Diversity of protein-crop management in western France

ISI Document Delivery No.: HN5FPTimes Cited: 0Cited Reference Count: 42Carof, Matthieu Godinot, Olivier Ridier, AudeFrench region, Brittany; French region, Pays de la LoireThis work was funded by two French regions, Brittany and Pays de la Loire, in the project SECURIPROT.0Springer franceParis1773-0155In the European Union (EU), local production of protein crops (faba bean, field pea, lupins) is of primary interest to help farmers depend less on purchased feed, provide agronomic benefits to cropping systems, and increase the EU's protein self-sufficiency. Nonetheless, farmers rarely grow protein crops, which currently represent less than 1% of the EU's arable land. We assumed that exploration of farmers' practices will bring focus on (i) their motivations for growing protein crops, so that extension programs can be improved based on these motivations, and (ii) the diversity of their crop management so that promising ones can be disseminated. In western France, a two-step survey was conducted among farmers who grew protein crops. The first step was an online survey of 127 farmers that aimed to characterize their farming systems. The second step was a face-to-face survey (69 volunteers from the 127 farmers) that aimed to collect precise data on management of protein crops. The main motivations of surveyed farmers for growing protein crops were related to (i) replacing imported soybean with farm-grown protein crops and (ii) pre-crop values of protein crops (i.e., benefits of protein crops for subsequent crops). Based on conventional farmers' answers, we estimated a pre-crop value of 118 Euroha(-1), which notably contributes to gross profit at the crop-rotation scale. Moreover, in our study, yields of protein crops did not differ significantly between conventional and organic systems. This offers an interesting opportunity for conventional systems to integrate organic practices, such as complex intercropping, to reduce variable costs (costs of seeds, pesticides, regulators, and chemical fertilizers) and increase gross profits. This study shows for the first time that, in western France, pre-crop values of protein crops and their suitability for low-input systems are undervalued and could be emphasized more strongly to encourage their adoption

Effect of tillage and static abiotic soil properties on microbial diversity

[EN] Agricultural soil microbial communities are largely impacted by agronomic practices, soil physicochemical properties and climatic conditions. To understand how these factors induce changes in fungal and bacterial communities in soil, we used a metabarcoding approach to profile the microbial communities of 31 agricultural wheat fields with maize as previous crop, representative of usual crop rotation in Brittany, France. Our results clearly highlighted the importance of tillage for both bacteria and fungi, with species richness and evenness significantly higher in fields under minimum tillage practices than in fields under conventional tillage, despite that the core microbiota was similar between fields under these two practices. The functional diversity of the bacterial communities, predicted using FAPROTAX, was also significantly higher in fields under minimum tillage notably that involved in nitrogen cycling (denitrification, respiration). We also observed that animal manure increased bacterial richness and evenness compared to chemical fertilization only. Interestingly, fungal diversity was less sensitive to disturbance than bacterial communities. We also identified taxa groups as potential bioindicators of a specific agronomic practice, such as the strong association between animal manure application and Hydrogenophaga, Mycoplana and Sphingopyxis, as well as the enrichment of oligotrophic Acidobacteria under conventional tillage.SIWe gratefully thank Triskalia as project partners and the farmers for kindly giving us access to their field and providing information about their field management.his work was supported by the Brittany Region [Grant #13008022 Rhisotox] and the French Association for Research and Technology ANRT [Grant #2014/108]. It was certified by the Foodstuff Cluster of the Future (Valorial). The computational infrastructure was partially supported by Agriculture & Agri-Food Canada-funded projects (proposal ID #97, #1134 & #1136) and the Government of Canada's Genomics Research and Development Initiative (GRDI) Shared Priority Project – Metagenomics Based Ecosystem Biomonitoring (Ecobiomics) (J-001263)

Fonctionnement de peuplements en semis direct associant du blé tendre d'hiver (Triticum aestivum L.) à différentes plantes de couverture en climat tempéré

Innovative crop management systems have to be proposed to achieve objectives of modern agriculture such as productivity, respect of the environment, and profitability. No-till crop management systems with a living cover crop are of primary interest since they can reach these objectives. If these crop management systems really present some advantages in tropical climate, they are almost unexplored in temperate climate. This work proposes to increase scientific knowledge about these particular crop management systems in order to facilitate their conception and evaluation in temperate climate.The study was based on field experiments carried out during three cash crop growing seasons in Grignon (Yvelines, France) since 2002. Treatments involved a winter wheat (Triticum aestivum L.) crop grown (i) on its own on a conventional-till soil, (ii) on its own on a no-till soil, and (iii) on a no-till soil with six different living cover crops. By associating an analytic approach to a systemic one, global aim of this work was to comprehend, according to the cover crop species, (i) the effects of the different no-till/living cover crop management systems on cash crop yield while underlying sensitivity periods to stresses for this crop, (ii) competition or facilitation for light and nitrogen between intercropped species, and (iii) short-term changes in soil structure as well as hydraulic properties.This study showed that living cover crops may reduce, sometimes importantly, wheat grain yield, depending mainly on the cover crop species, their management practices, and the climatic conditions; wheat sensitivity periods to stresses depended also on these three factors. Furthermore, the study highlighted that competition for light between intercropped species was the most detrimental process to wheat grain yield. On a short-term basis, soil structure little changed from a no-till soil without a living cover crop to a no-till soil with a living cover crop. Nevertheless, the study showed that hydraulic properties may change according to the absence or the presence of a living cover crop on a no-till soil without revealing important variations of these soil hydraulic properties from one living cover crop species to another.The work increased scientific and technical knowledge on the functioning of no-till/living cover crop management systems in temperate climate. It showed feasibility as well as risks of these crop management systems; it allowed us to identify new research axis to increase knowledge and to provide some references in order to reduce these risks.Des systèmes de culture innovants doivent être proposés pour répondre aux nouveaux objectifs de l'agriculture qui devront allier productivité, respect de l'environnement et rentabilité économique. Les systèmes de culture en semis direct sous couvert végétal (SCV) avec cultures associées permettraient d'atteindre ces objectifs. Si ces systèmes ont en effet montré des intérêts en climat tropical, ils sont presque inexistants en climat tempéré.Cette thèse se propose d'accroître les connaissances scientifiques sur ces systèmes particuliers pour faciliter leur conception et leur évaluation en climat tempéré. Le travail repose sur un dispositif expérimental mis en place à Grignon (Yvelines, France) en 2002 pour trois campagnes culturales. Du blé tendre d'hiver (Triticum aestivum L.) est semé (i) dans un sol labouré, (ii) directement dans les résidus de la culture précédente et, (iii) directement dans six plantes de couverture différentes. En combinant sur ce dispositif une double approche, systémique et analytique, les objectifs de la thèse sont de comprendre, selon l'espèce de couverture, (i) l'impact des différents SCV avec cultures associées sur le rendement de la culture de vente en mettant en évidence les phases de sensibilité aux stress de cette culture, (ii) les relations de compétition et/ou de facilitation pour l'azote et la lumière entre les espèces associées et, (iii) l'évolution, à court terme, de la structure du sol et de ses propriétés hydriques.Ce travail montre que la présence d'une plante de couverture peut réduire, parfois fortement, le rendement de la culture de vente, différemment selon l'espèce de couverture, sa conduite technique et les conditions climatiques ; les phases d'élaboration du rendement qui sont perturbées dans ces situations culturales dépendent aussi de ces trois facteurs. De plus, l'étude met en évidence que la compétition pour le rayonnement lumineux entre les espèces associées est le processus le plus défavorable au rendement du blé.A court terme, il n'apparaît pas de différences marquées entre la structure d'un sol non travaillé sans plante de couverture et celle d'un sol non travaillé avec une plante de couverture. Toutefois, l'étude révèle que les propriétés hydriques peuvent être modifiées selon l'absence ou la présence d'une plante de couverture sur un sol non travaillé sans démontrer de variations importantes de ces propriétés selon l'espèce de couverture.La thèse fournit des informations scientifiques et techniques sur le fonctionnement, en climat tempéré, de peuplements associant sur un sol non travaillé, une culture de vente à différentes plantes de couverture. Elle montre la faisabilité mais aussi les risques des SCV avec cultures associées ; elle permet d'identifier des axes de recherche pour compléter les connaissances et fournir des références pour réduire ces risques

Fonctionnement de peuplements en semis direct associant du blé tendre d'hiver (Triticum aestivum L.) à différentes plantes de couverture en climat tempéré

Innovative crop management systems have to be proposed to achieve objectives of modern agriculture such as productivity, respect of the environment, and profitability. No-till crop management systems with a living cover crop are of primary interest since they can reach these objectives. If these crop management systems really present some advantages in tropical climate, they are almost unexplored in temperate climate. This work proposes to increase scientific knowledge about these particular crop management systems in order to facilitate their conception and evaluation in temperate climate.The study was based on field experiments carried out during three cash crop growing seasons in Grignon (Yvelines, France) since 2002. Treatments involved a winter wheat (Triticum aestivum L.) crop grown (i) on its own on a conventional-till soil, (ii) on its own on a no-till soil, and (iii) on a no-till soil with six different living cover crops. By associating an analytic approach to a systemic one, global aim of this work was to comprehend, according to the cover crop species, (i) the effects of the different no-till/living cover crop management systems on cash crop yield while underlying sensitivity periods to stresses for this crop, (ii) competition or facilitation for light and nitrogen between intercropped species, and (iii) short-term changes in soil structure as well as hydraulic properties.This study showed that living cover crops may reduce, sometimes importantly, wheat grain yield, depending mainly on the cover crop species, their management practices, and the climatic conditions; wheat sensitivity periods to stresses depended also on these three factors. Furthermore, the study highlighted that competition for light between intercropped species was the most detrimental process to wheat grain yield. On a short-term basis, soil structure little changed from a no-till soil without a living cover crop to a no-till soil with a living cover crop. Nevertheless, the study showed that hydraulic properties may change according to the absence or the presence of a living cover crop on a no-till soil without revealing important variations of these soil hydraulic properties from one living cover crop species to another.The work increased scientific and technical knowledge on the functioning of no-till/living cover crop management systems in temperate climate. It showed feasibility as well as risks of these crop management systems; it allowed us to identify new research axis to increase knowledge and to provide some references in order to reduce these risks.Des systèmes de culture innovants doivent être proposés pour répondre aux nouveaux objectifs de l'agriculture qui devront allier productivité, respect de l'environnement et rentabilité économique. Les systèmes de culture en semis direct sous couvert végétal (SCV) avec cultures associées permettraient d'atteindre ces objectifs. Si ces systèmes ont en effet montré des intérêts en climat tropical, ils sont presque inexistants en climat tempéré.Cette thèse se propose d'accroître les connaissances scientifiques sur ces systèmes particuliers pour faciliter leur conception et leur évaluation en climat tempéré. Le travail repose sur un dispositif expérimental mis en place à Grignon (Yvelines, France) en 2002 pour trois campagnes culturales. Du blé tendre d'hiver (Triticum aestivum L.) est semé (i) dans un sol labouré, (ii) directement dans les résidus de la culture précédente et, (iii) directement dans six plantes de couverture différentes. En combinant sur ce dispositif une double approche, systémique et analytique, les objectifs de la thèse sont de comprendre, selon l'espèce de couverture, (i) l'impact des différents SCV avec cultures associées sur le rendement de la culture de vente en mettant en évidence les phases de sensibilité aux stress de cette culture, (ii) les relations de compétition et/ou de facilitation pour l'azote et la lumière entre les espèces associées et, (iii) l'évolution, à court terme, de la structure du sol et de ses propriétés hydriques.Ce travail montre que la présence d'une plante de couverture peut réduire, parfois fortement, le rendement de la culture de vente, différemment selon l'espèce de couverture, sa conduite technique et les conditions climatiques ; les phases d'élaboration du rendement qui sont perturbées dans ces situations culturales dépendent aussi de ces trois facteurs. De plus, l'étude met en évidence que la compétition pour le rayonnement lumineux entre les espèces associées est le processus le plus défavorable au rendement du blé.A court terme, il n'apparaît pas de différences marquées entre la structure d'un sol non travaillé sans plante de couverture et celle d'un sol non travaillé avec une plante de couverture. Toutefois, l'étude révèle que les propriétés hydriques peuvent être modifiées selon l'absence ou la présence d'une plante de couverture sur un sol non travaillé sans démontrer de variations importantes de ces propriétés selon l'espèce de couverture.La thèse fournit des informations scientifiques et techniques sur le fonctionnement, en climat tempéré, de peuplements associant sur un sol non travaillé, une culture de vente à différentes plantes de couverture. Elle montre la faisabilité mais aussi les risques des SCV avec cultures associées ; elle permet d'identifier des axes de recherche pour compléter les connaissances et fournir des références pour réduire ces risques

Survey data from 38 integrated crop-livestock farming systems in Western France

This paper presents data collected from 38 integrated crop-livestock farming systems in Ille-et-Vilaine, Brittany, France, during face-to-face surveys. Surveys were conducted using a quantitative questionnaire to collect information about farm management practices that affect nitrogen (N) inputs, N outputs, and internal N flows. The data were used to develop new indicators of N efficiency (SyNE, System N Efficiency) and of N balance (SyNB, System N Balance), as described in “SyNE: An improved indicator to assess nitrogen efficiency of farming systems” [1]. Also, the data were used to test an online tool developed to calculate these indicators, as described in “A free online tool to calculate three nitrogen-related indicators for farming systems” [2]. The data are provided with this article

A free online tool to calculate three nitrogen-related indicators for farming systems

A free online tool to calculate three nitrogen-related indicators for farming system

Comprendre les pratiques des agriculteurs du Grand ouest produisant des protéagineux à graines pour diffuser et améliorer leurs itinéraires techniques

Intervention et présentation orale à la session 4 du colloque "Des légumineuses pour l'élevage : quels défis & quels enjeux pour le Grand Ouest ?

Une évaluation multicritère qualitative de la durabilité de systèmes de grandes cultures biologiques, Quels enseignements ?

Les systèmes de grandes cultures biologiques se sont développés en France à partir de la fin des années 90, dans une grande diversité de contextes pédoclimatiques et socioéconomiques. De ce fait, il apparaît utile de s'interroger sur les performances économique, agronomique, sociale et environnementale de ces systèmes alors même que leur dynamique de développement reste forte. En ce sens, un travail d'évaluation a été entrepris dans le cadre des programmes de Recherche & Développement CASDAR " RotAB " n° 7055 et PSDR 3 Midi-Pyrénées " CITODAB ", particulièrement pour les systèmes de culture conduits dans des exploitations sans élevage. Pour réaliser ce travail, le modèle générique d'évaluation de système de culture MASC (Sadok et al., 2009, version 1.0), mis au point récemment par l'INRA, a été choisi à l'issue d'une étude comparative des différents modèles disponibles. Ce modèle se présente sous la forme d'une arborescence d'indicateurs qualitatifs, chacun d'eux étant porteur d'un jugement de satisfaction vis-à-vis d'une performance, ou groupe de performances, relevant des trois dimensions de la durabilité. Le modèle est implémenté dans un outil informatique (DEXi) qui s'appuie sur la méthode DEX d'aide multicritère à la décision (Bohanec, 2008). Une adaptation du modèle MASC a été nécessaire. MASC-AB dérive ainsi de MASC enrichi d'indicateurs relatifs à la productivité et aux performances agronomiques (e.g. le maintien de la fertilité du milieu), de façon à mieux prendre en compte les préoccupations associées aux systèmes de grandes cultures biologiques. Les modes d'évaluation des indicateurs et les valeurs seuils relatives aux critères quantitatifs sous-jacents ont été identifiés au sein de groupes de travail de conseillers agricoles ; par exemple, le collectif de conseillers a choisi d'évaluer l'indicateur " Rentabilité " par le calcul de la marge directe et a considéré qu'une marge directe inférieure à une valeur x pouvait être qualifiée de très faible, etc. Le collectif de conseillers a ensuite procédé à la pondération des indicateurs, en tenant compte des recommandations associées au modèle MASC et de leur propre perception de l'importance des indicateurs les uns par rapport aux autres, dans l'évaluation globale de la durabilité. Le modèle d'évaluation ainsi paramétré, MASC-AB, a été appliqué à deux jeux de cas. Le premier est constitué de onze systèmes de culture " types ", construits à partir d'informations recueillies dans les cinq régions du projet RotAB (Centre, Ile-de-France, Pays de Loire, Poitou-Charentes et Rhône-Alpes). Le second jeu de cas regroupe quarante-quatre systèmes de culture de Midi-Pyrénées, représentatifs des rotations biologiques spécialisées, courtes à très courtes, dominantes dans la région entre 2003 et 2006 (Colomb et al., 2009). La durabilité économique est la dimension de la durabilité qui est la moins bien assurée dans les deux cas. Les raisons sont multiples. La rentabilité est très dépendante de la nature et de la fréquence des cultures rémunératrices au sein des rotations, de leur niveau de production et du niveau des prix. La variation du niveau de production sous l'effet du climat est particulièrement dommageable à la rentabilité lorsque la production se situe à un niveau général plutôt faible, comme c'est le cas dans les situations non irriguées de plusieurs régions. L'acceptabilité sociale est une dimension plus satisfaisante de la durabilité des systèmes de grandes cultures biologiques étudiés. Sur les aspects qui intéressent directement les agriculteurs (complexité de mise en oeuvre, pénibilité du travail, risques pour la santé) les systèmes sont particulièrement bien notés. Du point de vue de la société, l'acceptabilité souffre cependant 8 d'une faible contribution à l'emploi saisonnier et parfois d'un niveau de productivité surfacique insuffisant. Ce dernier critère a été introduit au niveau de l'acceptabilité sociale pour pouvoir répondre à la question récurrente portant sur la capacité des systèmes biologiques à pourvoir aux besoins de la société en biens alimentaires et en matières premières. Le maintien du potentiel productif des parcelles soumises à la grande culture biologique sur le long terme est une dimension de la durabilité plus problématique. Le niveau d'insatisfaction visà- vis des objectifs de durabilité agronomique et de la hiérarchie des problèmes n'est pas le même selon les systèmes de culture et les contextes. La maîtrise des adventices apparaît meilleure dans les rotations longues comportant de la luzerne. Malgré des opérations mécaniques plus nombreuses, les rotations biologiques plus courtes, sans luzerne, sont exposées à des développements d'adventices importants. La maîtrise des bioagresseurs (maladies et ravageurs) n'est pas le problème majeur des systèmes de grandes cultures biologiques, comme cela peut l'être pour d'autres systèmes (e.g. le maraîchage, l'arboriculture, la viticulture). Pour la plupart des cas étudiés, la maîtrise des bioagresseurs atteint des niveaux acceptables, pour des raisons diverses selon les contextes. Concernant la maîtrise de la fertilité du sol, une difficulté associée à de nombreux systèmes de culture réside dans le maintien d'un état organique satisfaisant sur le long terme, du fait de la faiblesse des restitutions organiques. La qualité de gestion de l'azote, dans laquelle le degré de satisfaction des besoins des cultures non légumineuses tient une place importante, présente une variabilité certaine. La présence ou non de luzerne, la fréquence des engrais verts, le niveau des apports d'azote organique et les conditions pédoclimatiques déterminant les coefficients d'utilisation de l'azote par les céréales peuvent contribuer à expliquer cette variabilité. La qualité de gestion du phosphore est correcte dans les systèmes étudiées des régions Centre, Ile-de-France, Pays de Loire, Poitou-Charentes et Rhône-Alpes. En Midi-Pyrénées, cette gestion apparaît problématique du fait de la forte proportion de rotations présentant des bilans de P négatifs. Par contre les seuls risques vis-à-vis de la fertilité potassique apparaissent dans les systèmes de culture " types " (hors Midi-Pyrénées dans cette étude) comportant de la luzerne et dont les exportations potassiques ne sont pas compensées par des apports de même niveau. La préservation de l'environnement est la dimension de la durabilité la mieux assurée. Des réserves peuvent cependant être émises en fonction du degré d'intensification des rotations, qui influe sur les niveaux des ressources mobilisées (eau et énergie). L'appréciation de l'impact des systèmes de cultures biologiques sur la biodiversité conduit à un diagnostic très favorable. Cependant, celui-ci manque de précision compte tenu du mode d'évaluation utilisé très simplifié et devra, ainsi, être amélioré à l'avenir pour mieux discriminer les systèmes. Les traits de forces et de faiblesses des systèmes de grandes cultures biologiques étudiés ici confirment et précisent les portraits établis antérieurement par David (1999, 2009). Compte tenu de la grande variabilité des systèmes de grandes cultures biologiques en France, d'autres études demeurent nécessaires pour établir un diagnostic de durabilité suffisamment représentatif de la sole française. L'expérience acquise dans la mise au point et l'application du modèle d'évaluation MASC-AB pourra être remobilisée dans cette perspective