La régulation des adventices dans les systèmes de culture moins dépendants des herbicides : quels rôles de la fertilisation azotée et des caractéristiques variétales ?

Laurène Perthame (1) , Nathalie Colbach (1) , Thibault Maillot (1) , Delphine Moreau (1)

1 Agroécologie [Dijon]

Quel rôle de l’azote dans la régulation des adventices ? Réduire l’usage des herbicides et des engrais minéraux est nécessaire pour des systèmes de culture plus durables. Ces réductions conjointes pourraient entraîner le développement d’une flore adventice résiduelle et une compétition accrue pour les ressources, notamment azotées, entre cultures et adventices. L’objectif de cette thèse est d’analyser, à l’aide d’un modèle (FLORSYS), dans quelle mesure optimiser les techniques de fertilisation azotée et le choix des variétés cultivées pourrait fournir un levier pour favoriser la régulation biologique des adventices par compétition pour l’azote, et ainsi réduire l’usage d’herbicide. Une première étape de la thèse a visé à compléter le modèle FLORSYS afin d’y intégrer la compétition pour l’azote. FLORSYS simule déjà la compétition pour la lumière et son rôle dans la croissance des cultures et la démographie des adventices en fonction du système de culture, du pédoclimat et des traits des espèces. Des expérimentations en serre ont permis d’établir une fonction originale pour prédire la demande en azote de plantes individuelles à partir de la biomasse foliaire, indépendamment des conditions d’ombrage. Ensuite, des expérimentations virtuelles ont permis d’identifier les techniques culturales liées à la fertilisation azotée et les traits variétaux liées à la nutrition azotée, qui impactent le plus la dynamique des adventices dans un cas d’étude (monoculture de maïs en Aquitaine). Finalement, pour ce cas d’étude, des systèmes de culture innovants favorisant la régulation biologique des adventices par compétition pour l’azote et conciliant production agricole et biodiversité seront proposés. Is it possible to use nitrogen fertilization for weed control? Use of herbicides and mineral fertilizers must be reduced to make cropping systems more sustainable. These changes could lead to the development of a residual weed flora and an increased competition for resources, including nitrogen, between weeds and crops. This project aims at identifying which fertilization techniques and cultivar traits contribute to the biological regulation of weeds by modulating plant‐plant competition for nitrogen and thus help to reduce herbicide use, using a modelling approach (FLORSYS). The first step of the PhD project aimed at introducing plant‐plant competition for nitrogen into the FLORSYS model. FLORSYS already simulates competition for light and its role in crop growth and weed dynamics depending on cropping system, pedoclimate and species traits. In particular, an original function was proposed based on greenhouse experiments to estimate the nitrogen demand of individual plants from their leaf biomass irrespective of shading conditions. Then, virtual experiments were performed in a case study with maize monoculture, to identify the nitrogen fertilization techniques and the cultivar traits linked to nitrogen nutrition that impacted weed dynamics the most. Finally, innovative cropping systems will be proposed for this case study to promote biological weed regulation via nitrogen competition to reconcile weed control, crop production and biodiversity.

Domaines: Sciences de l'environnement

Laurène Perthame, Nathalie Colbach, Thibault Maillot, Delphine Moreau. La régulation des adventices dans les systèmes de culture moins dépendants des herbicides : quels rôles de la fertilisation azotée et des caractéristiques variétales ?. Phloème 2020, Jan 2020, paris, France. pp.213-214. ⟨hal-02890925⟩