En France, le rendement de la culture de tournesol stagne depuis de nombreuses années autour de 25 qt/ha en moyenne. Deux bioagresseurs en recrudescence causent des dommages significatifs à la culture : (i) Le champignon tellurique Verticillium dahliae, responsable de la Verticilliose du tournesol, (ii) L’orobanche (Orobanche cumana), holoparasite spécifique du tournesol. Les méthodes de lutte contre ces deux bioagresseurs sont actuellement limitées, en particulier dans un contexte de réduction d’intrants. A ces facteurs biotiques s’ajoute la problématique de lixiviation de nutriments du sol, qui sont susceptibles d’être perdus en périodes de fortes pluies, en particulier lorsque les sols sont laissés nus.
Selon la directive Nitrates, l’utilisation de cultures intermédiaires (CI) est une pratique obligatoire en zones vulnérables « nitrates » mais de nombreuses questions persistent au sujet du choix des espèces, de leur implantation et de leur destruction. Lorsqu’elles sont judicieusement choisies, les cultures intermédiaires peuvent fournir un bouquet de services écosystémiques C’est particulièrement le cas lorsqu’elles sont composées d’espèces aux fonctions pouvant être complémentaires, telles que les légumineuses et les Brassicacées.
La destruction de ces cultures intermédiaires multi-services (CIMS) par un broyage puis leur enfouissement afin de mettre en oeuvre la technique de biofumigation pourraient permettre un service de régulation des bioagresseurs, grâce à la production de glucosinolates par les Brassicacées, et de leur hydrolyse en métabolites potentiellement biocides (ex : isothiocyanates). Cependant, les éventuels dis-services produits par les CIMS, qui pourraient influencer les communautés microbiennes du sol d’intérêt agronomique, sont encore mal connus.
Le premier objectif de la thèse vise à (i) évaluer la mutualisation de services écosystémiques fournis par à l’implantation des CIMS (Brassicacées seules ou associées à des légumineuses) et de la biofumigation, et (ii) déterminer leur potentiel à améliorer la productivité du tournesol. Le deuxième objectif de la thèse vise à évaluer d’éventuels dis-services produits suite à l’implantation des CIMS et de la biofumigation sur les communautés microbiennes du sol. Une attention particulière est portée aux champignons mycorhiziens à arbuscule du tournesol, et au genre Rhizobium des légumineuses. |
In France, the yield of sunflower crops has stagnated for many years at around 25 qt/ha on average. Two soilborne pathogens are widespreading and are causing significant yield losses to the crop: (i) the fungus Verticillium dahliae, responsible for sunflower Verticillium wilt, (ii) broomrape (Orobanche cumana), a holoparasite specific to sunflowers. The control methods against these two soilborne disease are currently limited, in particular in a context of the agroecological transition. In addition to these biotic factors, there is the issue of leaching of nutrients from the soil, which are likely to be lost during periods of heavy rainfall, especially when the soil is left bare.
According to the Nitrates Directive, the use of cover crops is a mandatory practice in nitrate vulnerable zones, but many questions remain about the choice of species, their establishment and their destruction. This is particularly the case when they are composed of species with potentially complementary functions, such as Fabaceae and Brassicaceae.
The destruction of these cover crops by crushing and then burying them in order to implement the biofumigation process could provide a pest control service, thanks to the production of glucosinolates by the Brassicaceae, and their hydrolysis into potentially biocidal metabolites (e.g. isothiocyanates) However, the possible dis-services produced by cover crops, which could influence soil microbial communities of agronomic interest, are still poorly known.
The first objective of the thesis is to (i) evaluate the mutualization of ecosystem services provided by the implementation of CIMS (Brassicaceae alone or associated with legumes) and biofumigation, and (ii) determine their potential to improve sunflower productivity. The second objective of the thesis is to evaluate possible dis-services produced by the implementation of CIMS and biofumigation on soil microbial communities. Particular attention is paid to the arbuscular mycorrhizal fungi of sunflower, and to the Rhizobium genus of Fabaceae. |