L'objectif de cette tâche est de concevoir des modules pour la version améliorée FLORSYS.2, en développant des algorithmes à partir de la tâche 1, de la littérature, de modèles existants et d'expertise.
Elle se décline en 6 volets.
Sous-tâche 2.1.1 : Intégration de techniques culturales et de processus nouveaux dans FLORSYS
Responsable T2.1.1 : Nathalie Colbach (Agroécologie)
Participants : D. Moreau, S. Cordeau, CDD (Agroécologie), L. Pagès (PSH), J. Lieven (CETIOM), L. Bonin, S. Volan, C. Toqué (ARVALIS), Collaboration: C. Lecomte (Agroécologie)
Objectif : Intégrer, dans le modèle de recherche existant FLORSYS, les nouvelles techniques culturales et processus étudiés dans la tâche 1 (section 3.1), en commençant par les techniques non spatialisées (diversification de couverts, abandon du travail du sol) et les processus impliqués (architecture racinaire et demande azotée des adventices,...).
Méthodes :
- Développer des nouveaux modules à partir des résultats des expérimentations analytiques de la T1 et les intégrer dans FLORSYS. Pour introduire les processus de compétition souterraine pour les ressources, nous allons métamodéliser le modèle d'architecture racinaire ArchiSimple (Pagès et al, 2014) à partir de simulations balayant la gamme de paramètres et de conditions pertinentes identifiées dans la T1 pour prédire des dynamiques de volumes racinaires (profondeur, extension latérale, densités de racines). Ce module d'architecture racinaire sera complété par des données fonctionnelles sur l’absorption par les adventices et les cultures de l’azote (ex. demande en azote en fonction de la surface foliaire , Lemaire et al, 2005).
- Paramétrer FLORSYS.2 pour les nouveaux processus, techniques et espèces (notamment les plantes de couverture)
- Évaluer FLORSYS.2 à l'aide de suivis d'adventices dans des situations variées
- Analyser les essais existants à ARVALIS et au CETIOM pour identifier des situations suffisamment bien caractérisées (en termes d'état initial d'adventices notamment)
- Comparer les simulations FLORSYS.2 aux observations des essais (sources possibles ARVALIS: système de culture de Boigneville (91), Rots (14), Epieds (27), Sendets (64), Lyon-Saint Exupéry (69), essai travail du sol pluriannuel de Boigneville) afin de déterminer son domaine de validité et son erreur de prédiction, avec les méthodes développées pour l'évaluation de FLORSYS.1 (Colbach et al, in prep)
Contribution des partenaires : ARVALIS et le CETIOM prépareront les données pour l'évaluation à partir de leurs essais. Agroécologie et PSH développeront les nouveaux modules à partir des résultats de la T1, puis évalueront FLORSYS.2.
Risques : Le paramétrage complet des nouveaux modules dépend de la réussite des expérimentations de la T1. L'évaluation détaillée de FLORSYS.2 ne sera possible que si la flore adventice est suffisamment bien caractérisée sur les essais.
Sous-tâche 2.1.2 : Cas particulier des techniques spatialisées à l'intérieur de la parcelle
Responsable T2.1.2 : Gawain Jones (Agroécologie)
Participants : Christelle Gée, Sylvain Villette, Nathalie Colbach, CDD (Agroécologie)
Objectif : Introduire le désherbage de précision dans FLORSYS qui, actuellement, ne considère que la pulvérisation conventionnelle (toutes buses ouvertes).
Méthodes : (1) Développer un module de désherbage de précision dans FLORSYS.2, prenant en compte les performances de la technologie (résolution spatiale de la caméra, niveau d’erreur, surface minimale des traitements, règles de décision pilotant le déclenchement des traitements localisés); (2) définir ces variables pour différentes stratégies de traitement en fonction des résultats de la tâche 1 et du modèle Sim_A_Field (Jones et al, 2010).
Risques : Néant.
Sous-Tâche 2.1.3 : Passage à l'échelle du paysage: intégration des processus de dispersion
Responsable T2.1.3 : Benoît Ricci (Agroécologie)
Participants : N. Colbach, S. Cordeau, CDD (Agroécologie), C. Bockstaller (LAE), Collaborations: H. Raynal (Plateforme de modélisation RECORD)
Objectif : Changer d'échelle et passer du champ virtuel à l'îlot de parcelles dans FLORSYS, en incluant des espaces semi-naturels comme les bordures de routes ou les haies, en s'inspirant de la méthodologie employée dans le modèle spatialement explicite GENESYS développé par notre équipe (Colbach, 2009). Ce changement d'échelle est nécessaire pour intégrer la dispersion des adventices, et aussi pour tester des stratégies de gestion d'adventices visant à concilier production agricole et biodiversité au niveau de l'îlot de parcelles.
Méthodes : (1) parallélisation des calculs (en collaboration avec la plateforme RECORD animée par Hélène Raynal), travail déjà entamé dans le cadre du projet AMIGA, (2) introduction de nouveaux éléments du paysage (bandes enherbées et bordures de route ou chemin herbacé), (3) intégration de fonctions de dispersion des semences par voie naturelle et anthropique. La dispersion naturelle sera quantifiée à partir de traits d'espèces à partir de la littérature, en collaboration avec les auteurs (Thomson et al, 2011, Daniel Laughlin, University of Waikato, NZ). La dispersion anthropique sera appréhendée par une mise en relation entre des données d’abondance de flore (zone d’étude de Fénay, 14 km², 25 exploitations) et des calculs de connectivité du paysage permettant de prendre en compte les flux associés au matériel agricole. Enfin, (4) ces résultats alimenteront le calcul des dispersions de semences entre parcelles en intégrant les fonctions de dispersion à l'aide du modèle CaliFLoPP (Bouvier et al, 2009) présent dans RECORD.
Risques : Impossibilité d'établir des fonctions de dispersion anthropique.
Sous-Tâche 2.1.4 Introduire la résistance aux herbicides dans FLORSYS
Responsable T2.1.4 : Valérie Le Corre (Agroécologie)
Participants : Henri Darmency, Christophe Délye, Nathalie Colbach, CDD (Agroécologie)
Objectif et méthodes : Introduire la résistance à plusieurs herbicides dans FLORSYS, avec une approche non génétiquement explicite, en considérant (1) différentes populations résistantes à différents modes d'actions et des populations sensibles, (2) un module de mutation convertissant des individus sensibles en résistants (et vice-versa), (3) des taux d'efficacité des herbicides dépendant du caractère résistant/sensible vis-à-vis de la matière active, (4) des coûts de résistance. Cette approche est une simplification du module génotype/mutation/résistance de ALOMYSYS (Colbach et al), le prototype monospécifique de FLORSYS. Dans le cas de la résistance au glyphosate, cette tâche se fera en collaboration avec le projet européen AMIGA.
Risques : Il y a peu de données sur les coûts de résistance et les taux de mutation.
Sous-Tâche 2.1.5 Amélioration du module de phénologie
Responsable T2.1.5 : Ludovic Bonin (ARVALIS)
Participants : L. Bonin, S. Volan (ARVALIS), J. Lieven (CETIOM), N. Colbach, CDD (Agroécologie)
Objectif : Développer un nouveau module de phénologie pour FLORSYS qui, en plus des facteurs température et date de levée, prend aussi en compte la longueur du jour et permet ainsi d'améliorer la prédiction de la date de floraison et de maturité à des latitudes différentes de celle de Dijon, afin de remédier aux défauts identifiés lors de l'évaluation de FLORSYS.1 (Colbach et al, in preparation)
Méthodes : (1) Relevé de dates de levée et dates de début floraison pour tout ou partie des 16 espèces adventices de FLORSYS à différentes latitudes et dans différentes cultures, dans les essais longue durée comme Boigneville (essais systèmes de culture), les nouvelles plateformes SYPPRE (Lauragais, Pays de La Loire), les essais annuels herbicides; (2) Établissement de fonctions prédisant la date de floraison en fonction de la date de levée, température et longueur du jour.
Délivrables. Un module de phénologie adapté à différentes latitudes pour FLORSYS.2
Risques : Ne pas avoir les adventices attendues et disposer de peu de variabilité d’espèces selon les essais
Sous-tâche 2.1.6 Étendre la gamme des indicateurs d'évaluation des impacts de la flore adventice
Responsable T2.1.6 : Jean Villerd (LAE)
Participants : Nathalie Colbach, Delphine Moreau, Stéphanie Gibot-Leclerc, Sylvie Granger, Thomas Puechlong, CDD (Agroécologie), Christian Bockstaller (LAE), Sandrine Volan, Ludovic Bonin (ARVALIS)
Objectif : Étendre la gamme d'indicateurs déjà présents dans FLORSYS pour améliorer la capacité d'évaluation des systèmes de culture.
Méthodes : (1) Enquête auprès des futurs utilisateurs (chercheurs, conseillers) de FLORSYS et des outils d'aide à la décision (OAD) développés dans la tâche 2.3, et auprès des destinataires des conseils (agriculteurs, décideurs pu¬blics) pour identifier les critères d'évaluation manquants; (2) Construction de nouveaux indicateurs des bénéfices (ex. ressource trophique pour lépidoptères, couverture du sol pour limiter l'érosion ou le lessivage d'azote) et de nuisibilité (ex adventices hôtes ou non-hôtes facilitateurs pour l'orobanche) en fonction des processus impactés par les techniques innovantes rajoutées dans le modèle, à dire d'experts et à partir de résultats d'autres projets (AMIGA, ECOPHYTO, voir section 2.4.2); (3) si nécessaire et si possible, validation des indicateurs à partir de suivis sur le terrain (ex. préférence des lépidoptères pour certaines espèces adventices). La réflexion sur les indica¬teurs a déjà débutée dans le cadre de la thèse de Thomas Puechlong (INRA-EA, INRA-MIA et Région Bourgogne).
Risques : La qualité prédictive des indicateurs dépendra du niveau des connaissances disponibles et accessibles pour les développer, plus particulièrement pour paramétrer les espèces.
