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Présentation de l’UMR DYNAFOR 

Dynafor est une unité mixte de recherche, une UMR est une unité résultant de l’association de plusieurs laboratoires de recherche, et d’établissements d’enseignement supérieur.
L’UMR Dynafor a été créée le 1er janvier 2003 à partir du regroupement de chercheurs et techniciens de l’Unité de Recherche de Toulouse du Département SAD, de l’ensemble des personnels de l’Unité Agroforesterie et Forêt Paysanne du Département EFPA, et d’une équipe de l’ENSAT (Ecole Nationale Supérieure Agronomique de Toulouse) soit 14 agents.
Au 1er janvier 2007 elle comptait 17 agents et s’est agrandie pour atteindre 30 agents en 2009. A partir de 2010, Dynafor s’est à nouveau agrandie significativement avec l’arrivée d’une nouvelle composante constituée par 2 équipes de l’école d’ingénieurs de Purpan (EI Purpan). Ces 2 équipes représentent 8 personnes, portant les effectifs permanents de l’UMR à 38 agents (3 Directeurs de Recherche, 6 Chargés de Recherche, 13 Maîtres de conférence, 9 Ingénieurs, Assistants Ingénieurs et 7 Techniciens de Recherche).
L’écologie du paysage est une notion qui signifie, l’étude de la variation de la structure des paysages à différentes échelles spatiales et temporelles, en tenant compte des effets d’anthropisation liée à l’activité humaine et sous l’influence de plusieurs facteurs comme des facteurs environnementaux ou biophysiques. Cette notion est la discipline centrale autour de laquelle s’organisent les activités de Dynafor. Elle est vue comme une science intégratrice des relations homme-nature. Dans sa démarche, les écosystèmes diffèrent selon les diverses caractéristiques spatiales, entraînant des interactions au sein de ses systèmes écologiques. Dynafor est chargé de mettre en évidence ces caractéristiques spatiales en analysant leur dynamique, le terme de « dynamique », sous-entend l’évolution d’un écosystème dans son environnement au cours du temps.
Du côté d’EFPA, ils s’inscrivent dans les défis/priorités relatifs aux services écosystémiques et aux risques pour les forêts et les milieux naturels dans une approche descriptive et comparative de situation réelle avec de grands plans d’échantillonnages.
L’essentiel des activités de Dynafor vise à produire des références sous forme d’articles scientifiques sur ses sites d’études, reconnues dans les cadres académiques. Les résultats des travaux sont préférentiellement publiés dans des revues internationales à comité de lecture. Afin de faciliter les relations, l’un des souhaits de Dynafor est de communiquer ses résultats de recherche aux partenaires locaux de ses objets d’études (agriculteurs, conseillers agricoles, coopératives agricoles…) sous forme de réunion, ou d’articles de vulgarisation… Du fait des sujets traités et par posture scientifique, les interactions avec l’environnement social et économique tiennent une place importante.
Ensuite une autre activité non négligeable concerne la formation de nombreux étudiants d’écoles supérieures dans le secteur de la recherche, tels que des étudiant de l’école d’ingénieur de Purpan ou ceux de l’ENSAT mais aussi des étudiants issus de DUT, ce qui est mon cas. C’est une activité qui monopolise du temps chez les professionnels.
L’unité regroupe beaucoup de disciplines différentes, comme, la foresterie, la zootechnie, l’écologie, les sciences sociales, la géomatique l’informatique. L’inter-disciplinarité demande, d’interagir entre collègues de travail, d’où l’unité Dynafor ne fonctionne pas sous forme d’équipe mais en trois grands axes scientifiques. Ceci permet aux agents de ne pas avoir une appartenance formelle à un axe et d’avoir un fonctionnement de travail souple et variable, sous la responsabilité d’un animateur. Les axes visent à organiser des réflexions scientifiques pour faire le point sur des avancées issues de plusieurs projets de recherche. Ils visent aussi à identifier des directions à développer, sans être exhaustifs de l’ensemble des activités au sein de Dynafor. Ces axes n’ont pas vocation à jouer un rôle fort dans la gestion, toutefois, leurs animateurs sont membres du CUMR avec des représentants élu qui contribuent à orienter la gestion d’ensemble de Dynafor en gérant le budget, les projets… Les axes sont :
– Secoteam (Services ECOsystémiques rendus par la biodiversité dans les paysages agriforestiers) animé par A. Vialatte (c’est dans cet axe que mon sujet de stage s’inscrit).
– Ramsses (Recherche en Analyse et Modélisation de Systèmes Socio-Ecologiques Spatialisés) animé par M. Goulard
– Forêt (Biodiversité des forêts rurales et milieux naturels) animé par A. Brin.
Bien qu’affilié à l’axe SECOTEAM, j’ai été amené à solliciter du personnel des autres axes : Laurent Raison et Bruno Dumora m’ont aidé dans la mise en place, et dans l’identification des carabes, j’ai eu aussi besoin de l’intervention de Sylvie Ladet dans la mise à disposition des données spatiales (points GPS, couches géographique) de SIG de Dynafor. Laurent Burnel et Jerôme Wilm m’ont aidé sur le terrain à la préparation et à la mise en place du matériel et ils font parties du personnelles affilier à l’axe Forêt
Il y a un an, Dynafor a répondu avec 4 autres équipes INRA-CNRS, à un appel d’offre et obtenu le contrat qui se nomme SEBIOPAG-Phyto à hauteur de 183 500 euros dont 30 000 euros pour Dynafor. C’est un projet national, son objectif est de conseiller et d’orienter les agriculteurs dans l’utilisation des produits phytosanitaires afin de pouvoir mieux réguler les intrants. Cet objectif à été défini dans le cadre d’Ecophyto 2018 car son but est de réduire les intrants utilisés dans l’agriculture française de 50%, en valorisant et en promouvant les services écosystémique.
Organigramme de l’unité de recherche Dynafor :
Durant la période de mon stage ma principale mission c’est inscrit exclusivement dans le projet SEBIOPAG-Phyto que je vais vous présenter ci-dessous. Ce projet de recherche se repose sur un dispositif de site de recherche à long terme appelé SEBIOPAG. (http://www.sebiopag.inra.fr)

Présentation du Projet SEBIOPAG-Phyto 

Le réseau national des 5 sites : SEBIOPAG

Le projet SEBIOPAG-Phyto, financé par ECOSCOPE (Fondation pour la Recherche sur la Biodiversité) est réparti sur cinq sites de recherches travaillant sur les services écosystémiques de la biodiversité dans les paysages agricoles et l’ensemble de ses cinq sites forment un réseau. Il regroupe le site d’Armorique en Bretagne, le site de Plaine et Val de Sèvre aux alentours de Niort, le site de Plateaux et Plaine de Côte d’Or à Dijon, les Vergers de la Basse Vallée de la Durance à Avignon et les Vallées et Coteaux de Gascogne (Gers) à proximité de Toulouse qui est la zone d’étude de DYNAFOR, (Figure 2). Chacun de ces sites d’études à des spécificités au niveau agricole et paysager (bocage pour le site de Bretagne, vergers à Avignon ou polyculture élevage à Toulouse). Cinq sites ont été mis en place afin de pouvoir comparer le niveau de prédation selon les systèmes de production différents et selon la situation géographique de chaque zone d’étude.
Figure 2 : Cartographie représentant les cinq sites d’étude SEBIOPAG (UMR DYNAFOR 2011)
Le projet bénéficie du soutien institutionnel de l’INRA, et fait intervenir plusieurs laboratoires et unités de recherche de cet Institut. SEBIOPAG-Phyto n’est pas le seul projet sur ce sujet à Dynafor, il y a aussi le projet Farmland en cours. Le projet Farmland, met l’accent sur l’importance de l’hétérogénéité du paysage sur la biodiversité et les services écosystémiques. Ayant un terrain d’étude et un contrat commun, avec le projet Farmland, le projet SEBIOPAG-Phyto vise à étudier les liens entre biodiversité et services de régulation (contrôle biologique, pollinisation) dans le contexte des changements globaux.
Le projet de SEBIOPAG-Phyto a pour objectif de mieux comprendre l’utilisation des intrants par les agriculteurs selon un gradient de pratiques et de paysage. L’objectif général est d’évaluer si les changements observés dans les services écosystémiques peuvent affecter les capacités de réponse et d’adaptation des exploitations agricoles, et de savoir quels compromis faire pour améliorer ces services à l’échelle de la parcelle et du paysage. Le projet SEBIOPAG-Phyto est basé sur trois points :
– Comprendre comment les pratiques et outils agricoles peuvent-ils favoriser ou même développer des services écosystémiques par la biodiversité environnante. Ce qui a été fait par enquête, questionnaires menés durant cet hiver.
– L’évaluation de l’effectivité et de la qualité des services écosystémiques en termes de réalisation des processus biologiques/écologiques clés et de la possibilité de les mobiliser dans les décisions de gestion d’un agrosystème. C’est la mesure de prédation, c’est là que mon stage s’inscrit.
– La caractérisation de l’évolution de ces services dans le contexte des changements globaux. C’est un aspect que je ne pourrais observer car le projet se déroule sur du long terme.
Ce réseau est prévu pour 10 ans, en suivant 20 parcelles clés de culture situées sur le site d’étude des coteaux Gascogne (voir Figure 3) afin de compiler un ensemble d’informations suffisamment conséquent dans des bases de données, pour pouvoir répondre aux différentes questions soulevées. Ce projet se déroule sur du long terme gommer l’effet météo, ou tout autre facteur spontanée qui pourrait se produire sur une année comme certaine pratique agricole extrême (utilisation massive d’insecticide). C’est ces 10 années d’études qui nous permettrons d’obtenir un jeu de données suffisant pour rendre plus robuste l’étude. Mais pour l’instant des moyens sont acquis durant 3 ans. L’exploitation des données auxquelles je me suis intéressé concerne les relevés de l’année 2015.
Les différentes pratiques agricoles et paysagères entre les sites études permettent d’évaluer le niveau de généricité des processus à l’œuvre dans les services écosystémiques de régulation, et de leurs réponses vis-à-vis des changements globaux.

Ma mission 

Mon rôle consiste à refaire le travail effectué en 2014. Ma mission concerne la 2ème année du projet. Elle consiste à piloter l’expérimentation terrain en trois phases distinctes, une phase de préparation, en contactant les agriculteurs possédant une parcelle agricole concernés par l’étude, à la préparation du matériel biologique… Puis la phase de réalisation en installant sur le terrain ce matériel et cela comprend aussi le relevé de ce matériel… et ensuite par une phase d’analyse, ou j’observe les nombres de proies mangées, soit à l’œil nu, soit à loupe binoculaire. Je ne peux pas finir ce projet car c’est un projet qui est sur une longue durée, 10 ans mais j’aurais participé à l’une des années d’expérimentations.

Les questions de recherches :

Les différentes problématiques abordées au cours mon sujet de stage :
– Le niveau de prédation dépend il du type de culture mis en place ?
– Les ravageurs situés au sol sont-ils plus sujets à la prédation que ceux situées en hauteur dans la culture ?
– Quel est le niveau de prédation des ravageurs au sein d’une parcelle selon son contexte paysager?
Afin de pouvoir répondre à ces différentes problématiques, un protocole a été mis en place par un comité, qui réunissait les responsables du projet des 5 sites. Ce comité a été mis en place dans l’objectif d’avoir un protocole commun aux 5 sites d’études.

Matériel et méthodes 

Organisation de l’expérimentation 

La zone d’étude de mon stage est la zone des coteaux et vallées de Gascogne. Elle regroupe 20 paysages différents. A savoir qu’un paysage est défini par une parcelle agricole entourée d’un buffer (rayon) de 500mètres. On prend en compte le pourcentage d’occupation des sols, en forêt et en prairie permanente uniquement dans la zone du buffer. Dans ces vingt parcelles (paysages), il y a 14 en cultures de printemps et 7 cultures d’hiver. Ceci a été défini pour couvrir un maximum d’activités prédatrices des auxiliaires.
Le début des sessions de terrain dépendent de la température cumulée, c’est-à-dire la température additionnée de chaque jour d’une année (ceci sert à avoir une référence commune en termes de phénologie entre les différents sites). La température est directement relevée à partir d’une station météo de l’INRA localisée sur le site d’étude. L’expérimentation se déroule en deux sessions de terrain, la première session est positionnée à environ 1100°C cumulés depuis le premier janvier de l’année en cours, celle de seconde session à environ 1500°C. Cette année, la pose du matériel se fait à plus ou moins 10 jours. Les sessions de terrain dépendent de la température cumulée, afin d’avoir toute les cultures d’hivers au même stade phénologique et de même pour les cultures de printemps. Chacune de ses sessions est répétée deux fois afin de densifier les données.
Avant de se rendre sur le terrain, on a utilisé des atlas cartographique réalisés sous le logiciel Arc GIS, ces cartes nous ont servi à nous repérer sur le site d’étude, et à localiser la parcelle expérimentée au sein de la zone concernée. (Voir figure 4)
Figure 4 : Extrait d’une page d’atlas cartographique réalisé sous SIG avec en fond de carte la photo aérienne la plus récente sur les Coteaux et le plan IGN simplifié pour repérer les lieux dits et accès. La parcelle est digitalisée sous forme de polygone au centre avec indication des points d’expérimentations 2014. La zone tampon de 1km autour du centre de la parcelle permet d’avoir suffisamment de voisinage de la parcelle pour aider à y accéder.

Matériels 

Le matériel cocerne deux parties distinctes. Le matériel utilisé afin de constituer les cartes de prédations et d’autre part le matériel utilisé pour les pièges à carabes, situées au niveau du sol « piège Barber ». (Voir figure 5)
Figure 5 : photo d’un piège barber mis en place sur le terrain au sein d’une parcelle agricole (Photographie par Antoine PICOT)
En ce qui concerne les cartes de prédation en papier de verre, nous les avons découpées à l’aide d’un cutter ou d’un massicot à la dimension de 5cm x 5cm. Nous fixons les cartes sur le sol à l’aide d’une épingle de couture à embout coloré ou sur la partie foliaire d’une plante de la culture concernée, grâce à une agrafeuse.
Comme nous avons sur chaque parcelle, 2 transects qui ont 5 point de mesures, cela nous fait 10 points de mesure par parcelle. Et en considérant qu’il y a 4 cartes de prédation à chaque point de mesure, cela nous fait 40 cartes à préparer pour une parcelle. En sachant qu’il y a 20 parcelles, on doit préparer 800 cartes de prédation et nous avons deux sessions de terrain cela fait donc 1600 cartes de prédation au total à faire.
Chaque site de recherche effectue les manipulations suivantes avec le même matériel afin d’avoir des résultats qui soient comparables d’un site à l’autre et de pouvoir les comparer de manière rigoureuse par la suite.

Conduite d’élevage 

Afin de pouvoir conserver les pucerons vivants le plus longtemps possible (l’objectif étant deux mois), nous avons décidé de conduire un élevage de pucerons sur des plants de féverole. Pour se faire, nous disposons d’une une cage vitrée et munis d’un maillage fin pour l’aération mais assez fin pour retenir les pucerons prisonniers à l’intérieure de celle-ci.
Nous avons 40 pieds de féverole à disposition. Afin de maintenir l’élevage vivant, nous effectuons un renouvellement des plants toutes les semaines. C’est-à-dire que nous laissons dans une cage le plant avec les pucerons durant une semaine. Puis nous changeons de plants afin que les pucerons soient toujours en voie de développement et trouvent de quoi subvenir à leur nutrition avec un nouveau plant frais. Le changement s’effectue en coupant des tiges avec feuilles colonisées par les pucerons et en les déposants à la base du nouveau plant d’accueil à l’élevage. (Voir figure 6)
Afin d’obtenir assez de pucerons pour réaliser les cartes de prédations, à chaque rotation de plants, nous conservons ¾ de la colonie de pucerons au congélateur, et ¼ restant sert à coloniser le futur plant support.
Figure 6 : photo montrant la colonisation d’un plant de féverole par des pucerons (Photographie prise par Antoine PICOT)
Le suivi de l’élevage se fera jusqu’à la fin de mon stage car il reste une session de terrain après mon stage. Et nous procédons à un suivi journalier de l’élevage pour s’assurer que ce dernier soit toujours en voie de développement (sans dénombrement, juste à l’œil).

Préparation des cartes de prédation 

– avec les pucerons :
Pour pouvoir faire les cartes de prédation, il nous a fallu utiliser du papier de verre bien spécifique (papier de verre LEMAN, de couleur brun et avec un grain 120, qui représente le nombre de grain au cm²), de la colle SADER repositionnable en spray et nos pucerons. Les pucerons sont issus d’un élevage conduit sur des pieds de féverole durant 6 semaines, afin de les conserver frais un maximum de temps et de les utiliser au bon moment (lorsqu’on fait les cartes de prédations). On maintient l’élevage en place le temps d’une 1 semaine environ afin d’avoir le temps de faire toutes les cartes.
Les pucerons (Acyrthosiphon pisum) seront par la suite conservés par congélation (-20°C). La conservation doit être d’une durée minimale car cela pour faire perdre aux pucerons leur appétence.
Une fois sur le terrain on plie en deux les cartes qui vont être situés au niveau du sol de façon à faire un petit toit. Pour ceux qui sont sur les plants, on les fixe simplement sur la feuille la plus haute du végétal avec l’agrafeuse.
Le relevé des cartes de prédation est réalisé 1 jours après la dépose des pièges car nous cherchons à évaluer la prédation des ravageurs par les auxiliaires de culture et non par des nécrophages. Or on considère qu’au-delà d’un jour, les pucerons ont peut-être était consommé par des nécrophages. Le comptage du nombre de pucerons restant est fait à l’œil nu sur le terrain car les pucerons exposés sur celle-ci sont aux stades adultes et donc il est facile d’observer un puceron mangé, d’un autre qui ne l’a pas été.
– avec les œufs :
Les œufs choisis sont des œufs d’Ephestia kuehniella (C’est une pyrale dont les larves s’attaquent essentiellement à la farine, aux grains de céréales (blé, maïs, riz). Nous avons utilisé le papier de verre et la colle qui a servi précédemment, nous avons fixé les œufs, environ une dizaine, en déposant sur le papier de verre, une pointe de colle en tube, que l’on écrase avec le doigt par la suite afin d’enlever l’excédent de colle puis on y verse les œufs puis l’on retire l’excès d’œuf en retournant la carte au-dessus d’une feuille blanche pour pouvoir les récupérer.
Les œufs seront placés au réfrigérateur (4°C) afin de les conserver pour pas qu’ils se déssèchent. Nous avons positionné les cartes sur les plants car les pyrales, pondent sur les plants en culture, donc c’est la meilleure reconstitution des conditions naturelles possible. On réalisera la lecture que 4 jours après la pose in situ car les œufs, gardent leur appétence plus longtemps que celle des pucerons.
Le relevé des données s’effectue 4 jours après la mise en place des cartes.
La lecture de ces cartes de prédations se déroulera en laboratoire car les œufs sont trop petits pour, à l’œil nu distinguer si l’œuf a été consommé ou non. Donc, afin de réaliser de meilleures observations et plus rigoureuses, on a utilisé une loupe binoculaire pour dénombrer le nombre d’œufs mangés.
– avec les graines d’adventices :
Les graines d’adventice choisi sont des graines de pensé des champs. Pour fixer les graines, sur la carte, on utilise la colle SADER (en spray) on vaporise la carte de colle puis on y dépose les graines. Chacune des cartes comportent 10 graines.
Ces cartes de prédations, peuvent se conserver à température ambiante, et nous avons procédé aux relevés de ces cartes 4 jours après la pose, directement sur le terrain.
Ces cartes de prédation sont positionnées sur le sol, afin d’imiter au mieux possible les conditions naturelles.
Le relevé des résultats s’est fait sur le terrain 4 jours après car contrairement aux pucerons les graines ne perdent pas leur appétence et ne sont pas des êtres morts. Nous avons réalisé le relevé sur le terrain parce qu’il a été facile de distinguer une graine consommé d’une graine qui ne l’est pas à l’œil nu.

Table des matières

Introduction
1 / Présentation de L’INRA
2 / Présentation de l’UMR DYNAFOR
Organigramme de l’unité de recherche Dynafor
3 / Présentation du Projet SEBIOPAG-Phyto
3.1/ Le réseau national des 5 sites
3.2/ Ma mission
3.3/ Les questions de recherches
4 / Matériel et méthodes
4-1/ Organisation de l’expérimentation
4-2/ Matériels
4-3/ Conduite d’élevage
4-4/ Préparation des cartes de prédation
-avec les pucerons
-avec les oeufs
-avec les graines d’adventices
4-5/ Préparation des pièges Barber, piège à carabe
4-7/ Positionnement de cartes de prédations et des pièges dans l’espace
4-8/ Déroulement du terrain
5 / Résultats
5.1/ Effet de la culture sur les niveaux de prédation
5.2/ Analyse des différents processus de prédation
5.3/ Analyse du taux de prédation selon le contexte paysager
5.4/ Possibilité d’une approche visuel de la prédation sous SIG
6/ Discussion
6.1/ Remise en question sur certains points du protocole
6.2/ Variabilité de la prédation selon le type de culture
6.3/ Variabilité du processus de prédation au sein des agrosystèmes
6.4/ Influence de la présence en éléments semi-naturels sur les niveaux de prédation des ravageurs
6.5/ Perspective
Conclusion

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