CEDRE

Exploitation durable de résistances aux maladies chez les végétaux

Axes :

  • Innovation variétale et performance des semences

Filière(s) :

  • TRANSVERSAL

Contexte

Le développement d’une agriculture durable nécessite de limiter les dommages occasionnés par des organismes considérés comme nuisibles en réduisant la taille de leurs populations, en limitant leur évolution, tout en diminuant l’usage de pesticides. Dans le domaine des productions végétales, il est possible d’agir au niveau de la plante hôte, de la parcelle ou du bassin de production. Les stratégies de lutte ont jusqu’à présent privilégié l’utilisation de gènes majeurs dans les variétés cultivées. Plusieurs de ces gènes ont été contournés par les populations d’agents pathogènes et peu de stratégies de gestion durable des résistances ont été mises en oeuvre en pratique. Cela est lié à la complexité des pathosystèmes concernés, à une absence de comparaison permettant de dégager des règles de gestion adaptées à la biologie de l’agent pathogène et de l’hôte, à la difficulté à proposer des stratégies de gestion optimales, à une méconnaissance de l’acceptabilité par les producteurs, les acteurs de la filière et des mesures économiques d’incitation appropriées. Une approche pluridisciplinaire en sciences socio‐économiques et biotechniques entre des équipes de recherche et des partenaires (ICTA, services régionaux, groupements de producteurs) est donc nécessaire afin de proposer des stratégies de gestion optimales des résistances variétales en prenant en compte la diversité des systèmes de culture et les questions d’acceptabilité et de réglementation pouvant accompagner leur mise en oeuvre.

Objectifs

En choisissant un ensemble de pathosystèmes représentatifs (hôtes différents ‐ grandes cultures, arboriculture, cultures maraîchères ‐ et agents pathogènes présentant des caractéristiques biologiques différentes), ce projet avait pour objectif de mener conjointement des approches de modélisation, d’expérimentations, de suivi de sites pilotes et d’enquêtes afin de définir des stratégies de gestion durable des résistances variétales. Les questions particulières ont été comment adapter à la gestion durables des résistances : (i) les modèles issus des sciences économiques pour résoudre des problèmes d’incitation des acteurs (ii) les méthodes des sciences de gestion pour l’analyse des stratégies des acteurs (iii) le cadre épidémiologique pour décomposer la dynamique épidémique dans un cadre spatio‐temporel approprié (iv) une modélisation générique représentant les effets des systèmes de culture et de leur agencement spatial sur la durabilité des résistances variétales, pour optimiser les stratégies en prenant en compte les variables économiques, agronomiques et environnementales

Résultats obtenus

A. Structuration d’une communauté pluridisciplinaire Au‐delà des avancées dans chacune des disciplines, le résultat principal de ce projet se situe au niveau des interfaces disciplinaires créées, matérialisé par l’existence de perspectives de recherches au‐delà de la durée du projet. D’une part, l’interface entre sciences économiques et sociales et sciences biotechniques s’est traduite par l’appropriation de l’objet d’études par les sciences économiques, mathématiques et de gestion qui a abouti à l’identification de pistes de recherches originales dans ces disciplines (structuration spatiale, hétérogénéité des acteurs, par exemple), tout en alimentant en retour la réflexion dans les disciplines biotechniques (prise en compte de la nuisibilité pour évaluer l’effet des épidémies sur le rendement, par exemple). Loin d’être un échec, les obstacles méthodologiques rencontrés sont un signal fort que la littérature ne comportait pas les développements nécessaires pour traiter la problématique de gestion des résistances. D’autre part, entre les disciplines biotechniques, l’objectif était plus ambitieux en raison de l’existence d’interactions de longue date. Cet objectif a non seulement été atteint avec la mise au point de l’outil SIPPOM (simulateur pluriannuel, pluri‐parcellaire et pluridisciplinaire), mais même dépassé avec comme avancée majeure la définition d’un cadre commun d’étude adapté à la problématique. Ce cadre incite à déplacer les recherches disciplinaires en épidémiologie vers la récurrence interannuelle, en amélioration des plantes vers le potentiel infectieux des variétés et en agronomie vers la prise en compte de la génétique et de la dynamique des populations pathogènes. Le positionnement de l’effet des tactiques de lutte dans un même cadre devrait par ailleurs faciliter les recherches interdisciplinaires dont plusieurs sont prévues à court terme.

B. Analyse économique L’interaction entre sciences biotechniques et sciences économiques a permis le développement de modèles économiques adaptés à la gestion durable des résistances. Les obstacles méthodologiques rencontrés indiquent qu’il n’était pas vain, en l’absence de modèle biologique pluriannuel adapté aux champignons, de développer sur la pyrale du maïs les méthodes qui vont maintenant pouvoir être mobilisées sur champignons. Du point de vue des sciences économiques, les avancées ont été d’étendre le cadre de la gestion des ressources naturelles à un problème structuré spatialement et hétérogène pour lequel les stratégies peuvent être modifiées suite à des gains d’information.

C. Epidémiologie, modélisation et optimisation Au sein des sciences biotechniques, la réflexion a permis de donner du sens au terme « démo‐génétique » et d’expliciter les effets épidémiologiques des tactiques de lutte issues de chacune des disciplines biotechniques. Ceci ouvre la perspective d’enfin réconcilier l’épidémiologie végétale avec l’épidémiologie humaine et animale, et de clarifier les interactions possibles avec la génétique des populations. Ce cadre théorique a été traduit en un cadre de modélisation démo‐génétique pluriannuel et pluri‐parcellaire. Le modèle a été instancié pour le phoma du colza, sous le nom de simulateur SIPPOM. Une analyse de sensibilité et une évaluation par comparaison avec des données collectées sur un site pilote indiquent un comportement cohérent avec les attendus à dire d’experts. Les simulations réalisées illustrent la capacité du simulateur à hiérarchiser en fonction de critères économiques, environnementaux et de durabilité de l’efficacité, les combinaisons de tactiques de lutte génétiques, agronomiques et chimiques. Une version simplifiée a été utilisée pour les développements méthodologiques d’optimisation et sa généricité a été illustrée par l’adaptation possible à un second pathosystème, le mildiou de la pomme de terre. Les perspectives au‐delà du projet sont d’une part l’utilisation du simulateur pour évaluer l’efficacité technique de combinaisons de tactiques, mais également son utilisation en combinaison avec les modèles économiques et de gestion. L’interaction entre sciences biotechniques et sciences mathématiques a été l’occasion d’avancées méthodologiques en adaptant le cadre des processus décisionnels de Markov à un problème structuré spatialement. Les travaux de mise au point sur la version simplifiée du simulateur vont se poursuivre par une complexification des combinaisons de tactiques représentées.

D. Sciences de gestion L’interaction entre sciences biotechniques et sciences de gestion a permis deux résultats originaux. Un travail d’enquête, basé sur une typologie à dire d’experts, nous permet de conclure que le risque d’érosion de l’efficacité des résistances variétales dépend des caractéristiques des exploitations agricoles. Une seconde analyse des stratégies des acteurs indique que l’acceptabilité des propositions de gestion durable des résistances variétales dépend de l’organisation des filières. Les perspectives sont la poursuite de cette interaction en vue de pouvoir compléter le simulateur existant avec une approche de modélisation en sciences de gestion.

E. Expérimentations et suivi de sites pilotes Les données collectées dans les expérimentations et sur les sites pilotes ont permis l’évaluation du simulateur et permettront de le faire évoluer. Une avancée majeure a été de repenser chacune des expérimentations et des suivis de sites dans un cadre conceptuel commun et adapté. Ceci a permis de ne pas simplement juxtaposer des études de cas, mais d’obtenir une caractérisation selon des déterminants unifiés et pertinents, en lien avec les approches de modélisation. Les cas d’études renseignés ont été le mildiou du tournesol, les rouilles des céréales, la tavelure du pommier, le phoma du colza, le mildiou de la pomme de terre et deux virus des plantes maraîchères (WMV – Cucurbitacées et PVY – piment).

Les travaux réalisés dans ce projet constituent un premier pas vers l’objectif d’associer des analyses humaines, sociales et économiques aux travaux biotechniques visant à concevoir des propositions de gestion durable des résistances. Les perspectives en sont la poursuite des travaux à l’aide des méthodes, outils et interfaces disciplinaires créés.

Achevé

Mots clés : durabilité, épidémiologie, modélisation, incitation, stratégies des acteurs, sites pilotes

Dates prévisionnelles : 2005 - 2008

Porteur : INRA (Rennes, 35)

Partenaire(s) adhérents partie recherche :

INRA RENNES, UMR A1259 GenHort (INRA 44/49, ACO INH 49, Univ 49), UMR A77 PaVé (INRA 44/49, ACO INH 49, Univ 49)

Budget global : 598 000 €

Projet labellisé : Logo Vegepolys

Soutiens financiers

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