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In the Sudano-Sahelian zone of West Africa, agricultural productivity is strongly affected by climate variability and change. Agricultural production is dominated by rainfed cereal production such as maize, millet and sorghum for food consumption. Farmers have small and variable yields, leading to increasing uncertainty about their ability to produce more to feed a rapidly growing population. The aim of this thesis was to design more productive and stable cropping systems, adapted to climate change, by exploring the benefits of sorghum-cowpea intercropping, combined with contrasting choices of sorghum variety, mineral fertilisation and sowing date. The approach was based on a survey, field experimentation and simulation using a crop model, for a case study in central Mali in West Africa. The first step was to identify farmers' perceptions of climate change and the agricultural adaptation strategies they consider relevant to cope with climate variability and change. Secondly, the STICS crop model was calibrated on the basis of two years of experimentation (2017, 2018) of the sorghum-cowpea intercrop at the N'Tarla agronomic station. In this experimental set-up, two sorghum varieties (local and improved) with contrasting sensitivity to photoperiod were studied in sole crops and in intercropping with cowpea. Two sowing dates and two levels of mineral fertilisation were also studied. The relevance of the model to represent competition and complementarities between sorghum and cowpea fo water and nitrogen use was evaluated. Finally, the performance (average productivity and productivity stability of a range of technical options for integrated soil fertility management.; Dans la zone soudano sahélienne d'Afrique de l'Ouest, la productivité agricole est fortement affectée par la variabilité et les changements climatiques. La production agricole est dominée par la production pluviale de céréales telles que le maïs, le mil et le sorgho, pour la consommation alimentaire. Les agriculteurs ont des rendements faibles et variables, ce qui entraîne une incertitude croissante quant à leur capacité à produire davantage pour nourrir une population en forte croissance. L'objectif général de cette thèse était de concevoir des systèmes de culture plus productifs et stables, adaptés au changement climatique, en explorant les bénéfices de l'association sorgho-niébé, combiné a des choix contrastés de variété de sorgho, de fertilisation minérale et de date de semis. L'approche était basée sur un travail d'enquête, d'expérimentation au champ et de simulation à l'aide d'un modèle de culture, pour un cas d'étude au centre du Mali en Afrique de l'Ouest. Une première étape a porté sur l'identification de la perception du changement climatique par les agriculteurs et les stratégies d'adaptation agricole qu'ils considèrent pertinentes pour faire face à la variabilité et au changement climatique. En second lieu, le modèle de culture STICS a été calibré sur la base de deux années d'expérimentation (2017, 2018) de la culture associée sorgho-niébé à la station agronomique de N'Tarla. Dans ce dispositif expérimental, deux variétés de sorgho (locale et améliorée) avec une sensibilité contrastée à la photopériode ont été étudiées en culture pure et en culture associée avec le niébé. Deux dates de semis et deux niveaux de fertilisation minérale ont également été étudiés.

ln the context of a growing demand for food in the near future, scarcity of natural resources and cli­mate-change, the PISA program was designed to promote sustainable development of agricultural systems. ln this article, we present a detailed description of PISA, as well as a case study of one of PISA's projects, in which we assessed sustainability. Ecological intensification is the base of PISA philosophy, comprising sever­al tools and technologies on its conceptual framework. PISA execution methodology provides a context-spe­cific and flexible-holistic approach. PISA is operated as an agricultural extension program, that has already served 1819 farmers in Southern Brazil. ln the State of Rio Grande do Sul, PISA has been implemented in a more concrete way, through a public-private partnership aimed at smallholder dairy farming. ln the case study of PISA Norte project, sustainability assessment by an international validated tool (SAFA) was performed in all supported farms. Smallholder dairy farmers, from the PISA Norte project, presented good performance in all sustainability dimensions. PISA principles, practices, and results addresses relevant sustainable development goals from the 2030 Agenda. Although PISA has been largely executed in smallholder dairy farms, its con­ceptual framework and institutional structure for operation can be replicable to any agrifood system., Dans le contexte d'une demande alimentaire croissante dans les années à venir, de la rareté des res­sources naturelles et du changement climatique, le programme PISA a été conçue pour promouvoir le dévelop­pement durable des systèmes agricoles. Dans cet article, nous présentons une description détaillée du programme PISA, ainsi qu'une étude de cas d'un des projets de ce dispositif et pour lequel nous avons évalué la durabilité des fermes. L'intensification écologique est la base de la philosophie du programme PISA : cela comprend dans son cadre conceptuel plusieurs outils et technologies. La méthodologie d'exécution du programme PISA fournit une approche spécifique du contexte et une approche holistique flexible. Le programme PISA fonctionne comme un dispositif de vulgarisation agricole, qui a déjà impliqué 1819 agriculteurs dans le sud du Brésil. Dans l'État du Rio Grande do Sul, le programme PISA a été mis en œuvre de manière plus concrète à travers un partenariat public-privé visant les petits exploitants producteurs de lait. Dans l'étude de cas du projet PISA Norte, l'évalua­tion de la durabilité par un outil validé au niveau international (SAFA), a été réalisée dans toutes les exploitations agricoles suivies. Les petits producteurs de lait du projet PISA Norte ont présenté de bonnes performances dans tous les domaines de la durabilité. Les principes, les pratiques et les résultats du programme PISA, répondent aux objectifs de développement durable fixés dans /'Agenda 2030. Bien que le programme PISA ait été large­ment mis en œuvre dans les petites exploitations laitières, son cadre conceptuel et sa structure institutionnelle de fonctionnement peuvent être reproduits dans n'importe quel système agroalimentaire.

National audience; Introduction STICS is a soil-crop model capable of simulating crops in succession (Brisson et al., 2003). Intercropping occurs when multiple species are grown simultaneously on the same field. There has been a growing interest in adapting this traditional technique for modern agriculture as a way of ecological intensification, especially for combining leguminous and cereal crops in order to reduce N inputs and potential environmental damage through N losses. Intercropping adds complexity to the system by adding inter-species competition. Crop models are useful tools for analyzing complex systems, as they allow the user far more control over individual variables than is possible in field experiments. A first version of the STICS intercrop model was created by Brisson et al. (2004) and was recently improved by Vezy et al. (2020). The aim of this study was to calibrate and evaluate this improved STICS-Intercrop model by simulating a winter and a spring intercrop mixture: durum wheat-winter pea and barley-spring pea. Materials and Methods: The data set used for modelling comprised of four years of wheat (Triticum turgidum L.) and pea (Pisum sativum L.) field data from Auzeville, France with multiple levels of nitrogen fertilizer, and four years of barley (Hordeum vulgare L.) and pea field data from Angers, France (Corre-Hellou, 2005), which in some years included two levels of nitrogen fertilizer and two different plant densities of the intercrops. The sole crop trials were used for calibration and the intercrop trials for evaluation, except for a subset of intercrop data that was used to calibrate the parameters unique to the intercrop model. The assumption was that parameters common to both sole and intercropping, such as plant-soil interactions and phenology, would be the same for both. The optimization method used for calibration was based on Wallach et al. (2011). The parameters were broken down into 15 groups (16 for pea including nitrogen fixation) for calibration, each corresponding to a different process. Results and Discussion: The model calibration process is still ongoing. The root mean square error (RMSE) for shoot biomass was 1.92 t/ha for winter pea and 1.37 t/ha for durum wheat. The RMSE for grain yield was 1.84 t/ha for spring pea and 1.15 t/ha for barley. Overall the model captured the dominancy of one species quite well, however the accuracy has to be increased. The phenology and height were correctly simulated. Some of the discrepancies could be due to biological stresses that STICS does not capture. Some parameters for the pea-wheat model have not been calibrated yet, so the RMSE is likely to improve. Conclusions: Intercrop systems are difficult to model in comparison to sole crops due to their complex interactions, but the STICS model, after having completed the calibration, could be a useful tool for better understanding the biological functions of this management practice.

International audience; In the quest for sustainable intensification of crop production, we discuss the option of extending the root depth of crops to increase the volume of soil exploited by their root systems. We discuss the evidence that deeper rooting can be obtained by appropriate choice of crop species, by plant breeding, or crop management and its potential contributions to production and sustainable development goals. Many studies highlight the potentials of deeper rooting, but we evaluate its contributions to sustainable intensification of crop production, the causes of the limited research into deep rooting of crops, and the research priorities to fill the knowledge gaps

This article discusses the factors that determine the aptitude of fish farmers to innovate when faced with the new challenges of ecological intensification. Such intensification implies significant changes in practices together with new knowledge requirements, particularly in agro-ecology. Fish farmers have to evolve towards an eco-aquaculturist profile. Surveys of 133 French and Brazilian fish farmers provide a typology of their aptitude to eco-innovate enabling three profiles to be identified.; Cet article étudie les déterminants des aptitudes à innover des pisciculteurs face aux nouveaux enjeux de l’intensification écologique. Celle-ci implique des transformations importantes des pratiques de la part des pisciculteurs et nécessite de nouvelles connaissances, notamment en agro-écologie. Le métier des pisciculteurs devrait évoluer vers un métier d’éco-aquaculteur. À partir d’enquêtes auprès de 133 pisciculteurs français et brésiliens, une typologie a été élaborée concernant leurs aptitudes à éco-innover, qui permet d’identifier trois profils.

International audience; L’Amazonie brésilienne est plus connue pour sa forêt que pour ses prairies. Celles-ci poursuivent pourtant, depuis cinq décennies de colonisation par la patte du bœuf, une expansion sans précédents dans le monde de pâturages cultivés, au détriment de la couverture forestière. Le long de fronts pionniers de déforestation, les éleveurs avancent et occupent les terres jusqu’alors publiques ou indigènes, amorçant l’émergence de nouveaux territoires en herbes. Les auteurs éclairent cette Amazonie des pâturages, méconnue, sous trois angles complémentaires. Ils expliquent en premier l’origine culturelle de l’expansion actuelle des pâturages, en la rattachant à la notion de frontière agricole, propre au Brésil depuis sa découverte par les navigateurs portugais. Le deuxième aspect est relatif aux mécanismes agronomiques qui conditionnent cette production fourragère équatoriale, la rendant à la fois attractive, risquée, changeante. Enfin, le lien aux territoires est explicité, montrant comment autour des pâturages naissant se construisent des territoires en herbes, qui pourront après cette phase initiale de conquête foncière se diversifier et consolider leurs institutions. Une dynamique nouvelle se fait jour actuellement, le pâturage dégradé devenant une réserve de terres arables pour alimenter le monde dans les prochaines décennies, et enrichir les investisseurs qui suivent les pionniers. C’est l’entrée de la chimie dans les pâturages et l’artificialisation des agroécosystèmes. Ainsi l’article s’attache à lire les liens entre évolutions des pâturages et des sociétés, ce point de vue permettant de conclure sur les conditions sociales d’émergence de systèmes d’intensification écologique.

National audience

Integrating supporting and regulating ecosystem functions provided by several components of biodiversity into cropping systems has been proposed as a promising way to decrease agrochemical inputs and negative environmental impacts while maximizing crop productivity. In this chapter, we illustrate how agroecological knowledge can be used to revisit crop protection and insect pest management using conservation biological control. We review how key management options, from the plant to the landscape level, affect natural enemy communities, insect pest abundance and the level of biological control. We particularly show that maintaining within-field diversity in space and time, reducing nitrogen fertilization or soil tillage as well as using organic farming practices at the farm scale or maintaining seminatural habitats at the landscape scale generally benefit natural enemies, increase biological control and limit pest abundance. We also summarize the body of knowledge of the relationship between natural enemy community structure and the level of pest control. Future research needs and applied perspectives are highlighted.

Prod 2017-344a SPE équipe EA GESTAD INRA; International audience; L’enjeu du projet PEERLESS (Appel d’offre ANR agrobiosphere, 2012) est de proposer une gestion viable des populations de ravageurs dans les agroécosystèmes par une approche intégrative combinant différentes échelles spatiales, des cultures pérennes et annuelles et les interactions trophiques entre plusieurs ravageurs et leurs ennemis naturels. La régulation des bioagresseurs par les auxiliaires naturellement présents dans les cultures est le service ecosystèmique que l’on souhaite renforcer afin de diminuer la dépendance des systèmes de production agricole aux pesticides. Bien que ces auxiliaires des cultures soient souvent mis en avant, le lien entre mode de gestion des cultures, niveau de contrôle des ravageurs par les auxiliaires et rendement des cultures est encore peu compris. Le projet PEERLESS a trois objectifs principaux: - identifier les systèmes de culture et les caractéristiques de paysage dans lesquels la biodiversité fonctionnelle renforce la productivité des cultures ; - caractériser les mécanismes écologiques impliqués affectant les dynamiques de populations de ravageurs et d’auxiliaires et les interactions trophiques associées ; - proposer des déploiements viables de conduite de culture et d’agencement paysager à l’échelle des territoires à partir de simulation de scenarios d’usage des sols. Pour répondre au premier objectif, l’impact des pratiques agronomiques et des agencements paysagers sur les pertes de production causées par les ravageurs est évalué dans cinq bassins de productions et plusieurs sites expérimentaux. Pour répondre au second objectif, d'une part, les interactions interspécifiques sont analysées au niveau de la parcelle pour déterminer les espèces les plus pertinentes impliquées dans le contrôle biologique des ravageurs, et d'autre part, les dynamiques de populations des ravageurs et des principaux ennemis naturels sont étudiées en fonction des caractéristiques de paysages. Enfin, le troisième objectif propose des stratégies viables de conduite de culture et d’agencement paysager à l’échelle d’un territoire. Il développe des modèles mécanistes de dynamique des populations des ravageurs et de leurs ennemis pour différents scénarii d’agencement de cultures et d’habitat semi naturel dans le paysage. Ces scénarii paysagers sont finalement optimisés par rapport à leurs performances agronomiques, écologiques, environnementales et économiques. Les principales productions du projet PEERLESS sont : - La caractérisation des principaux groupes d’ennemis naturels (carabes, syrphes, araignées, hyménoptères parasitoïdes) en grandes cultures (blé et colza) et en vergers de pommiers et des relations trophiques qu’ils entretiennent avec les ravageurs et les mauvaises herbes (session 1, présentation de Plantegenest & Bohan.) - Une évaluation des pratiques agroécologiques et des infrastructures en bordures de parcelles sur les dommages causés aux cultures par les bioagresseurs et sur leur régulation naturelle (session 2, présentations de Valantin-Morison et al. et Bischoff & Gardarin) - La mise évidence d’effets interactifs entre les pratiques de gestion dans les parcelles agricoles et le contexte paysager sur la régulation des bioagresseurs nécessitant d’appréhender la santé des plantes à plusieurs échelles spatiales (session 3, présentation de Petit et al.) - Le développement d’outils de modélisation pour rendre compte des dynamiques de populations des ravageurs et des auxiliaires dans les paysages (session 4, présentation de Roques & Bonnefon) et de la dynamique des paysages agricoles pour concevoir des stratégies durables d’usage de sols (session 4, présentation de Poggi et al.) - Des méthodes pour une évaluation multi-objectif des stratégies de gestion des bioagresseurs et des actions publiques pour une réduction

Diminuer les engrais minéraux et produit phytosanitaires issus de la pétrochimie, devient essentiel pour la sécurité alimentaire et l'impact environnemental de la production agricole. Ceci implique de nouvelles orientations pour la sélection des légumineuses, en particulier dans les systèmes culturaux de production de grains. La faible disponibilité du phophore dans près de 40% des terres cultivables de la planète limite le rendement des légumineuses, d'autant plus quand leur croissance dépend de la fixation symbiotique de N2 (FSN). En conséquence notre objectif est d'accroître l'efficacité d'utilisation du phosphore (EUP) pour la FSN, et sa contribution au couplage des cycles biogéochimiques de N et P par un cercle vertueux de fertilité qui serait associé à l'usage de symbioses à forte EUP pour la FSN. Cette hypothèse est étudiée dans le cadre de la stratégie de recherche interdisciplinaire du grand projet fédérateur FABATROPIMED d'Agropolis-Montpellier, dont l'objectif global est d'accroître les bénéfices écosystémiques des légumineuses pour les systèmes céréaliers, par une ingénièrie des interactions entre les micro-organismes des sols et les légumineuses pour acquérir et utiliser plus efficacement l'azote et le phosphore. Les activités in campo de cette stratégie seront présentées selon une approche participative avec des génotypes de légumineuses contrastant en EUP pour la FSN dans des agroécosystèmes représentant diverses situations agroclimatiques et socioécologiques en zones méditerranéennes ou tropicales

The Lake Chad is unique in the Sahelian band. Whereas large scale irrigated schemes has characterized the other wetlands, here the development of agriculture, cattle breeding and fishing has been based on the use of the water floods and on mobilities. Almost virgin until the 1940s, the Lake has become a highly populated and cosmopolitan area, exporting diversified foodstuffs to the urban markets of the sub-region. Through the analysis of agrarian and territorial dynamics of the Cameroonian lake shores, this research questions to which extent multi-use of the natural resources and mobilities may allow further agricultural intensification and population increase in such an uncertain environment.Closer complementarity and synergy between activities pave the way for ecological intensification and territorial development inducing wealth and job generation. Due to its marginal nature, the Cameroonian part of the Lake has been the place of continuous social innovations, ensuring to a great diversity of people the access to productive assets and markets. In this sense, it has been actually decisive for the dynamic of intensification. Hydro-ecological, economic and demographic uncertainty has been integrated into the “normal” functioning of the agrarian system and territory. Nowadays, the political uncertainty threatens the future of the Lake Chad. It results both from agricultural and environmental policies and from conflicts between local authorities, that are constitutives of the relation between the State and the populations.; Le lac Tchad étonne par sa singularité. Alors que le développement des autres grandes zones humides sahéliennes a reposé sur les périmètres irrigués, le sien a reposé sur la valorisation du mouvement des eaux par l'agriculture, l'élevage et la pêche, et par les mobilités. Quasi espace vierge dans les années 1940, le Lac est devenu une région densément peuplée et cosmopolite exportant des vivriers diversifiés sur les marchés urbains de la sous-région. À travers l'analyse des dynamiques agraires et territoriales de la fenêtre lacustre camerounaise, ce travail interroge les opportunités qu'offrent, dans un environnement incertain, le multiusage des ressources et les mobilités à l'intensification des processus productifs et à la densification démographique.Le renforcement des complémentarités et synergies entre activités dégage les voies d'une intensification écologique du mode d'exploitation et d'un développement territorial, créateurs de richesse et d'emplois. En favorisant l'émergence de rapports sociaux et d'institutions innovantes assurant l'accès aux ressources productives et aux marchés à une grande diversité de populations, le statut de marge territoriale de la fenêtre lacustre a été déterminant dans la dynamique d'intensification. L'incertitude hydro-écologique, économique et démographique a été intégrée au fonctionnement « normal » du système agraire et à celui de territoires qui se singularisent par leur mobilité. Aujourd'hui, c'est l'incertitude politique qui menace l'avenir du lac Tchad. Elle résulte des conflits de pouvoirs locaux constitutifs du rapport de l'État aux populations, et de l'action publique à travers les politiques agricoles et environnementales.

Les prairies semées sont une des clefs des systèmes de productions agricoles permettant de sécuriser l’approvisionnement des élevages en fourrage, améliorer les performances écologiques de l’agrosystème à l’échelle de l’exploitation et du territoire en pouvant si elle sont bien exploitées, contribuer à la séquestration durable du carbone atmosphérique dans le sol.

International audience

International audience; Ecological intensification promotes the better use of ecosystem functioning for agricultural production and as a provider of additional regulation and cultural services. We investigated the mechanisms underpinning potential ecological intensification of livestock production in the Vercors mountains (France). We quantified the variations in seven ecosystem properties associated with key ecosystem services: above-ground biomass production at first harvest, fodder digestibility, plant species richness, soil organic matter content, soil carbon content, total microbial biomass and soil bacteria:fungi ratio across 39 grassland plots representing varying management types and intensity. Our analyses confirmed joint effects of management, traits and soil abiotic parameters on variations in ecosystem properties, with the combination of management and traits being most influential. The variations explained by traits were consistent with the leaf economics spectrum model and its implications for ecosystem functioning. The observed independence between ecosystem properties relevant to production (forage biomass, digestibility and nutrient turnover) on the one hand and soil stocks (organic matter, carbon and microbial stocks) on the other hand suggests that an intensification of fodder production might be compatible with the preservation of the soil capital. We highlight that appropriate choices regarding various practices, such as the first date of grazing or mowing being dependent on soil moisture, have important consequences on a number of ecosystem properties relevant for ecosystem services and may influence biodiversity patterns. Such avenues for ecological intensification should be considered as part of further landscape- and farm-scale analyses of the relationships between farm functioning and ecosystem services.

The intensification of grassland use in the mountainous areas of France has been a topic of intense debate since the 1950s. Do farmers' management choices make sense given current goals (e.g., self-sufficiency, environmental protection)? Livestock farming on the Vercors plateau can serve as a case study. We interviewed farmers and other stakeholders from this region in order to clarify how they perceive controversies related to livestock production and grassland use. Using data from 28 farms, we characterised the agroecological features of grasslands and identified the forage systems and practices being used. Intensively managed grasslands, which are common, had the lowest levels of biodiversity. However, the extent of their use differs across farming systems. There remain ways in which the trade-off between agronomic features and biodiversity can be improved, which we discuss in the context of ecological intensification., Les débats sur l'intensification fourragère en montagne ne sont pas récents. Les choix des éleveurs résultent d'un compromis entre leurs objectifs et divers aspects : situations agroclimatiques, structures d'exploitation, orientations des filières, politiques agricoles... Ces choix sont-ils adaptés aujourd'hui face aux attentes des acteurs des territoires ? Sur le plateau du Vercors, des entretiens auprès d’éleveurs et d’acteurs ont révélé des controverses vis-à-vis de l’élevage et des prairies. Sur le terrain, dans 28 exploitations du plateau, les prairies ont été caractérisées au plan agroécologique et les systèmes fourragers et leurs pratiques identifiés. Les prairies les plus intensives, largement répandues, sont les moins favorables à la biodiversité. Leur place diffère selon les exploitations. Des marges de manœuvre existent pour améliorer le compromis entre qualités agronomiques et biodiversité : elles sont discutées en référence à la notion d’intensification écologique qui fait écho à des conceptions différentes selon les acteurs (améliorer la fertilité du milieu et ainsi son potentiel productif ou privilégier la biodiversité des prairies en tant que facteur de production).

Le projet climagie a réuni durant quatre années une trentaine de chercheurs autour de la question de l’amélioration des prairies semées, tant pour leur composition génétique que pour leur utilisation. La base de ce travail fut l’approfondissement des connaissances sur les réactions des plantes aux fortes températures et aux sécheresses intenses qui caractériseront le climat des décennies à venir. De nouvelles lois de réponse ont été établies et la variabilité génétique de leurs paramètres a été évaluée chez différentes espèces de graminées et légumineuses. Les bases génétiques et écophysiologiques de la dynamique des mélanges ont été précisées, et tout particulièrement le rôle de la diversité intra-spécifique. Les programmes conjoints entre la recherche Inra et les acteurs de terrains ont permis de cerner les objectifs d’amélioration. Des perspectives renouvelées sur les caractères de résistance à la sécheresse d’une part et sur de nouveaux schémas de sélection dédiés à des cultures en mélanges d’autre part ont été définies., During four years, the climagie project brought together thirty researchers on the question of improving sown grasslands in terms of genetic composition and management. Such a work was based on increasing and sharing knowledge about the plant’s responses to severe drought and heat, which will be more frequent in the near future. New response functions were established and the genetic variability of their parameters was investigated in various species of legumes and grasses. Studies brought new insights into the genetic and ecophysiological basis of the dynamics of mixtures, especially as far as intra-specific diversity was concerned. The joined actions between INRA and stakeholders helped focusing research on needs of breeding and/or genetic resources management. On the one hand, new prospects on drought resistance traits were reported, and on the other, new breeding schemes dedicated to mixtures were defined.

International audience; A comparative analysis of the forage services provided by pastures to farms was conducted in 3 mountainous regions (Bigorre, Livradois, and Vercors). It permitted an evaluation of the remaining margins for intensifying agricultural production in an agroecological context. Using identical or comparable methods, management practices and plant community composition were described for around 100 pastures, which were compared using reference models. Among the study regions, fields demonstrated differences in productivity, utilisation, and optimum harvesting dates, which reflected differences in production systems. The ratio between observed utilisation and maximum potential utilisation made it possible to gauge current and potential future levels of ecological intensification. The models were used to evaluate the long-term sustainability of the different practices being used to manage.these pastures.

The spectacular development of aquaculture is currently faced with the challenge of sustainability. An approach drawing on the different types of eco-innovation is used here to address the new production systems resulting from ecological intensification. The objective is to characterise some of the factors determining change towards ecological intensification in the case of pond fish farming in France and Brazil. A literature review revealed three eco-innovation profiles : (i) discharge control and input substitution ; (ii) organizational and institutional changes in production systems and (iii) integration of ecosystem services. These profiles were compared with the typology of pond fish farmers developed from surveys undertaken in France (Brenne and Lorraine) and in Brazil (the Santa Catarina region in the Itajai Higher Valley and in Chapeco). The three identified groups represent different trajectories for the appropriation of eco-innovations. These trajectories depend on technical, informational and organisational learning as well as on the level of producer information and on the institutional context., Le développement spectaculaire de l’aquaculture est aujourd’hui confronté au défi du développement durable. Une approche par les types d’éco-innovations est mobilisée ici à propos de nouvelles logiques de production, relevant de l’intensification écologique. L’objectif est de caractériser quelques-uns des facteurs déterminants des changements en faveur de l’intensification écologique dans le cas de l’aquaculture d’étang en France et au Brésil. La revue de la littérature nous a permis d’identifier trois profils d’éco-innovation : i) maîtrise des rejets et substitution des intrants ; ii) changements organisationnels et institutionnels des modes de production et iii) prise en compte des services écosystémiques. Ces profils ont été croisés avec la typologie des aquaculteurs d’étang élaborée à partir d’enquêtes en France (Brenne et Lorraine) et au Brésil (dans la Province de Santa Catarina dans la Haute Vallée de l’Itajai et à Chapeco). Les trois groupes identifiés caractérisent différents itinéraires d’appropriation des éco-innovations. Ces itinéraires sont fonction des apprentissages à la fois techniques, informationnels et organisationnels, mais aussi des pratiques initiales, du niveau d’information des exploitants et du contexte institutionnel., Rey Hélène, Mathe Syndhia, Chia Eduardo, Aubin Joël. Quels types d’éco-aquaculteurs face à l’intensification écologique ? L’exemple de l’aquaculture en étang en France et au Brésil. In: Revue d’études en Agriculture et Environnement, Vol. 96, N°2, 2015. pp. 313-337.

[Departement_IRSTEA]Territoires [TR1_IRSTEA]SEDYVIN [Axe_IRSTEA]DTAM3-ECOPRA [TR2_IRSTEA]DTAM; International audience; Une analyse comparative des services fourragers rendus aux exploitations agricoles par les prairies dans trois régions de montagne a permis d’évaluer les marges d’intensification de leur production dans un cadre agroécologique. Les pratiques de gestion et la composition floristique d’une centaine de prairies ont été caractérisées par des méthodes identiques ou compatibles entre elles. Les parcelles, comparées à l’aide de modèles de référence, présentent des différences entre sites en termes de niveau de production, de niveau d'utilisation et d’écarts à la date de récolte optimum, qui renvoient notamment aux logiques des systèmes de production. Les modèles utilisés permettent d’évaluer la durabilité à long terme des divers modes de gestion observés de ces prairies.

International audience; Mixed uneven-aged forests are considered favorable to the provision of multiple ecosystem services and to the conciliation of timber production and biodiversity conservation. However, some forest managers now plan to increase the intensity of thinning and harvesting operations in these forests. Retention measures or gap creation are considered to compensate potential negative impacts on biodiversity. Our objectives were to assess the effect of these management practices on timber production and biodiversity conservation and identify potential compensating effects between these practices, using the concept of ecological intensification as a framework. We performed a simulation study coupling Samsara2, a simulation model designed for spruce-fir uneven-aged mountain forests, an uneven-aged silviculture algorithm, and biodiversity models. We analyzed the effect of parameters related to uneven-aged management practices on timber production, biodiversity, and sustainability indicators. Our study confirmed that the indicators responded differently to management practices, leading to trade-offs situations. Increasing management intensity had negative impacts on several biodiversity indicators, which could be partly compensated by the positive effect of retention measures targeting large trees, non-dominant species, and deadwood. The impact of gap creation was more mitigated, with a positive effect on the diversity of tree sizes and deadwood but a negative impact on the spruce-fir mixing balance and on the diversity of the understory layer. Through the analysis of compensating effects, we finally revealed the existence of possible ecological intensification pathways, i.e., the possibility to increase management intensity while maintaining biodiversity through the promotion of naturebased management principles (gap creation and retention measures).

National audience; French agriculture is now facing a dual challenge of environmental sustainability and productivity. Further to the Grenelle Environment Conference (Environment roundtables organized in 2007 by the French government), Ecologically Intensive Agriculture (EIA) has emerged as a new concept to reach this dual challenge. This paper uses an economic approach to analyse the emerging concept of EIA and its specificities. It discusses the relevance of ecological intensification and natural resources productivity concepts at the farm level. It shows the measurement of productive efficiency of farms as a methodological framework for assessing the EIA approach.; L’agriculture française doit relever un double défi, environnemental et productif. Suite au Grenelle de l’environnement, le terme d’Agriculture Ecologiquement Intensive (AEI) est apparu comme un concept susceptible de répondre à ce double défi. Cet article analyse le concept d’AEI, son émergence et ses spécificités, en privilégiant une approche économique. Il discute la pertinence des notions d’intensification écologique et de productivité des ressources naturelles à l’échelle de l’exploitation. Il présente l’analyse de l’efficience productive des exploitations comme un cadre méthodologique pour l’évaluation de la démarche AEI.

Chapters: Agroecology Theory, Controversy and Governance. Food and Energy Production from Biomass in an Integrated Farming System. Ecological Intensification for Crop Protection. Livestock Farming Systems and Agroecology in the Tropics. Cropping Systems to Improve Soil Biodiversity and Ecosystem Services: The Outlook and Lines of Research. Agroecology and Grassland Intensification in the Caribbean. Ecosystem Services of Multispecific and Multistratified Cropping Systems. Agroecological Engineering to Biocontrol Soil Pests for Crop Health. Agroecological Resources for Sustainable Livestock Farming in the Humid Tropics. Agroecology for Farmers: The Linguistic Issue. Soil Quality and Plant Nutrition. Plant Nutrition: From Liquid Medium to Micro-farm

International audience; The rapid development of aquaculture in the world has offered, depending on the species and territory, examples of “success stories” but has sometimes also led to social or environmental crises. The issue of food security in 2050 requires improving technology and practices while moving toward practices of “sustainable aquaculture”. These changes promote territorial integration and need to be better recognized and mastered. The framework proposed by ecological intensification of agricultural systems offers an opportunity to redefine objectives for aquaculture by promoting ecological mechanisms to maintain or increase production in these systems. It thus consists of diversifying pathways to sustainable aquaculture and promoting the strengthening of ecological functions while considering sociological and governance constraints.Thus, the objective of this guide, the fruit of an interdisciplinary research project among French, Brazilian, and Indonesian partners, is to propose pathways for implementation of ecological intensification in aquatic ecosystems of aquaculture. To do so, it supplies (i) many potential objectives based on concepts of agro-ecology, ecosystem services, and processes for co-constructing eco-innovations; (ii) assessment tools (indicators); and (iii) examples of experiments in four types of contrasting aquaculture systems.This guide is addressed to a wide public: representatives of supply chains or aquaculture producers, representatives of territorial governments or administrations, and more generally, all members of NGOs or associations interested in development of aquaculture and/or setting up of integrated territorial projects, but also researchers and students as well as all actors wishing to implement ecological intensification, including outside the field of aquaculture.

The consequences of land use change and the impacts of agriculture on biodiversity and thefunctioning of ecosystems have received a growing attention since the end of the 20th century.Among other frameworks, some authors have called for an 'ecological intensification' of agriculture,defined as “all the processes of transformation of productive ecosystems towards higher yieldsproduced with reduced forcing of the agro-ecosytems”, with strong emphasis on the better uses ofecosystems functioning and services as inputs to production (Griffon 2009).This study aimed at disentangling the relations between ecosystem processes and ecosystemservices by quantifying the relative contributions of soil, management and plant communities to thevariations of seven relevant ecosystem properties associated with key grassland ecosystem services:above-ground biomass production at first harvest (ABM), fodder digestibility, plant speciesrichness, soil organic matter content (SOM), soil carbon content, total microbial biomass (TMB),and soil bacteria:fungi ratio (BFR), on a permanent grassland-dominated plateau in the French pre-Alps.Soil, management and plant communities showed complementary and confounded effects to thevariations of the set of ecosystem properties, and underpinned the bundling of ecosystem servicesand the tradeoffs among them. The bundling of ecosystem properties highlighted the trade-offbetween digestibility, the B:F ratio, and biomass production on the one hand, and species richnesson the other hand, associated with a gradient in LDMC confirming the relevance of the leafeconomics spectrum theory to analyses of ecosystem service trade-offs. The date of use showedsignificant effects on the variations of the set of ecosystem properties indicating the influence offine management factors on the provision of ecosystem services.; La coïncidence des services écosystémiques ainsi que la coïncidence entre 'hotspots' de servicesécosystémiques et 'hotspots' de biodiversité ont suscité un intérêt croissant dans les évaluations desservices écosystémiques. Les seuils utilisés dans ces analyses pour déterminer la présence desservices écosystémiques varient de façon importante mais les effets consécutifs à leur choix n'ontpas été envisagés. Nous proposons ici une analyse de l'effet du choix de ces seuils sur lacoïncidence entre services écosystémiques ainsi que sur la distribution des 'hotspots'. A partir d'uneétude de prairies des Alpes Centrales françaises, nous avons fait varié des seuils appliqués à troisservices écosystémiques (agronomique, de régulation et de valeur esthétique) de façon continue,puis considéré des triplets de valeurs-seuils représentant trois points de vue contrastés associés à despoints de vue d'acteurs. Ces seuils sont interprétés comme une importance accordée par chaqueacteur à chaque service écosystémique.La coïncidence entre services écosystémiques dépend de la détermination de seuils de présence.L'étendue des 'hotspots' de services écosystémiques et leur coïncidence avec les 'hotspots' debiodiversité varient largement selon les points de vue. Les coldspots ne sont jamais superposés avecles zones d'intérêt pour la biodiversité dans cette étude, quel que soit le point de vue envisagé.L'analyse de superposition s'est révélée moins informative que le test de diagnostic de la capacitéindividuelle des services écosystémiques à capturer la distribution des autres services. La valeuragronomique capturait peu les autres services écosystémiques. La biodiversité était bien capturéepar les valeurs esthétiques et de régulation, mais faiblement par les ‘hotspots’ de services.Cette analyse souligne l'importance de considérer les attentes variables des teneurs d'enjeux dans lesévaluations de 'hotspots' de services écosystémiques.

Organic "waste" has been used to fertilize agricultural land since the very beginning of agriculture. Urban organic residue, which has been considered a resource for a long time, only became a real "waste" at the beginning of 20th century, being then abandoned by farmers and packed into dumps. Today, after its reduction, its valorisation is becoming a major goal of waste management public policies. At the same time, the agricultural world is trying to reach an increased production with less environmental impact. Poised between these two issues, the ISARD research program, which is both the subject and the framework of this study, aims at an "ecological intensification of agricultural production systems through waste recycling". As a consequence, various "residual" organic matters are destined to become safe and efficient agricultural inputs, taking part of the agricultural intensification by strengthening the fertilization ecosystem services naturally provided by soils. Their integration in normalized industrial systems, making them real commercial products, seems to be the best way to come up to these expectations. This work devotes itself to describe the various socio-technical forms of agricultural valorisation (resource, waste, product), following the teachings of pragmatist sociologists by taking the role of objects in action into account. The plurality of valorisation forms allows this study to lay stress on the changes brought by a "product" approach and the related social reconfiguration possibly conflicting with a number of agricultural worlds.; Les "déchets" organiques sont utilisés pour fertiliser les terres agricoles depuis l’avènement de l’agriculture. Longtemps considérés comme des ressources, les résidus organiques urbains ne deviennent des déchets qu’au début du 20ème siècle. Ils sont alors délaissés par le monde agricole et entassés dans des décharges. Aujourd’hui leur valorisation s’impose comme un des axes majeurs des politiques de gestion des déchets. En parallèle, l’agriculture cherche les voies d’une augmentation de la production qui soit respectueuse de l’environnement. A la croisée de ces deux problématiques, le programme de recherche ANR "ISARD", qui constitue à la fois le cadre et l’objet de cette étude, vise à une "Intensification écologique des Systèmes Agricoles par le Recyclage des Déchets". Différents "produits résiduaires organiques" sont ainsi appelés à devenir de véritables intrants agricoles, sûrs et efficaces, participant à l’intensification de l’agriculture. Leur intégration dans des dispositifs industriels de normalisation, leur conférant le statut de produit commercial, apparaît comme le moyen le plus adapté pour répondre à ces attentes. En suivant les enseignements des sociologies pragmatistes prenant en compte le rôle des objets dans l’action, c’est à la description des différentes formes sociotechniques de la valorisation agricole (ressource, déchet, produit) que se consacre ce travail. La prise en compte d’une pluralité de formes de valorisation permet d’insister sur les déplacements induits par une logique "produit" et les reconfigurations qu’elle provoque, notamment par rapport à la pluralité des mondes agricoles.

Organic "waste" has been used to fertilize agricultural land since the very beginning of agriculture. Urban organic residue, which has been considered a resource for a long time, only became a real "waste" at the beginning of 20th century, being then abandoned by farmers and packed into dumps. Today, after its reduction, its valorisation is becoming a major goal of waste management public policies. At the same time, the agricultural world is trying to reach an increased production with less environmental impact. Poised between these two issues, the ISARD research program, which is both the subject and the framework of this study, aims at an "ecological intensification of agricultural production systems through waste recycling". As a consequence, various "residual" organic matters are destined to become safe and efficient agricultural inputs, taking part of the agricultural intensification by strengthening the fertilization ecosystem services naturally provided by soils. Their integration in normalized industrial systems, making them real commercial products, seems to be the best way to come up to these expectations. This work devotes itself to describe the various socio-technical forms of agricultural valorisation (resource, waste, product), following the teachings of pragmatist sociologists by taking the role of objects in action into account. The plurality of valorisation forms allows this study to lay stress on the changes brought by a "product" approach and the related social reconfiguration possibly conflicting with a number of agricultural worlds.; Les "déchets" organiques sont utilisés pour fertiliser les terres agricoles depuis l’avènement de l’agriculture. Longtemps considérés comme des ressources, les résidus organiques urbains ne deviennent des déchets qu’au début du 20ème siècle. Ils sont alors délaissés par le monde agricole et entassés dans des décharges. Aujourd’hui leur valorisation s’impose comme un des axes majeurs des politiques de gestion des déchets. En parallèle, l’agriculture cherche les voies d’une augmentation de la production qui soit respectueuse de l’environnement. A la croisée de ces deux problématiques, le programme de recherche ANR "ISARD", qui constitue à la fois le cadre et l’objet de cette étude, vise à une "Intensification écologique des Systèmes Agricoles par le Recyclage des Déchets". Différents "produits résiduaires organiques" sont ainsi appelés à devenir de véritables intrants agricoles, sûrs et efficaces, participant à l’intensification de l’agriculture. Leur intégration dans des dispositifs industriels de normalisation, leur conférant le statut de produit commercial, apparaît comme le moyen le plus adapté pour répondre à ces attentes. En suivant les enseignements des sociologies pragmatistes prenant en compte le rôle des objets dans l’action, c’est à la description des différentes formes sociotechniques de la valorisation agricole (ressource, déchet, produit) que se consacre ce travail. La prise en compte d’une pluralité de formes de valorisation permet d’insister sur les déplacements induits par une logique "produit" et les reconfigurations qu’elle provoque, notamment par rapport à la pluralité des mondes agricoles.

National audience

International audience; The spectacular development of aquaculture is currently faced with the challenge of sustainability. An approach drawing on the different types of eco-innovation is used here to address the new production systems resulting from ecological intensification. The objective is to characterise some of the factors determining change towards ecological intensification in the case of pond fish farming in France and Brazil. A literature review revealed three eco-innovation profiles: (i) discharge control and input substitution; (ii) organizational and institutional changes in production systems and (iii) integration of ecosystem services. These profiles were compared with the typology of pond fish farmers developed from surveys undertaken in France (Brenne and Lorraine) and in Brazil (the Santa Catarina region in the Itajai Higher Valley and in Chapeco). The three identified groups represent different trajectories for the appropriation of eco-innovations. These trajectories depend on technical, informational and organisational learning as well as on the level of producer information and on the institutional context.; Le développement spectaculaire de l’aquaculture est aujourd’hui confronté au défi du développement durable. Une approche par les types d’éco-innovations est mobilisée ici à propos de nouvelles logiques de production, relevant de l’intensification écologique. L’objectif est de caractériser quelques-uns des facteurs déterminants des changements en faveur de l’intensification écologique dans le cas de l’aquaculture d’étang en France et au Brésil. La revue de la littérature nous a permis d’identifier trois profils d’éco-innovation : i) maîtrise des rejets et substitution des intrants ; ii) changements organisationnels et institutionnels des modes de production et iii) prise en compte des services écosystémiques. Ces profils ont été croisés avec la typologie des aquaculteurs d’étang élaborée à partir d’enquêtes en France (Brenne et Lorraine) et au Brésil (dans la Province de Santa Catarina dans la Haute Vallée de l’Itajai et à Chapeco). Les trois groupes identifiés caractérisent différents itinéraires d’appropriation des éco-innovations. Ces itinéraires sont fonction des apprentissages à la fois techniques, informationnels et organisationnels, mais aussi des pratiques initiales, du niveau d’information des exploitants et du contexte institutionnel.

International audience; In 2050, agriculture will have to feed 9 billion people on Earth, 2 billion more than it does now. It is clear that actual agricultural practices have negative impacts on the environment and the natural resource base. The sustainability of agriculture needs to increase, and new approaches will be required, based on understanding and mobilization of agro-ecological processes, and specifically cultivating biodiversity.

Le doublement futur de la demande mondiale en produits laitiers nécessite de concevoir des systèmes plus productifs mais également écologiquement plus durables. Les objectifs de la thèse étaient i) d’évaluer l’intérêt de la prise en compte de l’ensemble des énergies mobilisées dans un système d’élevage (énergie fossile, énergie calorifique contenue dans les produits, énergie liée au travail humain et animal et énergie solaire) à travers des méthodes existantes ou originales pour développer des indicateurs robustes, ii) d’analyser finement le fonctionnement énergétique de systèmes laitiers contrastés situés dans différents territoires et iii) de déterminer à travers la diversité d'efficience des exploitations sur ces indicateurs des sources de progrès réalistes dans les divers territoires. [br/] Deux méthodes se sont révélées pertinentes: l’Analyse pluri-énergétique et l’Emergy. Leur application sur des systèmes laitiers issus de quatre territoires contrastés (Mali Sud, SM, la Réunion, RI, le Poitou-Charentes, PC, et la Bretagne, BR) a démontré leur intérêt pour mettre en lumière des modes de gestion plus ou moins efficients des ressources Les systèmes familiaux du SM sont apparus les plus efficient du fait de l’utilisation de ressources naturelles issues des parcours et de la force de traction animale et humaine. Parmi les systèmes intensifs étudiés, les systèmes de BR sont apparus comme les plus efficients du fait d’une mobilisation de ressources plus directe via le pâturage. L’efficience s’est avérée plus faible en PC du fait d’une utilisation moins directe des ressources à travers l’ensilage de maïs et dans les systèmes RI qui sont fortement pénalisés par l’utilisation très importante de concentrés importés. [br/] L’analyse pluri-énergétique s’est également montrée utile pour mettre en lumière des voies d’intensification écologique en SM. Le recours à la traction animale par exemple améliore la productivité des surfaces et leur efficience énergétique fossile. Elle diminue également le coût en énergie fossile des résidus de culture, base de l’alimentation du troupeau. L’analyse des performances des systèmes par la méthode Data Envelopment Analysis a permis de mettre en lumière des objectifs optimaux de consommation d’énergie fossile propre à chaque type de système sur chacun des territoires permettant de diminuer le coût environnemental de la production de lait., The future doubling in world demand for dairy products requires the design of more productive and sustainable systems. The broadly acknowledged impact of the use of different energy sources on the environment render the need for a better understanding of energy flows and indicators essential to identify realistic lines of progress according to system diversity, to territories and to their respective assets and constraints. The aims of the thesis were i) to assess the benefits of considering all energies involved in a livestock farming system (fossil energy, gross energy contained in products, energy from human and animal labour and solar energy), using existing or original methods for developing robust indicators, ii) to conduct a fine energy efficiency analysis of contrasting dairy systems in different territories and iii) to determine realistic lines of progress in these territories, based on the diversity of farm efficiency according to these indicators. [br/] Two methods were found to be relevant: Pluri-energy analysis and Emergy. Their application to the dairy systems of four contrasted territories (South Mali, SM, Reunion Island, RI, Poitou-Charentes, PC and Bretagne, BR) demonstrated that they could be advantageously used to highlight on more or less efficient resource management methods. The smallholder systems in SM appeared most efficient due to the use of natural resources obtained from animal and human workforce. Among the intensive systems studied, those in BR appeared most efficient due to the more direct mobilisation of resources through grazing. Efficiency was lower in PC due to less direct resource use through maize silage, and in RI systems that are significantly penalized by the large use of imported feed concentrates.[br/] Pluri-energy analysis also proved useful in highlighting routes of ecological intensification in SM. For example, the use of animal draught power improves the productivity and fossil energy efficiency of crops. It consequently reduces the fossil energy cost of crop residues, used as a staple of the herd's diet. System performance analysis using the Data Envelopment Analysis method shed light on the optimum fossil energy consumption targets of each system type in each territory for reducing the environmental cost of milk production.

National audience; Pour comprendre le genre de contribution que les coopératives agricoles peuvent fournir pour l’avènement de modèles productifs durables, nous commençons par expliciter leur projet d’« intensification écologique ». Nous analysons ensuite, sur une base bibliographique, certains de leurs points forts pour y arriver, mais aussi des défis qu’elles doivent relever : faire évoluer des logiques de travail consommatrices d’intrants ; et éviter les limites du conseil privé à visée lucrative. Enfin, après avoir argumenté que l’agriculture se réinvente sur le terrain, au travers des dialogues professionnels entre agriculteurs et avec leurs conseillers, nous proposons un cadre d’analyse utile pour cerner ce qui s’y joue effectivement – en termes de changements social, technique et identitaire – et pour réfléchir l’évolution des dispositifs de conseil actuellement amorcée.

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.

Dans le cadre de la promotion de systèmes de culture alternatifs à moindres intrants chimiques, des études sur l’introduction de plantes de service ayant vocation à réduire l’usage des pesticides et engrais azotés mobilisent un effort de recherche considérable. Dans le cadre de la production bananière pour laquelle la nuisibilité causée par les nématodes phytoparasites constitue l’une des principales contraintes, une des principales alternatives à l’utilisation de nématicides chimiques repose sur l’usage raisonné en rotation ou en association culturale de plantes de service à propriétés nématorégulatrices. Parmi les espèces candidates, celles du genre Crotalaria spp. ont largement été étudiées en raison de leur aptitude à contrôler les nématodes phytoparasites. Une méta-analyse révèle cependant que même si de nombreux auteurs s’accordent à reconnaître les propriétés allélopathiques des plantes de cette espèce, ils sont également enclins à reconnaître la forte variabilité d’expression de ces propriétés vis-àvis du contrôle des nématodes selon les situations expérimentées. L’objectif de ce travail repose sur la compréhension du déterminisme biochimique des exsudats.[br/] La stratégie expérimentale mise en oeuvre a consisté à tester en conditions contrôlées le comportement biochimique des exsudats racinaires de deux espèces de crotalaires (C. retusa, C. spectabilis) et d’une espèce sensible, le bananier dessert (Musa spp.) en fonction i) de conditions biotiques variées - i.e. présence ou non de nématodes (Radopholus similis et Meloidogyne arenaria), et présence ou non de mycorhizes-, ii) de conditions abiotiques contrastées – i.e. utilisation d’un sol naturel vs. substrat neutre, ajout ou non d’engrais chimique. La méthodologie innovante des « plantes à traire » (Brevet INRA) a été requise pour pouvoir travailler sur les exsudats racinaires des plantes conditionnées plutôt que sur des lixiviats, comme réalisé dans des expérimentations antérieures. [br/] Les résultats obtenus en spectrophométrie visible montrent que la présence ou l’absence de nématodes affecte de manière importante les profils biochimiques des plantes étudiées. En présence du nématode M. arenaria les profils biochimiques des deux crotalaires sont également modifiés. Des biotests réalisés à l’aide des exsudats racinaires conditionnés au préalable par les modifications biotiques ont permis de démontrer l’effet nématostatique des crotalaires. Des analyses biochimiques en GC-MS mettent en évidence de manière plus précise des molécules actives mises en jeu sous différentes modalités biotiques et abiotiques. [br/] Ces recherches, de portée générique, permettront de mieux comprendre les conditions de l’environnement qui régulent les profils biochimiques des exsudats racinaires des crotalaires et par extension, seront applicables aux recherches menées sur d’autres plantes de service candidates. Ceci aidera, à terme, à définir les conditions environnementales à réunir, pour orienter de manière optimale les effets allélopathiques dans une perspective de nématorégulation naturelle., As part of the promotion of alternative cropping systems at lower chemical inputs, studies on the introduction of cover crops designed to reduce the use of pesticides and nitrogen fertilizers mobilize a considerable research effort. Under banana production for which the harmfulness caused by plant-parasitic-nematodes is one of the main constraints, one of the main alternatives to the use of chemical nematicides is based on the rational use in rotation or intercropping of cover crops to protect crops from plant-parasitic-nematodes. [br/] Among the candidate species, the species from the genus of Crotalaria spp. have been widely studied because of their ability to control plant parasitic-nematodes. A meta-analysis reveals that although many authors agree allelopathic properties of these species, they are also likely to recognize the high variability of expression of these properties vis-à-vis the control of nematodes according to the situations experienced. The objective of this work is focused on the understanding of the biochemical determinism of root exudates under environment biotic and abiotic variations. [br/] The experimental strategy was to test under controlled conditions the biochemical behavior of root exudates of two species of crotalarias (C. retusa, C. spectabilis) and a susceptible species, the dessert banana crop (Musa spp.) with i) modification of biotic conditions - ie presence or absence of nematodes (Meloidogyne arenaria and Radopholus similis), and presence or absence of mycorrhiza- ii) contrasting abiotic conditions - ie using a natural soil vs. neutral substrate, whether to add fertilizer. The innovative methodology of "milking plants" (Patent INRA) was required in order to work on the root exudates of plants packed rather than leachate, as done in previous experiments.[br/] The results obtained in visible spectrophotometry show that the presence or absence of nematodes affect significantly the biochemical profiles of the studied plants. In the presence of nematode M. arenaria biochemical profiles of both crotalarias are also changed. Bioassays conducted using root exudates conditioned in advance by biotic changes have demonstrated the effect of nématostatique crotalarias. Biochemical GC-MS demonstrate more clearly active molecules that are involved in various biotic and abiotic conditions. [br/] This research, generic scope, to better understand the environmental conditions that regulate biochemical profiles of root exudates crotalarias and by extension, will apply to research on other plants service candidates. This will ultimately define the environmental conditions to meet, to guide optimal allelopathic effects from the perspective of natural nématorégulation.

Ce rapport rend compte des entretiens effectués auprès de 28 acteurs pour connaître leurs attentes par rapport à l'élevage dans le Parc naturel régional du Vercors. Il aborde notamment les thèmes suivants : les fonctions - actuelles et souhaitées - de l'élevage ; les enjeux et débats autour de l'élevage ; les formes souhaitées de l'élevage ; les divergences et convergences frappantes ; les liens à l'intensification écologique.

International audience

Les systèmes d’élevage ovins et les caprins, comme les autres productions animales, sont confrontés aux multiples défis environnementaux : limiter les nuisances et contribuer positivement à l’entretien ou à l’amélioration du milieu. Les travaux de l’INRA, et de ses partenaires, se sont largement impliqués dans ces questions en considérant ces élevages de petits ruminants comme faisant partie d‘agroécosystèmes complexes. Cette synthèse collective rassemble, en privilégiant les niveaux d’approche, les actions dans lesquels l’INRA intervient. Considérant tout d’abord les grandes tendances sur les effectifs d’animaux et leur répartition géographique, les adaptations ou les disparitions de ces élevages se repèrent par les approches technico-économiques. Dans ce contexte, il était important pour l’INRA de s’intéresser surtout aux origines des changements et de déceler les innovations techniques, organisationnelles et opérationnelles qui interviennent. Globalement, les trois leviers de ces évolutions ont été l’accroissement de la taille des troupeaux et des surfaces, la simplification des conduites (travail) et la réduction de l’utilisation des intrants (charges) au profit des ressources fourragères naturelles locales. Dans ce cadre, l’INRA y évalue également l’acceptabilité de certaines de ses inventions. Dans un tel contexte, les aptitudes d’élevage des animaux ne se limitent plus à la seule maximisation de la productivité individuelle. Des travaux spécifiques à ces espèces s’avèrent nécessaires pour identifier les caractères d’élevage qui sont déterminants dans des systèmes capables d’absorber des aléas. L’idée dominante est qu’il faut transférer sur les animaux eux-mêmes des capacités adaptatives qui étaient précédemment sous-utilisées, voire ignorées. La maîtrise de la reproduction pose encore de sérieux problèmes environnementaux chez ces espèces saisonnées et pour lesquelles l’INRA prépare des solutions alternatives à l’interdiction de l’utilisation de traitements hormonaux qui relarguent des résidus et posent des questions éthiques quant à leur utilisation. Pour quantifier les performances environnementales de ces élevages, l’INRA s’est doté de deux plateformes pluridisciplinaires, et mobilise des domaines expérimentaux où des systèmes d’élevages y sont étudiés à long terme. Par une approche pluridisciplinaire, des analyses multicritères permettent d’évaluer les performances environnementales de ces conduites tant sur le plan des GES, de l’énergie fossile que de la biodiversité. Une telle approche permet surtout d’évaluer objectivement les compromis productivité – performances environnementales. Enfin, à des échelles plus vastes de bassins de production et de micro-régions, des démarches de recherche action sur la coordination des acteurs permettent d’évaluer des coordinations d’acteurs qui ménagent des objectifs de production (régularité de la production) avec la valorisation raisonnée d’écosystèmes pâturés. Ces études s’étendent jusqu’à des échelles territoriales où la dimension paysagère est prise en compte, notamment parce que, par exemple, le rôle anti-incendie de l’élevage de petits ruminants est incontestable. Quels que soient les niveaux d’approche, l’évaluation des performances environnementale des élevages ovins et caprins repose largement sur la modélisation des systèmes et/ou sur des simulations., This review deals with INRA research activities in the field of improved environmental friendly farming systems in sheep and goats. This work was done with numerous partners of other institutions and breeder’s associations. Description of INRA researches is presented by level of approaches. At the upper level, technical and economical approaches illustrate the main tendencies and limiting factors that explain specific problems encountered by breeders. These are namely flock size increment, workload limits and an increased use of local natural feed resources. These changes at farm level are studied in terms of innovations and acceptability of some inventions that are proposed by research labs. It is becoming clear that animal robustness and adaptive capabilities are major sources of future flexible farming systems. Phenotyping and modern selection processes are planned to solve these biological limits. Another urgent question concerns alternative methods to control reproduction of such seasoned species. It is for sure clear that present methods based on hormonal treatments can no longer be considered as safe green and ethical and its acceptability is endangered. INRA also set experiments on permanent farming systems in which multidisciplinary teams study global impact of trade-off between productivity and environmental objectives. Such an approach is also developed on rangelands use by sheep in several INRA sites. At a larger scale, research – action operation are conducted to analyse actors’ coordination within complex territories in order to evaluate potential environmental benefits of a wider use of ecosystems on landscape by sheep and goat systems. To tackle such a complex problem of environmental performances of small ruminant production, modelling and simulation are useful tools that have been developed.

Les DFA n’échappent pas, à l’instar de nombreuses régions dans le monde, à la remise en question de leur modèle de production agricole. Le passage d’un modèle agroindustriel à un modèle de production fondé sur la diversification et l’intensification écologique pour une meilleure satisfaction de la demande alimentaire locale et la production de services écosystémiques est désormais incontournable. La recherche agronomique se penche sur des solutions alternatives depuis des décennies, de même que des initiatives originales sont prises par des producteurs autour de la conception de systèmes innovants. L’objectif de cet article est de poser les bases d’une meilleure compréhension partagée des priorités, des modes d’organisation et des méthodes nécessaires pour co-construire les systèmes innovants du futur dans les Outre-Mer. Cette démarche est confortée par un choix d’exemples locaux ou régionaux visant à asseoir une vision partagée. Elle propose en sortie des options pour l’émergence de systèmes agricoles durables aux Antilles-Guyane., Following the example of numerous regions in the world, the French West Indies Departments, in turn, cannot avoid challenging their own model of agricultural production. The transition, from an agroindustrial model to a model based on diversification and ecological intensification for a better satisfaction of the local food demand and the production of ecosystemic services, is henceforth inescapable. Alternative solutions have been studied by the agronomic research for decades, just as original initiatives have been taken by producers in the prospect of innovative system design. The aim of this article is to set up the basis for a better shared understanding of priorities, organizational patterns and necessary methods to co-design the innovative systems of the future in the Overseas. This approach is reinforced by a choice of local or regional examples intended to build a shared vision. It eventually proposes some options for the emergence of sustainable agricultural systems in the French West Indies and Guyana.

¿Puede esperarse que las indicaciones geograficas ofrezcan una alternativa propicia a la implementación de un desarrollo territorial sustentable? ¿Pueden contribuir las IG a la preservación de los patrimonios ambientales y cognitivos locales? ¿Pueden aportar alguna respuesta a los desafíos que plantea el cambio planetario (cambio climático, crisis energética y alimentaria...), especialmente en los países del sur? Estas preguntas delimitan un campo problemático amplio y complejo que abordamos desde los enfoques de la economía patrimonial y en base a un analisis interdisciplinario que asocia agronomía y ciencias sociales. Nuestro planteamiento sigue una metodología inspirada del concepto de intensificación ecológica. En primer lugar porque ésta noción marca una ruptura clara en la orientación del cambio tecnológico: la intensificación se aplica a los recursos ecosistémicos. En segundo lugar porque pretende responder simultaneamente a una doble exigencia de incremento de la disponibilidad de alimentos y de preservación de los ecosistemas. Asentamos nuestro análisis en la trayectoria de calificación del Queso Cotija. No encaja el Queso Cotija en la linea actividad-producto en la cual se asientan las I.G. Procede de una articulación systema productivo-productos asociados. A esta característica remite su atributo de queso pastoril: su anclaje territorial procede de la aplicación de conocimientos técnicos y relacionales que no permiten discociar la elaboración de los quesos de la cría de novillos o del cultivo itinerante del maíz. El Queso Cotijaha ganado una fama merecida que, de alimento rústico tiende a convertirlo en producto «gourmet». Esta reputación recién anada ha inspirado proyectos contradictorios y causado conflictos que ponen en tela de juicio la permanencia misma de los sistemas productivos locales.

International audience; Organic rice production is characterised by high yield variability and substantial productivity gaps with respect to conventional systems. Variability may be accentuated in areas of erratic climate, such as in the Mediterranean region of La Camargue in southern France. While management recommendations for organic cropping systems are not readily available, innovative farmers develop strategies to achieve high, and less variable, yields. The objectives of this study were to identify the main factors affecting yield variability and the farmer management strategies used to sustain crop productivity while reducing input use. Participatory monitoring of farmer fields for yields, yield components, soil condition, weeds and management practices from 1992 to 2009 resulted in a database of more than 380 entries. These data included continuous, discrete and nominal variables. They were explored using classification and regression trees to describe management strategies under conventional and organic systems and to identify and categorise the main variables associated with rice yield variability. Rice yields varied between 0.5 and 10 t ha−1 under conventional and between 0 and 9 t ha−1 under organic management. Weed competition was the main factor affecting yield for both conventional and organic systems. The gap between current average yields and the estimated yield potential of 10 t ha−1 was on average 2.7 t ha−1 under conventional and 5 t ha−1 under organic management. The latter can be largely attributed to the effect of weed competition. The productivity gap between conventional and organic management fluctuated between c. 1 t ha−1 under conducive conditions and c. 4 t ha−1 under limiting conditions (e.g., severe salinity problems). Strategies to attain high yields under conventional and organic management differed: Under conventional management, a low initial plant stand associated with early sowing was compensated by high tillering rates induced through N fertilisation, while weeds were controlled by herbicides. Under organic management, late sowing allowed a higher initial plant density due to higher temperatures during emergence. This higher density ensured greater competition with weeds and sufficient number of panicles per unit area at harvest. If organic rice production is to be further promoted in Mediterranean regions, such innovations should be supported by technical means such as short cycle varieties adapted to late sowing under high latitudes. Other alternatives to outcompete and/or control weeds without the need for herbicides, notably through irrigation water management, crop rotation or use of cover crops must also be explored. These results indicate that farmer innovations may show possible pathways towards the ecological intensification of current agriculture.

Correspondance auteur: Hinsinger P. philippe.hinsinger@supagro.inra.fr ; In the context of increasing global food demand, ecological intensification of agroecosystems is required to increase nutrient use efficiency in plants while decreasing fertilizer inputs. Better exploration and exploitation of soil resources is a major issue for phosphorus, given that rock phosphate ores are finite resources, which are going to be exhausted in decades from now on. We review the processes governing the acquisition by plants of poorly mobile nutrients in soils, with a particular focus on processes at the root-soil interface. Rhizosphere processes are poorly accounted for in most plant nutrition models. This lack largely explains why present-day models fail at predicting the actual uptake of poorly mobile nutrients such as phosphorus under low input conditions. A first section is dedicated to biophysical processes and the spatial/temporal development of the rhizosphere. A second section concentrates on biochemical/biogeochemical processes, while a third section addresses biological/ecological processes operating in the rhizosphere. New routes for improving soil nutrient efficiency are addressed, with a particular focus on breeding and ecological engineering options. Better mimicking natural ecosystems and exploiting plant diversity appears as an appealing way forward, on this long and winding road towards ecological intensification of agroecosystems.

National audience

International audience

Organic waste (OW) generated by human activity is continuously increasing worldwide. Agriculture generates large amounts of OW derived mostly from livestock farming and agroindustries. Substantial amounts of OW are produced in areas with limited land availability, e.g. due to the concentration of animal production systems. Furthermore, OW flows are increasing as a result of urban development-wastewater, sludge and municipal waste may be treated to different degrees in industrialized and developing countries. These wastes are often applied on cultivated lands on the outskirts of cities. OW are sources of organic matter that may increase soil fertility and reduce the need for chemical fertilizers, thus enhancing sustainable agricultural production. They may also carry pollutants and repeated application on the same fields may lead to an accumulation of mineral or metallic pollutants, thus degrading the soil quality and possibly boosting the risk of pollutant transfer to the harvested plants.

Communication également oraleFormat d'édition : CD Romhttp://hal.archives-ouvertes.fr/ISDA2010; L’objectif de ce texte est de contribuer à analyser les voies, possibilités et défis d’une agriculture écologiquement intensive, utilisant de façon durable des processus naturels. En premier lieu on présente la notion d'intensification écologique par comparaison/opposition aux autres formes d’intensification conventionnelles en agriculture. Puis on examine le positionnement de divers acteurs par rapport à la notion d'agriculture écologiquement intensive. Si en apparence cette orientation recueille un large consensus, il existe en fait des points de vue différents, voire divergents. En dernier lieu on analyse les possibilités, obstacles et défis au développement d’une agriculture écologiquement intensive. En effet des difficultés sont susceptibles de freiner cette voie vers une agriculture plus en harmonie avec la nature et le milieu.

International audience; The PISCEnLIT project comes from the global context of aquatic productions in which fishing has achieved a limit and fish farming has a regular development and produces as important volume as fisheries. However, this development should solve several bottlenecks such as environmental and societal problems which question its sustainability. PISCEnLIT is mainly concerned by the ecological intensification of fish culture ponds and their territorial insertion using an ecosystemic approach.