Présélectionné pour le Prix Southwood 2025
À propos de la recherche
Aperçu
Notre étude faisait partie de ma thèse de doctorat. J’ai essayé de comprendre comment la diversité croissante au sein des systèmes de culture modifie les interactions trophiques et les dommages aux cultures, en collaboration avec mes promoteurs expérimentés, Erik Poelman et Dirk van Apeldoorn ; un monstre analytique, Daan Mertens ; et deux étudiants assidus en thèse de maîtrise, Yufei Jia et Nelson Ríos Hernández.
Des alternatives durables à l’utilisation des pesticides en agriculture sont nécessaires pour prévenir les dommages causés par les insectes herbivores, tout en réduisant l’impact de l’agriculture sur l’environnement. Plusieurs méta-analyses de grande envergure ont montré que la lutte antiparasitaire peut être améliorée en cultivant plusieurs cultures en étroite collaboration (cultures intercalaires), mais bon nombre des systèmes de culture étudiés sont difficiles à mettre en œuvre dans l’agriculture industrielle. Une solution plus pratique dans l’agriculture industrielle pourrait être la culture en bandes, où les cultures sont cultivées en bandes relativement étroites, suffisamment larges pour pouvoir gérer les cultures à l’aide des machines actuelles. Pourtant, il reste difficile de savoir si la lutte antiparasitaire pourrait également être améliorée par la culture en bandes, où les cultures sont spatialement séparées bien que dans des bandes adjacentes. De plus, dans de nombreuses études en serre, nous constatons que les plantes précédemment infestées par des herbivores différaient dans leur sensibilité aux infestations ultérieures par rapport aux plantes auparavant non infestées (interactions médiées par les plantes). Nous étions curieux de savoir si de telles tendances pouvaient être observées sur le terrain et si elles influençaient le rendement et la qualité des cultures.
Dans notre étude, nous avons comparé les monocultures avec quatre systèmes de cultures en bandes de diversité croissante (plus de cultures et/ou de cultivars de cultures inclus). Nous avons suivi plus de 1 000 plants de chou individuels, identifiant et comptant leurs communautés d’insectes associées et évaluant le rendement final du chou et sa qualité commercialisable. À l’aide d’une modélisation par équation structurelle, nous avons examiné (1) si des interactions médiées par les plantes entre les herbivores précoces et tardifs pouvaient être observées sur le terrain et si elles étaient pertinentes pour le rendement des cultures ; et (2) si la diversification des cultures influence les dommages causés par chaque herbivore au rendement et à la qualité du chou.
Nous avons effectivement pu observer des changements dans l’abondance de certains herbivores tardifs en réponse à la présence d’herbivores précoces sur des choux individuels, mais ces effets étaient relativement mineurs et incohérents. Cependant, il est intéressant de noter que le contexte de diversification des cultures a influencé la mesure dans laquelle les insectes herbivores affectent le rendement des cultures. En particulier, les pertes de rendement dues aux thrips et aux chenilles ont été atténuées dans des systèmes de culture très diversifiés. En conséquence, nous avons simultanément constaté des rendements de choux plus élevés et une abondance d’insectes herbivores dans les systèmes de culture les plus diversifiés.
Ces résultats montrent deux choses importantes liées à la diversification des cultures. Premièrement, l’hypothèse intuitive selon laquelle davantage d’insectes herbivores entraînerait une baisse des rendements ne tient pas directement dans les systèmes de culture diversifiés, où le contrôle descendant peut être plus répandu. Deuxièmement, tous les insectes herbivores ne nuisent pas réellement aux cultures récoltables, et divers systèmes de culture pourraient être en mesure de maintenir une abondance accrue d’insectes herbivores, ce qui pourrait améliorer la biodiversité des organismes des niveaux trophiques supérieurs.
Surprises et défis
J’ai été surpris par la façon dont le marché traite les cultures endommagées par les insectes herbivores. La plupart des dégâts causés par les insectes ne réduisent pas la comestibilité ou la taille des choux, mais les choux endommagés par les insectes sont régulièrement vendus à l’industrie pour être transformés en produits de moindre qualité ou jetés. L’exemple le plus frappant pour moi est celui des dégâts causés par les thrips, de minuscules insectes qui se nourrissent du contenu cellulaire des tissus végétaux. En cas de dommages causés par les thrips, les plants de chou créent du tissu cicatriciel, ce qui donne des choux esthétiquement moins agréables. Cependant, les dégâts causés par les thrips n’entraînent généralement pas de pourriture et le chou reste parfaitement comestible. De plus, nos travaux montrent que la plupart des insectes herbivores réduisent difficilement la taille des choux, surtout dans les systèmes de culture plus diversifiés. Nous abordons encore régulièrement les insectes nuisibles comme un problème qui nécessite des solutions agronomiques ou écologiques, mais l’exemple des thrips dans le chou illustre que les dommages causés par les insectes peuvent nécessiter des solutions sociales (comportement du consommateur) ou commerciales.
À mon avis, la recherche écologique visant à améliorer la biodiversité ne réussit véritablement que si elle atteint finalement les parties prenantes et les acteurs du changement concernés. Dans mes recherches, les agriculteurs constituent un groupe de parties prenantes pertinent, c’est pourquoi je consacre également beaucoup de temps à discuter de mes résultats avec eux, à recueillir leurs apports et à co-concevoir des systèmes de culture. Cependant, lors des premières réunions d’agriculteurs auxquelles j’ai participé, j’étais un peu découragé par l’état d’esprit sceptique de nombreux agriculteurs, mais aussi intrigué par les vastes connaissances dont ils disposaient déjà. C’était un défi pour moi, quelqu’un qui n’est pas très direct et généralement ouvert aux idées nouvelles, de m’adapter à cette attitude. Maintenant, j’ai un peu plus mûri à cet égard et j’aime travailler avec ces agriculteurs du monde réel, et j’encourage tout écologiste à passer régulièrement de sa bulle universitaire à la pratique pour partager des idées avec diverses personnes ayant des intérêts divers.
Prochaines étapes et des implications plus larges
Actuellement, la culture en bandes gagne du terrain et le nombre d’agriculteurs qui y ont recours augmente. Cela a créé l’opportunité pour mes recherches postdoctorales ultérieures d’un effort collaboratif de recherche à la ferme sur l’effet de la culture en bandes sur la biodiversité des insectes, la gestion des ravageurs et des mauvaises herbes et la productivité des cultures. Ici, nous avons visité 26 fermes à travers les Pays-Bas qui possédaient toutes des champs de monoculture et de culture en bandes.
Les premiers résultats préliminaires montrent un impact positif évident des cultures en bandes sur la biodiversité des insectes, mais nous avons également des indications selon lesquelles les cultures en bandes pourraient accroître les populations de ravageurs potentiels, tels que les limaces et les insectes herbivores. Cependant, à mesure que l’abondance et la diversité des ennemis naturels augmentent également, nous pensons que, à l’instar des résultats de notre étude, l’augmentation du nombre d’invertébrés herbivores ne se traduit pas nécessairement par davantage de dégâts aux cultures. L’effet de la culture en bandes sur les rendements des céréales et des pommes de terre semble être à peu près neutre, ce qui montre que la culture en bandes peut favoriser la biodiversité sans compromettre le rendement.
À propos de l’auteur
Position actuelle et orientation de la recherche
J’ai récemment commencé comme professeur assistant au Centre d’analyse des systèmes de culture de l’Université et de la recherche de Wageningen. Ici, je me concentrerai principalement sur la gestion des ravageurs (insectes) et des maladies des cultures, de préférence en améliorant les services écosystémiques via la gestion de l’habitat. Un projet majeur auquel je participerai dans les années à venir est Culture intercalaire robotiséeoù nous développerons des systèmes de cultures intercalaires complexes visant à conserver les rendements des cultures industrielles, tout en réduisant les intrants agricoles et en améliorant la biodiversité. Les partenaires au Danemark co-développeront simultanément des robots capables de gérer ces systèmes de cultures intercalaires complexes.
S’impliquer dans l’écologie
Un penchant pour la nature et l’écologie coule dans mes veines, car je suis fasciné par toutes les créatures à six pattes et plus depuis mon enfance. Je retournais les rochers pour voir quels trésors se cachaient en dessous, et mes parents devaient me lire des livres secs sur la nature avant de me coucher. En tant que jeune ranger du World Wide Fund, je suis devenu fasciné par les formes infinies que recèle notre belle planète et par la conservation de cette diversité pour les générations futures. Tout au long de mon travail, je tiens en haute estime la valeur intrinsèque de la biodiversité et j’utilise le privilège et l’autonomie que je trouve dans mon travail pour rechercher des sujets qui bénéficieront directement ou indirectement à la biodiversité.
Conseils aux collègues écologistes
Choisissez la collaboration plutôt que la compétition dans la mesure du possible. Les projets sur lesquels j’ai le plus aimé travailler sont ceux qui m’ont permis de travailler avec des collègues très agréables et compétents. Cela m’a permis d’apprendre bien plus, d’utiliser des expertises et des angles divers pour interpréter les données, de partager le fardeau d’éléments de recherche qui peuvent être fastidieux et, surtout, de mettre en place des recherches plus vastes et plus percutantes. Pour cette étude, mon collaborateur Daan m’a aidé à apprendre la modélisation d’équations structurelles plus rapidement que je ne l’avais imaginé ; et la collaboration du réseau agricole a abouti à un énorme ensemble de données qui, j’en suis sûr, donneront lieu à certains des meilleurs articles sur l’effet de la culture en bandes sur une grande diversité d’éléments. Et tout cela en m’amusant à faire de la science avec des gens que j’apprécie.
Lire l’article complet « La prévalence des herbivores prédit mal le rendement dans divers systèmes de culture » dans Journal d’écologie appliquée.
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