Article rédigé par Gaëlle van Frank, post-doctorante pour le PNRI, sous la direction d’Aude Vialatte et Olivier Therond (INRAE)

 

Contexte 

Le développement des régulations naturelles des ravageurs par leurs ennemis naturels est un levier prometteur pour contrôler les populations de ravageurs des cultures tout en réduisant l’usage des produits phytosanitaires dans les parcelles agricoles. L’implantation d’habitats semi-naturels, tels que les haies, les bandes enherbées ou fleuries ou encore les prairies, ainsi que la réduction de la taille des parcelles et la diversification des cultures sont des leviers reconnus pour favoriser les régulations naturelles. C’est ainsi à la fois la composition du paysage et sa configuration (agencement des cultures et des habitats semi-naturels) qui agissent sur les régulations naturelles. Toutefois, si l’effet positif de l’hétérogénéité du paysage est bien connu maintenant, sa déclinaison en modalité de gestion sur un territoire donné est rendue difficile par le caractère dynamique et multifactoriel des processus en jeu. En effet, les effets du paysage se combinent aux caractéristiques écologiques des ravageurs et des ennemis naturels (capacité de dispersion, sites d’hivernation et d’alimentation), aux systèmes de culture en place et aux conditions climatiques. De plus, au sein d’une parcelle donnée, les effets de la structure du paysage peuvent être fortement modulés par les pratiques agricoles.

Mettre en œuvre des expérimentations agronomiques à l’échelle du paysage pour tester des organisations de cultures et d’habitats semi-naturels est difficile. La modélisation numérique est une voie opérationnelle pour explorer et concevoir des stratégies de gestion du paysage pour la régulation des pucerons verts, considérant les spécificités biophysiques et socio-techniques d’un territoire donné.

L’objectif du projet est de développer un modèle permettant de simuler, sur des paysages réels, différents scénarios de gestion du paysage (ex. complexification de la mosaïque paysagère par l’implémentation d’habitats semi-naturels et/ou diversification des cultures) et d’évaluer leurs impacts potentiels sur la régulation du puceron vert, la propagation de la jaunisse et les pertes de rendement associées à la maladie.

Structure du modèle

Le modèle en cours de développement est spatialement explicite, il est développé à l’aide d’un système d’information géographique (SIG). La structure du modèle est présentée dans la figure ci-dessous. Il représente la dynamique spatiale des populations du puceron vert sur plusieurs années : les processus de colonisation au printemps depuis le lieu d’hivernation vers les cultures, de croissance et de dispersion au cours de la saison, et de retour à l’hivernage. L’action de régulation par les ennemis naturels est représentée par des processus de prédation et de parasitisme menant à une mortalité des pucerons durant la phase de croissance de population. Cette activité est  d’autant plus importante que le puceron se trouve à proximité d’un habitat semi-naturel abritant des ennemis naturels.

Le modèle représente également la dynamique d’acquisition des virus de la jaunisse de la betterave par les pucerons lors de l’hivernage, sur les plantes hôtes des virus qui hébergent le puceron durant l’hiver, et au cours de la saison de culture sur des plantes infectées. Ainsi, un puceron virulifère colonisant une parcelle de betterave inocule celle-ci, puis la maladie se propage en fonction des déplacements des générations suivantes de pucerons virulifères dans la parcelle.

Les principaux effets connus des pratiques agricoles sur le potentiel de régulation naturelle sont également pris en compte. Par exemple, l’application de produits insecticides affecte les populations de pucerons mais est aussi susceptible d’affecter les populations d’ennemis naturels présents dans la parcelle et à proximité. Le travail du sol peut affecter les ennemis hivernant et/ou vivant dans le sol comme les carabes.

Principales composantes du modèle de simulation dynamique des relations entre paysages, systèmes de culture, pucerons, ennemis naturels, jaunisse de la betterave :

Suivant les moyens disponibles, il est prévu de coupler ce modèle avec des modèles existants représentant les effets du paysage et des systèmes de culture sur la régulation naturelle des pucerons des céréales et le méligèthe du colza. 

Scénarios envisagés

Les scénarios testés sous SIG suivront un gradient de rupture par rapport à l’organisation des paysages actuels : depuis une implantation d'habitats semi-naturels jusqu’à des changements dans les systèmes de culture (changement de rotations et/ou de pratiques) et la taille des parcelles. Ces simulations permettront d’évaluer les effets des scénarios de gestion du paysage sur (1) l’efficacité des régulations naturelles c.à-d. l’évolution des populations de pucerons, (2) la propagation de la jaunisse (surfaces infectées) et (3) le rendement de la betterave. La mobilisation de deux autres modèles déjà développés sur les méligèthes du colza et les pucerons des céréales sur blé devrait permettre d’explorer les effets des stratégies de gestion du paysage sur les antagonismes et/ou synergies entre les régulations de bioagresseurs des betteraves, céréales et colzas.