Vers une meilleure compréhension de la prédation des graines adventices par les coléoptères carabiques en grandes cultures

par Benjamin Carbonne

Projet de thèse en Sciences agronomiques

Sous la direction de Sandrine Petit et de David Bohan.

Thèses en préparation à Bourgogne Franche-Comté , dans le cadre de Environnements Santé , en partenariat avec Agroécologie (Dijon) (laboratoire) depuis le 01-10-2017 .


  • Résumé

    La régulation des bio-agresseurs par leurs ennemis naturellement présents est souvent présentée comme une alternative à l'utilisation de produits phytosanitaires. Néanmoins, en grandes cultures, il y a peu de preuves ou de quantification de cette régulation. Parmi les bio-agresseurs, les adventices demeurent sans doute parmi les plus difficiles à gérer sans recours aux herbicides. Les résultats des recherches menées dans l'UMR Agroécologie indiquent que l'évolution du stock semencier d'une année sur l'autre est inversement proportionnelle à l'abondance de carabes consommateurs de graines, ce qui suggère une régulation biologique (Bohan et al., 2011). Néanmoins, si ce signal est robuste à une échelle nationale, l'approche reste corrélative et les résultats génériques et peu/pas applicables. Notre incapacité actuelle à prévoir le niveau de régulation effectif dans un contexte donné est un verrou majeur pour que le recours aux régulations biologiques naturelles soit considéré comme un levier de gestion jugé suffisamment ‘fiable' par les agriculteurs pour s'affranchir de certains traitements herbicides. Le volet de mise en évidence et de quantification des niveaux de régulation des adventices relève d'une activité de recherche, et fera l'objet de cette thèse. Il s'agit (i) d'apporter la preuve que des populations d'adventices nuisibles peuvent être significativement régulées au champ et (ii) de calibrer le niveau de régulation à attendre pour des densités connues de consommateurs de graines et de graines d'adventices. La prédation des graines d'adventices par les coléoptères carabiques est un sujet de recherche récent mais qui a pris un essor important depuis 5 ans, c'est-à-dire la mise en évidence de niveaux de prédation substantiels et ainsi la possibilité d'une régulation biologique naturelle des adventices. Les recherches menées dans l'UMR Agroécologie ont permis de mettre en évidence plusieurs points. Le volet sur l'impact réel de cette prédation sur la dynamique d'une population d'adventice a en revanche été très peu traité dans l'unité comme dans les autres équipes à l'international. Outre le lien entre abondance de carabes et renouvellement de la banque de graines que nous avons mis en évidence au niveau national, les seuls éléments existant actuellement proviennent de rares simulations de dynamique de population intégrant des taux de déplétion de graines par la prédation (Firbank & Watkinson, 1985). L'objectif de cette thèse est donc de traiter de cette question en particulier, par des approches expérimentales menées en microcosmes, mésocosmes et au champ.

  • Titre traduit

    Toward a better prediction of in-field weed regulation by carabid beetles in arable landscapes


  • Résumé

    The regulation of pests by their naturally present enemies is often presented as an alternative to the use of phytosanitary products. Nevertheless, in field crops, there is little evidence or quantification of this regulation. Among the pests, weeds are probably among the most difficult to manage without the use of herbicides.This PhD will examine some of the ecological mechanisms underlying carabid predation of weed seeds and the ensuing regulation of weed populations. The broad goals of the UMR Agroécologie are to better understand agro-ecological processes so that we can develop sustainable management solutions, which reduce pesticide inputs and support a durable, intensive agriculture. In a recent paper, Bohan et al. (2011) demonstrated that seed predatory carabid beetles appear to regulate the seedbank of weed species in-field. This pattern was national in scale and had all the necessary hallmarks of a valid, working « Ecosystem Service ». This Ph.D. will contribute to an EU FACCE ERA-NET C-IPM project, called BioAWARE, which seeks to understand “whether a high richness and abundance of species or functional groups (biodiversity) of weed seed predators assures natural weed control, in the long term, by increasing regulation rates and rendering them resilient to the variation in environmental conditions in EU agriculture.” This PhD will test part of this conjecture. We hypothesise that seedbank regulation and the robustness of the service are intimately linked to carabid diversity and abundance and, the spatio-temporal distribution of weeds in the field (Harrison & Gallandt 2012). This project will test these expectations using a combination of: i) experiments of carabid foraging and feeding behaviour at UMR Agroécologie (Guy et al. 2008); ii) mesocosm and field experiments (Smith 2007) to manipulate weed seed distribution patterns in ways designed to manipulate predation; and, iii) field experiments and data analysis to search for general changes in the weed seedbank with weed (patch) density and carabid abundance and diversity.