pour l'agriculture. Les conséquences néfastes du développement agricole dominant lors des trente glorieuses sur la biodiversité sont également mentionnées. Certaines pratiques réalisées dans le cadre de l'agriculture de conservation (rotations longues, utilisation de mélanges, couverts…) sont favorables à la biodiversité. D'autres pratiques se révèlent également intéressantes (zones écologiques réservoirs…) et sont à développer.

This contribution proposes a sociological analysis of knowledge exchange between French farmers involved in conservation agriculture. It aims to show the links between these dynamics and identity processes. Pointing out original exchange networks, we discuss theories which mainly place exchange networks on a local scale. We identify in fact sociotechnical networks structured on larger geographical scales, polarized around intermediary objects and leaders with a multidimensional status. These networks present also, in a divided profession, a context for an identity reconstruction for farmers sharing social representations intimately linked with the kind of knowledge involved., Cette contribution propose une lecture sociologique des dynamiques d'échange de connaissances entre des agriculteurs français pratiquant l'agriculture de conservation, et vise à montrer le lien entre ces dynamiques et des processus identitaires. Par la mise en évidence de réseaux de dialogue originaux, nous questionnons les théories ancrant prioritairement l’espace du dialogue technique dans des échelles locales. Nous identifions en effet des réseaux sociotechniques structurés dans des espaces plus larges, et polarisés autour d’objets intermédiaires et de leaders au statut multidimensionnel. Ces réseaux offrent également, au coeur d’une profession divisée, un cadre de recomposition identitaire à des agriculteurs partageant des représentations intimement liées à la nature des onnaissances mobilisées.