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1. Growing agroforestry systems with apple in Montpellier-Mediterranean – preliminary results on the influence of adult walnut trees on growth and branching of two-year-old apple trees

Author: P.É. Lauri, L. Dufour, B. Pitchers, Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: 2. Zero hunger, Mediterranean climate, [SDV]Life Sciences [q-bio], hydric potential, 15. Life on land, Horticulture, Biology, Branching (linguistics), Malus × domestica, 13. Climate action, [SDE]Environmental Sciences, tree architecture, specific leaf area, microclimate
Abstract: International audience; Apple cultivation has evolved tremendously in the past decades to increase tree productivity and fruit quality. However, this was achieved at the cost of an increasing dependence on external inputs such as water, fertilizers and pesticides. This dependence is now questioned because of the generated environmental pollution and health issues. Different solutions have been considered to reduce this dependence including more efficient practices that improve resilience of agricultural systems to external pressures (climatic disturbances, new diseases, economic crises). To reduce pest and disease pressure, to improve resources use and to buffer extreme climatic events, agroforestry systems (AFS), i.e., the association, in one field, of tailored perennial and annual crops and possibly animals, are proposed as a way to use positive interactions between various plants. In temperate climate, AFS associate a tree stratum and a (or several) crop stratum, e.g., fruit trees and vegetables. An original AFS located in southeastern France, characterized by a Mediterranean climate and composed of mature walnut grown for timber, apple trees in an intermediate vertical stratum, and alfalfa at the lowest stratum, is being used to study the impact of an AFS on apple trees. Comparing apple trees in the AFS and in full sun, we first showed a significant effect of walnuts on the below-canopy microclimate reducing incoming global radiation and acting as a buffer on temperatures surrounding the apple trees. Secondly, AFS significantly altered the apple tree stem geometry (lesser tapering), growth dynamics (more growth cessation) and morphology (higher individual leaf area and specific leaf area). Results will be discussed with regard to the putative long-term effects of agroforestry conditions on the apple tree architecture and fruiting.
Published: 2020

2. Optimizing the choice of service crops in vineyards to achieve both runoff mitigation and water provisioning for grapevine: a trait-based approach

Author: Jonathan Storkey, Elena Kazakou, Léo Garcia, Christian Gary, Gaëlle Damour, Aurélie Metay, Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Rothamsted Research, Fonctionnement écologique et gestion durable des agrosystèmes bananiers et ananas (UR GECO), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), This research benefited from financial support for research activities carried out in the FertilCrop project, in the framework of the FP7 ERA-Net program CORE Organic Plus., European Project: 618107,EC:FP7:KBBE,FP7-ERANET-2013-RTD,CORE ORGANIC PLUS(2013), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, and Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC)
Subjects: [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, 0106 biological sciences, Agroecosystem, Specific leaf area, [SDV]Life Sciences [q-bio], Vignoble, Soil Science, Growing season, Plant Science, Biology, 01 natural sciences, Vineyard, Conservation de l'eau, Plante de couverture, Trait-based approach, Ecosystem services, Marqueur génétique, P10 - Ressources en eau et leur gestion, 2. Zero hunger, vineyard soil management, fungi, food and beverages, Plant community, Provisioning, Water provision, 04 agricultural and veterinary sciences, 15. Life on land, Gestion du sol, services écosystémiques, Vineyard soil management, Agronomy, Soil water, Runoff mitigation, 040103 agronomy & agriculture, Cover crop, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Surface runoff, 010606 plant biology & botany
Abstract: International audience; Aims : In vineyards, service crops may increase water infiltration and positively contribute to soil water refilling, but may also increase the risk of competition for water with grapevines which could impair grape yield over several years. This study aimed to test the relationships between service crop functional traits and two related services of major interest in viticulture: runoff control and water provisioning.Methods : We measured the water stock, the cover rate, along with above- and belowground functional markers of 38 plant communities after a winter growing season in an experimental vineyard, to assess relationships between service crop functional markers, runoff control and water provisioning.Results : Both aboveground and belowground functional markers were significant predictors of service provision at the community level. The plant aboveground dry matter content was positively related to soil water stocks and negatively related to the cover rate of the communities, while the specific leaf area (SLA) was positively related to the cover rate. The rooting depth and morphological root traits (specific root length and very fine root fraction) were negatively related with the soil water stock. Moreover, these results agree with ecological theories about the relationships between plant functional markers, plant ecological strategies and resources use.Conclusions : The identification of functional markers related to service provision may help us to select species or communities service crops that could perform interesting trade-offs between multiple services due to a suited combination of related markers, and provide insights for plant selection in order to breed plant varieties and cultivars with the aim of providing agroecosystem services.
Published: 2020

3. Seasonal effects of intercropping on tree water use strategies in semiarid plantations: Evidence from natural and labelling stable isotopes

Author: Xining Zhao, Gaopeng Huo, Xiaodong Gao, Shaofei Wang, Northwest A and F University, Ministry of Education of China, Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Institute of Soil and Water Conservation (ISWC), Chinese Academy of Sciences [Changchun Branch] (CAS), and This research was financially supported by the National Key Research and Development Program (grant no. 2016YFC0400204), the National Natural Science Foundation of China (grant no. 41771316), the Shaanxi Innovative Research Team for Key Science and Technology (grant no. 2017KCT-15), the '111' Project (grant no. B12007), and CAS 'Youth Scholar of West China' Program (XAB2018A04).
Subjects: 0106 biological sciences, [SDV]Life Sciences [q-bio], Soil Science, Natural and stable-isotope-labelling techniques, Plant Science, 01 natural sciences, Water scarcity, Crop, food, Agroforestry systems, 2. Zero hunger, biology, Intercropping, 04 agricultural and veterinary sciences, 15. Life on land, biology.organism_classification, 6. Clean water, food.food, Agronomy, Ziziphus jujuba, 13. Climate action, Extreme drought, Soil water, 040103 agronomy & agriculture, Water uptake patterns, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Environmental science, Soil horizon, Monoculture, Water use, 010606 plant biology & botany
Abstract: International audience; Aims: Intercropping in plantations can improve ecosystem services, but its potential effects on trees' water use and production are concerns due to increases in water scarcity related to climate change. The aim of this study was to address these concerns by exploring water uptake responses of jujube (Ziziphus jujuba Mill.) trees to intercropping and extremely dry periods on the semi-arid Loess Plateau of China.Methods: Natural stable isotopes (H-2 and O-18) were analysed to characterize water use patterns of jujube trees and intercrops in the main tree and crop root overlap layer (ROL, 0-120 cm). 10% stable deuterated water was injected at three targeted depths (2, 3 and 4 m) to characterize the water uptake of jujube trees below the main root overlap layers (BOL).Results: In ROL, intercropped jujube trees obtained higher proportions of water in shallower and deeper layers than monocultured jujube trees during wet and dry periods, respectively. Proportional contributions of soil layers to the trees' water uptake were positively correlated with the layers' water amount ratios (relative to the entire profile) in intercropped orchards but not in monoculture. In some extremely dry periods, intercropping resulted in jujube trees absorbing deeper water (up to 3 m) in BOL.Conclusions: At the early stage of land-use change from plantation to agroforestry, intercrops induce jujube trees to absorb higher proportions of water from soil layers with high proportions of total water contents in ROL. The soil water in BOL is an important buffer for maintaining water supplies for tree growth in agroforestry systems in case of extreme drought.
Published: 2020

4. Plant diversity and density in cocoa-based agroforestry systems: how farmers’ income is affected in the Dominican Republic

Author: Olivier Deheuvels, Martin Notaro, Christian Gary, Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), World Agroforestry Centre, Département Performances des systèmes de production et de transformation tropicaux (Cirad-PERSYST), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), and We thank the Cacao Forest project for funding this study, our local partners (Rizek Cacao S.A., Fundopo and Conacado) for their logistical support and for allowing access to their cocoa farms. We thank The Forest Trust for their support.
Subjects: [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, 0106 biological sciences, agrobiodiversité, F08 - Systèmes et modes de culture, Agroforesterie, Diversification (marketing strategy), Crop species, 01 natural sciences, Production (economics), Theobroma cacao, Revenu de l'exploitation, Management practices, E10 - Économie et politique agricoles, Plant diversity, Self-consumption, 2. Zero hunger, business.industry, Agroforestry, Sowing, Forestry, Biodiversity, 04 agricultural and veterinary sciences, 15. Life on land, Plantation forestière, Associated crops, Crop diversity, Agriculture, Income, 040103 agronomy & agriculture, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Culture associée, Business, Agronomy and Crop Science, Population végétale, 010606 plant biology & botany
Abstract: International audience; Cocoa-based agroforestry systems (AFS) provide a variety of products, either sold or self-consumed. The choice of crop species and planting density in cocoa AFS has an impact on the quantities and the economic value of the agricultural products sold and consumed by producers. We characterized 140 cocoa AFS in three main production areas in the Dominican Republic, together with farmer's management practices, to construct a typology of cocoa AFS based on their structure, and evaluate their performances. The sum of the sales of cocoa, other products, and self-consumption did not differ significantly among AFS types. However, a high degree of diversification combined with a high density of associated fruit species reduced cocoa sales, but increased fruit sales and self-consumption. In contrast, a low diversity of associated plants including nitrogen-fixing trees increased cocoa sales but reduced fruit sales and self-consumption. The highest economic performance was obtained with intermediate diversity (three to seven species) and density (100-400 associated plants ha(-1)). Our results provide food for thought for optimizing crop diversity and density to adjust the economic balance between sales and self-consumption of the products harvested in cocoa AFS.
Published: 2020

5. An operational framework for mapping irrigated areas at plot scale using Sentinel-1 and Sentinel-2 data

Author: Hatem Belhouchette, Mehrez Zribi, Ibrahim Fayad, Valérie Demarez, Hassan Bazzi, Nicolas Baghdadi, Ghaith Amin, Territoires, Environnement, Télédétection et Information Spatiale (UMR TETIS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-AgroParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM), Agrosystèmes Biodiversifiés (UMR ABSys), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), This research received funding from the French Space Study Center (CNES, TOSCA 2021 project), the National Research Institute for Agriculture, Food and the Environment (INRAE), the Occitanie Region of France and the Mediterranean Agronomic Institute of Montpellier (CIHEAM-IAMM)., Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), and Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier
Subjects: IMAGING TECHNIQUES, Synthetic aperture radar, Irrigation, INDEX DE VEGETATION, 010504 meteorology & atmospheric sciences, VEGETATION INDEX, TENEUR EN EAU, Science, irrigation, synthetic aperture radar, normalized difference vegetation index, soil moisture, summer crops, 0211 other engineering and technologies, FRANCE, Terrain, METHODE, 02 engineering and technology, CLIMATIC FACTORS, 01 natural sciences, Normalized Difference Vegetation Index, law.invention, CENTRE NORD, law, Statistics, CULTURE IRRIGUEE, Radar, CARTOGRAPHIE, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Mathematics, HUMIDITE, [SDV.SA.AEP]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agriculture, economy and politics, CENTRE NORTH, CARTOGRAPHY, 15. Life on land, Random forest, FACTEUR CLIMATIQUE, Metric (mathematics), [SDE]Environmental Sciences, TECHNIQUE D'IMAGERIE, METHODS, General Earth and Planetary Sciences, Scale (map), MOISTURE CONTENT, HUMIDITY, IRRIGATED FARMING
Abstract: International audience; In this study, we present an operational methodology for mapping irrigated areas at plot scale, which overcomes the limitation of terrain data availability, using Sentinel-1 (S1) C-band SAR (synthetic-aperture radar) and Sentinel-2 (S2) optical time series. The method was performed over a study site located near Orléans city of north-central France for four years (2017 until 2020). First, training data of irrigated and non-irrigated plots were selected using predefined selection criteria to obtain sufficient samples of irrigated and non-irrigated plots each year. The training data selection criteria is based on two irrigation metrics; the first one is a SAR-based metric derived from the S1 time series and the second is an optical-based metric derived from the NDVI (normalized difference vegetation index) time series of the S2 data. Using the newly developed irrigation event detection model (IEDM) applied for all S1 time series in VV (Vertical-Vertical) and VH (Vertical-Horizontal) polarizations, an irrigation weight metric was calculated for each plot. Using the NDVI time series, the maximum NDVI value achieved in the crop cycle was considered as a second selection metric. By fixing threshold values for both metrics, a dataset of irrigated and non-irrigated samples was constructed each year. Later, a random forest classifier (RF) was built for each year in order to map the summer agricultural plots into irrigated/non-irrigated. The irrigation classification model uses the S1 and NDVI time series calculated over the selected training plots. Finally, the proposed irrigation classifier was validated using real in situ data collected each year. The results show that, using the proposed classification procedure, the overall accuracy for the irrigation classification reaches 84.3%, 93.0%, 81.8%, and 72.8% for the years 2020, 2019, 2018, and 2017, respectively. The comparison between our proposed classification approach and the RF classifier built directly from in situ data showed that our approach reaches an accuracy nearly similar to that obtained using in situ RF classifiers with a difference in overall accuracy not exceeding 6.2%. The analysis of the obtained classification accuracies of the proposed method with precipitation data revealed that years with higher rainfall amounts during the summer crop-growing season (irrigation period) had lower overall accuracy (72.8% for 2017) whereas years encountering a drier summer had very good accuracy (93.0% for 2019).
Published: 2021

6. An exploration of the variability of physiological responses to soil drying in relation with C/N balance across three species of the under‐utilized genus Vigna

Author: Julie Guiguitant, Hélène Marrou, Martha Ramirez, Michel Edmond Ghanem, Thomas R. Sinclair, Denis Vile, Deepti Pradhan, Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE), Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Mohammed VI Polytechnic University [Marocco] (UM6P), AgroBioSciences, Université Mohammed VI Polytechnique, North Carolina State University [Raleigh] (NC State), University of North Carolina System (UNC), United States Department of Agriculture (USDA), This work has been funded with the support of the European Union through the Arimnet program and of the Occitanie Province in France awarding doctoral grant. The authors particularly acknowledge the French Academy of Agriculture for supporting travel expenses to the USA, awarding the Jean and Marie-Louise Dufresnoy Grant., European Project: 618127,EC:FP7:KBBE,FP7-ERANET-2013-RTD,ARIMNET2(2014), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, and Université Mohammed VI Polytechnique [Ben Guerir] (UM6P)
Subjects: 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, leaf traits, Physiology, Radiata, Plant Science, 01 natural sciences, transpiration, Crop, Vigna, Soil, 03 medical and health sciences, Genus, Genetics, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Soil drying, Transpiration, 2. Zero hunger, biology, response to soil drying, Fabaceae, Cell Biology, General Medicine, 15. Life on land, biology.organism_classification, Droughts, Plant Leaves, 030104 developmental biology, Taxon, Agronomy, N fixation, 010606 plant biology & botany
Abstract: International audience; The genus Vigna (Fabaceae) is an agriculturally important taxon, which includes several crop species such as cowpea (Vigna unguiculata L), mung bean (Vigna radiata) and azuki bean (Vigna angularis). Most studies have focused on cowpea (Vigna unguiculata (L.) as a drought‐resistant crop, although insights on the mechanisms that confer this species the ability to grow in dry environment are still not fully resolved. The diversity of this rich genus has been overlooked in many physiological studies. This study explores the physiological mechanisms of response to soil drying (N2 fixation, transpiration rate and changes in C and N allocation) across three species of the Vigna genus: Vigna radiata, Vigna unguiculata, Vigna vexillata (tuber cowpea). A significant variability among the studied Vigna accessions was found for the threshold in decline of N2 fixation with soil drying. Less variability was observed in the transpiration threshold. Through the analysis of leaf traits variation under well‐watered and water‐deficit conditions, we were able to relate the variability in N2 fixation and transpiration response to C/N metabolism modifications resulting in different allocation of carbon and nitrogen to leaves under water deficit.
Published: 2021

7. Invited review: Intergovernmental Panel on Climate Change, agriculture, and food—A case of shifting cultivation and history

Author: Pete Smith, Pierre Martre, Stuart Mark Howden, Andrew J. Challinor, Christian Bugge Henriksen, John R. Porter, Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Plant and Environmental Sciences, University of Gothenburg (GU), University of Leeds, Climate Change Institute at the Australian National University, Australian National University (ANU), Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institute of Biological and Environmental Sciences, University of Aberdeen, and Agropolis Fondation
Subjects: [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, Crops, Agricultural, 0106 biological sciences, Livestock, Mitigation policy, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Natural resource economics, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, Climate Change, Climate change, adaptation, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, Food Supply, mitigation, Shifting cultivation, Animals, Humans, Environmental Chemistry, Adaptation, SolACEWP1, 0105 earth and related environmental sciences, General Environmental Science, 2. Zero hunger, Global and Planetary Change, Food security, Ecology, IPCC, business.industry, Agriculture, food security, 15. Life on land, Impact, climate change, Geography, 13. Climate action, impact, Food processing, business, Working group, [SDV.AEN]Life Sciences [q-bio]/Food and Nutrition, policy
Abstract: International audience; Since 1990, the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) has produced five Assessment Reports (ARs), in which agriculture as the production of food for humans via crops and livestock have featured in one form or another. A constructed database of the ca. 2,100 cited experiments and simulations in the five ARs was analyzed with respect to impacts on yields via crop type, region, and whether adaptation was included. Quantitative data on impacts and adaptation in livestock farming have been extremely scarce in the ARs. The main conclusions from impact and adaptation are that crop yields will decline, but that responses have large statistical variation. Mitigation assessments in the ARs have used both bottom-up and top-down methods but need better to link emissions and their mitigation with food production and security. Relevant policy options have become broader in later ARs and included more of the social and nonproduction aspects of food security. Our overall conclusion is that agriculture and food security, which are two of the most central, critical, and imminent issues in climate change, have been dealt with an unfocussed and inconsistent manner between the IPCC five ARs. This is partly a result of not only agriculture spanning two IPCC working groups but also the very strong focus on projections from computer crop simulation modeling. For the future, we suggest a need to examine interactions between themes such as crop resource use efficiencies and to include all production and nonproduction aspects of food security in future roles for integrated assessment models.
Published: 2019

8. EFFECTS OF PREHARVEST DEFICIT IRRIGATION TREATMENTS IN COMBINATION WITH REDUCED NITROGEN FERTILIZATION ON ORCHARD PERFORMANCE OF NECTARINE WITH EMPHASIS ON POSTHARVEST DISEASES AND PRUNING WEIGHTS

Author: Aurore Drevet, Pierre-Eric Lauri, Bruno Hucbourg, Ersin Atay, Fruit Research Institute, General Directorate of Agricultural Research and Policies (TAGEM), Groupement Régional des Centres d'Etudes Techniques Agricoles de Basse Durance (GRCETA de Basse Durance), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), ARIMNET, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), and Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Subjects: 0106 biological sciences, 2. Zero hunger, Irrigation, Crop yield, fungi, Deficit irrigation, 04 agricultural and veterinary sciences, Plant Science, Horticulture, Biology, 01 natural sciences, Human fertilization, nervous system, 040103 agronomy & agriculture, Postharvest, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Preharvest, Orchard, Pruning, 010606 plant biology & botany
Abstract: Fruit production should be adapted to future scenarios that are frequently associated with scarce resources, especially freshwater and fertilizers. New biologically-based fruit production strategies, i.e. taking into account tree growth and water status, are required to optimize irrigation and fertilization under abiotic stress conditions. It was hypothesized that a moderate abiotic stress, here deficit irrigation with or without nitrogen deficit, in the preharvest period, could decrease postharvest losses due to diseases and pruning weights due to reduced vegetative growth, without sacrificing the yield and fruit quality. This study was conducted over two years using the same trees of ‘Moncante’ nectarine cultivar grown in a commercial orchard. Trees were assigned to three treatments: (1) full irrigation at 80% estimated crop evapotranspiration (ETc), (2) deficit irrigation, i.e. at 75% of full irrigation, and (3) deficit irrigation and deficit nitrogen, i.e. at 75% of full irrigation and 75% of usual N-fertilization adopted by the grower in this commercial orchard. Deficit irrigation alone and in combination with deficit nitrogen reduced postharvest diseases and pruning weights without significant yield losses. Our results suggest that ETc-based approaches of reduced water irrigation may be a sustainable way to decrease phytosanitary inputs and workload in the orchard while maintaining the orchard performance.
Published: 2019

9. Shade trees have higher impact on soil nutrient availability and food web in organic than conventional coffee agroforestry

Author: Thierry Becquer, Marie Sauvadet, Karel Van den Meersche, Clémentine Allinne, Philippe Tixier, Jean-Michel Harmand, Elias de Melo Virginio Filho, Matthieu Chauvat, Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes (UMR Eco&Sols), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Agro-écologie, Hydrogéochimie, Milieux et Ressources (AGHYLE), UniLaSalle, Centro Agronomico Tropical de Investigacion y Enseñanza (CATIE), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Étude et compréhension de la biodiversité (ECODIV), Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), World Agroforesty Centre, CGIAR, Partenaires INRAE, Agropolis Foundation, STRADIV project (no. 1504-003), and Agroforestry Systems with Perennial Crops Scientific Partnership Platform (PCP AFS-PC)
Subjects: [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, 010504 meteorology & atmospheric sciences, F08 - Systèmes et modes de culture, Biologie du sol, Arbre d'ombrage, Coffea, Agroforesterie, 010501 environmental sciences, Erythrina poeppigiana, 01 natural sciences, Trees, Soil, Nutrient, Soil food web, Soil functions, Soil pH, Waste Management and Disposal, 2. Zero hunger, Organic Agriculture, Agroforestry, Chaîne alimentaire, Forestry, Phosphorus, Coffea arabica, Nitrogen Cycle, Pollution, Food web, Terminalia, Costa Rica, Food Chain, Environmental Engineering, Management practices, Agriculture biologique, Soil fertility, Carbon Cycle, Species Specificity, Fertilité du sol, Environmental Chemistry, Agriculture traditionnelle, Shade type, 0105 earth and related environmental sciences, Shade tree, P35 - Fertilité du sol, P34 - Biologie du sol, 15. Life on land, K10 - Production forestière, 13. Climate action, Soil water, Environmental science
Abstract: International audience; Conventional, intensively managed coffee plantations are currently facing environmental challenges. The use of shade trees and the organic management of coffee crops are welcome alternatives, aiming to reduce synthetic inputs and restore soil biological balance. However, little is known about the impacts of the different types of shade tree species on soil functioning and fauna. In this paper, we assess soil nutrient availability and food web structure on a 17-year old experimental coffee plantation in Turrialba in Costa Rica. Three shade types (unshaded coffee, shaded with Terminalia amazonia, and shaded with Erythrina poepiggiana) combined with two management practices (organic and conventional) were evaluated. Total C and N, inorganic N and Olsen P content, soil pH, global soil fertility, and nematode and microarthropod communities were measured in the top 10 cm soil layer, with the objective of determining how shade tree species impact the soil food web and soil C, N and P cycling under different types of management. We noted a decrease in soil inorganic N content and nematode density under conventional management (respectively -47% and -91% compared to organic management), which suggested an important biological imbalance, possibly caused by the lack of organic amendment. Under conventional management, soil nutrient availability and fauna densities were higher under shade, regardless of the shade tree species. Under organic management, only soils under E. poeppigiana, a heavily pruned. N-2 -fixing species, had increased nutrient availability and fauna density, while T amazonia shade had a null or negative impact. The effects of coffee management and shade type on soil nutrient availability were mirrored by changes in soil food web structure. Higher fertility was recorded in soil with balanced food webs. These results emphasize the importance of the choice of shade tree species for soil functions in low input systems, more so than in fertilized systems
Published: 2019

10. Climate change impact and adaptation for wheat protein

Author: Mohamed Jabloun, Pierre Martre, Garry O'Leary, Dominique Ripoche, Bruno Basso, Pramod K. Aggarwal, Daniel Wallach, Matthew P. Reynolds, Marijn van der Velde, John R. Porter, Heidi Webber, Enli Wang, Frank Ewert, Joost Wolf, Christian Klein, Belay T. Kassie, Christian Biernath, Margarita Garcia-Vila, M. Ali Babar, Pierre Stratonovitch, Yujing Gao, Glenn J. Fitzgerald, Davide Cammarano, Bing Liu, Peter J. Thorburn, Fulu Tao, Andrew J. Challinor, Reimund P. Rötter, Christine Girousse, Zhigan Zhao, Christoph Müller, Ann-Kristin Koehler, Jørgen E. Olesen, Elias Fereres, Iwan Supit, Andrea Maiorano, Marco Bindi, Sebastian Gayler, Kurt Christian Kersebaum, Giacomo De Sanctis, Alex C. Ruane, Rosella Motzo, Juraj Balkovic, Manuel Montesino San Martin, Roberto Ferrise, Mikhail A. Semenov, Claudio O. Stöckle, Soora Naresh Kumar, Gerrit Hoogenboom, Benjamin Dumont, Ehsan Eyshi Rezaei, Mukhtar Ahmed, Senthold Asseng, Thilo Streck, Yan Zhu, R. Cesar Izaurralde, Katharina Waha, Ahmed M. S. Kheir, Taru Palosuo, Liujun Xiao, Sara Minoli, Eckart Priesack, Heidi Horan, Curtis D. Jones, Francesco Giunta, Zhao Zhang, Claas Nendel, International Food Policy Research Institute (US), CGIAR (France), European Commission, Institut National de la Recherche Agronomique (France), National Natural Science Foundation of China, Federal Ministry of Food and Agriculture (Germany), Biotechnology and Biological Sciences Research Council (UK), Innovation Fund Denmark, China Scholarship Council, Ministero delle Politiche Agricole Alimentari e Forestali, Academy of Finland, Finnish Ministry of Agriculture and Forestry, Federal Ministry of Education and Research (Germany), Department of Agriculture and Water Resources (Australia), University of Melbourne, Grains Research and Development Corporation (Australia), National Institute of Food and Agriculture (US), German Research Foundation, Gorgan University, Department of Agricultural and Biological Engineering [Gainesville] (UF|ABE), Institute of Food and Agricultural Sciences [Gainesville] (UF|IFAS), University of Florida [Gainesville] (UF)-University of Florida [Gainesville] (UF), Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), European Food Safety Authority = Autorité européenne de sécurité des aliments, Tropical Plant Production and Agricultural Systems Modelling (TROPAGS), Georg-August-University = Georg-August-Universität Göttingen, Centre for Biodiversity and Sustainable Land-use [University of Göttingen] (CBL), Department of Economic Drt and Resources, Grains Innovation Park, Agriculture Victoria Research, Department of Economic Development, Jobs, Transport and Resources, Faculty of Veterinary and Agricultural Science [Melbourne], Génétique Diversité et Ecophysiologie des Céréales (GDEC), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020]), Department of Agricultural Sciences, University of Naples Federico II = Università degli studi di Napoli Federico II, World Food Crops Breeding, Department of Agronomy, IFAS, University of Florida [Gainesville] (UF), International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT), Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR), Soils, Water and Environment Research Institute, Agricultural Research Center (ARC), Agriculture and Food, Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation [Canberra] (CSIRO), NASA Goddard Institute for Space Studies (GISS), NASA Goddard Space Flight Center (GSFC), International Maize and Wheat Improvement Centre [Inde] (CIMMYT), Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR)-Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR), Biological Systems Engineering, University of Wisconsin-Madison, Department of Agronomy, University of El-Tarf, Ecosystem Services and Management Program, International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA), Department of Soil Science, Faculty of Natural Sciences, Comenius University in Bratislava, W. K. Kellogg Biological Station (KBS), Michigan State University [East Lansing], Michigan State University System-Michigan State University System, Department of Earth and Environmental Sciences [Ann Arbor], University of Michigan [Ann Arbor], University of Michigan System-University of Michigan System, Institute of Biochemical Plant Pathology, Research Center for Environmental Health, Helmholtz Zentrum München = German Research Center for Environmental Health, Department of Agri‐food Production and Environmental Sciences (DISPAA), Università degli Studi di Firenze = University of Florence (UniFI), The James Hutton Institute, Institute for Climate and Atmospheric Science [Leeds] (ICAS), School of Earth and Environment [Leeds] (SEE), University of Leeds-University of Leeds, Collaborative Research Program from CGIAR and Future Earth on Climate Change, Agriculture and Food Security (CCAFS), International Center for Tropical Agriculture, GMO Unit, European Food Safety Authority, Department Terra & AgroBioChem, Gembloux Agro‐Bio Tech, Université de Liège, Institute of Crop Science and Resource Conservation [Bonn] (INRES), Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Department of Crop Sciences, Instituto de Agricultura Sostenible - Institute for Sustainable Agriculture (IAS CSIC), Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Institute of Soil Science and Land Evaluation, University of Hohenheim, Food Systems Institute [Gainesville] (UF|IFAS), Department of Geographical Sciences, College Park, University of Maryland [College Park], University of Maryland System-University of Maryland System, Texas A and M AgriLife Research, Texas A&M University System, Department of Agroecology, Aarhus University [Aarhus], Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung = Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research (ZALF), Institute of Biochemical Plant Pathology [Neuherberg], German Research Center for Environmental Health - Helmholtz Center München (GmbH), National Engineering and Technology Center for Information Agriculture, Key Laboratory for Crop System Analysis and Decision Making, Ministry of Agriculture, Jiangsu Key Laboratory for Information Agriculture, Jiangsu Collaborative Innovation Center for Modern Crop Production, Nanjing Agricutural University, Member of the Leibniz Association, Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK), Department of Plant and Environmental Sciences [Copenhagen], Faculty of Science [Copenhagen], University of Copenhagen = Københavns Universitet (UCPH)-University of Copenhagen = Københavns Universitet (UCPH), Centre for Environment Science and Climate Resilient Agriculture [New Delhi], Indian Agricultural Research Institute (IARI), Natural Resources Institute Finland (LUKE), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), University of Lincoln, Agroclim (AGROCLIM), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Rothamsted Research, Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC), Water & Food and Water Systems & Global Change Group, Wageningen University and Research [Wageningen] (WUR), Institute of geographical sciences and natural resources research [CAS] (IGSNRR), Chinese Academy of Sciences [Beijing] (CAS), Joint Research Centre (IPTS), Commission Européenne, AGroécologie, Innovations, teRritoires (AGIR), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT), CSIRO Agriculture and Food (CSIRO), Plant Production Systems, State Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology, Faculty of Geographical Science, Beijing Normal University (BNU), Department of Agronomy and Biotechnology, China Agricultural University (CAU), National Research Foundation for the Doctoral Program of Higher Education of China, Grant/Award Number: 20120097110042, International Food Policy, European Project: 267196,EC:FP7:PEOPLE,FP7-PEOPLE-2010-COFUND,AGREENSKILLS(2012), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), Georg-August-University [Göttingen], Centre of Biodiversity and Sustainable Land Use (CBL), University of Göttingen - Georg-August-Universität Göttingen, University of Naples Federico II, Helmholtz-Zentrum München (HZM), Universtiy of Florence, University of Copenhagen = Københavns Universitet (KU)-University of Copenhagen = Københavns Universitet (KU), Natural Resources Institute Finland, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Wageningen University, Institute of Geographical Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences (CAS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Agricultural & Biological Engineering Department, University of Florida [Gainesville], Georg-August-Universität Göttingen, University of Goettingen, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP), Research Program on Climate Change, Agriculture and Food Security, BISA‐CIMMYT, Consultative Group on International Agricultural Research (CGIAR), Comenius University [Bratislava], Helmholtz Zentrum München, Institute of Crop Science and Resource Conservation INRES, University of Bonn, IAS‐CSIC, Universidad de Cordoba, Institute for Sustainable Food Systems, Texas A&M AgriLife Research and Extension Center, Aarhus University, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), UE Agroclim (UE AGROCLIM), UMR : AGroécologie, Innovations, TeRritoires, Ecole Nationale Supérieure Agronomique de Toulouse, Wageningen University and Research Center (WUR), Beijing Normal University, and China Agricultural University
Subjects: [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, 0106 biological sciences, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Water en Voedsel, 01 natural sciences, grain protein, adaptation au milieu, climate change adaptation, climate change impact, food security, wheat, Co2 concentration, adaptation to the environment, Triticum, General Environmental Science, 2. Zero hunger, changement climatique, Global and Planetary Change, Food security, Ecology, Temperature, food and beverages, Adaptation, Physiological, Droughts, Nitrogen, Climate Change, Climate change, 010603 evolutionary biology, blé, Crop production, Food Quality, Grain quality, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Environmental Chemistry, Grain Proteins, global change, 0105 earth and related environmental sciences, WIMEK, Water and Food, Global change, Carbon Dioxide, Models, Theoretical, 15. Life on land, Agronomy, 13. Climate action, Grain yield, Environmental science, Water Systems and Global Change, Protein concentration
Abstract: Wheat grain protein concentration is an important determinant of wheat quality for human nutrition that is often overlooked in efforts to improve crop production. We tested and applied a 32‐multi‐model ensemble to simulate global wheat yield and quality in a changing climate. Potential benefits of elevated atmospheric CO2 concentration by 2050 on global wheat grain and protein yield are likely to be negated by impacts from rising temperature and changes in rainfall, but with considerable disparities between regions. Grain and protein yields are expected to be lower and more variable in most low‐rainfall regions, with nitrogen availability limiting growth stimulus from elevated CO2. Introducing genotypes adapted to warmer temperatures (and also considering changes in CO2 and rainfall) could boost global wheat yield by 7% and protein yield by 2%, but grain protein concentration would be reduced by −1.1 percentage points, representing a relative change of −8.6%. Climate change adaptations that benefit grain yield are not always positive for grain quality, putting additional pressure on global wheat production., B.L received support from the International Food Policy Research Institute (IFPRI) through the Global Futures and Strategic Foresight project, the CGIAR Research Program on Climate Change, Agriculture and Food Security (CCAFS) and the CGIAR Research Program on Wheat. A.M. received support from the EU Marie Curie FP7 COFUND People Programme, through an AgreenSkills fellowship under grant agreement no. PCOFUND‐GA‐2010‐267196. PM, A.M., D.R., and D.W. acknowledge support from the FACCE JPI MACSUR project (031A103B) through the metaprogram Adaptation of Agriculture and Forests to Climate Change (AAFCC) of the French National Institute for Agricultural Research (INRA). L.X. and Y.Z. were supported by the National High‐Tech Research and Development Program of China (2013AA100404), the National Natural Science Foundation of China (31271616), the National Research Foundation for the Doctoral Program of Higher Education of China (20120097110042), and the Priority Academic Program Development of Jiangsu Higher Education Institutions (PAPD). F.T. and Z.Z. were supported by the National Natural Science Foundation of China (41571088, 41571493 and 31561143003). R.R. received support from the German Ministry for Research and Education (BMBF) through project SPACES‐LLL. Rothamsted Research receives support from the Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC) Designing Future Wheat programme [BB/P016855/1]. M.J. and J.E.O. were supported by Innovation Fund Denmark through the MACSUR project. L.X. and Y.G. acknowledge support from the China Scholarship Council. M.B and R.F. were funded by JPI FACCE MACSUR2 through the Italian Ministry for Agricultural, Food and Forestry Policies and thank A. Soltani from Gorgan Univ. of Agric. Sci. & Natur. Resour. for his support. R.P.R., T.P., and F.T. received financial support from the FACCE MACSUR project funded through the Finnish Ministry of Agriculture and Forestry (MMM) and from the Academy of Finland through the projects NORFASYS (decision nos. 268277 and 292944) and PLUMES (decision nos. 277403 and 292836). K.C.K. and C.N. received support from the German Ministry for Research and Education (BMBF) within the FACCE JPI MACSUR project. S.M. and C.M. acknowledge financial support from the MACMIT project (01LN1317A) funded through BMBF. G.J.O. and G.J.F. acknowledge support from the Victorian Department of Economic Development, Jobs, Transport and Resources, the Australian Department of Agriculture and Water Resources, The University of Melbourne and the Grains Research Development Corporation, Australia. P.K.A.'s work was implemented as part of the CGIAR Research Program on Climate Change, Agriculture and Food Security (CCAFS), which is carried out with support from the CGIAR Trust Fund and through bilateral funding agreements. For details please visit https://ccafs.cgiar.org/donors. The views expressed in this document cannot be taken to reflect the official opinions of these organizations.. B.B. received financial support from USDA NIFA‐Water Cap Award 2015‐68007‐23133. F.E. acknowledges support from the FACCE JPI MACSUR project through the German Federal Ministry of Food and Agriculture (2815ERA01J) and from the German Science Foundation (project EW 119/5‐1).
Published: 2019

11. Trait Diversity of Pulse Species Predicts Agroecosystem Properties Trade-Offs

Author: Guiguitant, Julie, Vile, Denis, Marrou, Hélène, Agrosystèmes Biodiversifiés (UMR ABSys), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE), Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Mohammed VI Polytechnic University [Marocco] (UM6P), African Integrated Plant and Soil Research Group (AiPlaS), AgroBioSciences, Université Mohammed VI Polytechnique, This work was funded by the European Programme ARIMNet/ERA-NET, FP7-KBBE, session 2017–2020, SEMIARID, grant agreement no. 618127., European Project: 618127,EC:FP7:KBBE,FP7-ERANET-2013-RTD,ARIMNET2(2014), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, and Université Mohammed VI Polytechnique [Ben Guerir] (UM6P)
Subjects: trait-based agroecology, leaf nitrogen content, agroecosystem services, legumes, [SDV]Life Sciences [q-bio], pulse crops, Plant Science, traits-services trade-offs, functional diversity, traits–services trade-offs, Original Research
Abstract: International audience; Crop diversity management in agriculture is a fundamental principle of agroecology and a powerful way to promote resilient and sustainable production systems. Pulses are especially relevant for diversification issues. Yet, the specific diversity of legumes is poorly represented in most cropping systems. We used the trait-based approach to quantify the functional diversity of 30 pulses varieties, belonging to 10 species, grown under common field conditions. Our aim was to test relationships between traits, yield, and supporting agroecosystem properties. Our experimental results highlighted trade-offs between agroecosystem properties supported by different combinations of traits. Also, results demonstrated the relevance of leaf nitrogen content (LNC), leaf area ratio (LAR), and reproductive phenology to predict most of the trade-offs observed between agroecosystem properties. A comparison with a previous analysis based on literature data collected in diverse agronomic situations suggested that some traits are more plastic than others and therefore contribute differently to frame legumes diversity depending on the conditions of observation. Present results suggested that the implementation of such trait-based approach would rapidly benefit the selection of species/varieties for specific targeted agroecosystem services provisioning under specific (environmental or management) conditions.
Published: 2021

12. Cubiertas herbáceas en vides: prácticas de manejo para aprovechar sus beneficios

Author: Gary, Christian, Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and Pontificia Universidad Católica de Chile
Subjects: Cover cropping, [SDV.SA.STA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Sciences and technics of agriculture, [SDV.SA.AGRO]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agronomy, Ecosystem services delivery, Vineyards, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: National audience
Published: 2021

13. Spatial and temporal diversity of service plant management strategies across vineyards in the south of France. Analysis through the Coverage Index

Author: Karim Barkaoui, Hugo Fernández-Mena, Audrey Naulleau, Aurélie Metay, Raphaël Metral, Florian Celette, Laure Hossard, Léo Garcia, Christian Gary, Hélène Frey, Agrosystèmes Biodiversifiés (UMR ABSys), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Agroécologie et Environnement (AGE), Isara, Département Performances des systèmes de production et de transformation tropicaux (Cirad-PERSYST), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Innovation et Développement dans l'Agriculture et l'Alimentation (UMR Innovation), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), and This project was funded by INRAE, Division of Environment and Agronomy and Montpellier SupAgro, Institut Agro, and University of Montpellier.
Subjects: 0106 biological sciences, F08 - Systèmes et modes de culture, Vignoble, Enquête sur exploitations agricoles, Plant Science, 01 natural sciences, Survey, Cover crop, media_common, 2. Zero hunger, F07 - Façons culturales, biology, Spontaneous vegetation, Environmental resource management, Intercropping, 04 agricultural and veterinary sciences, Vegetation, Geography, [SDE]Environmental Sciences, Service plant, media_common.quotation_subject, Soil Science, Vineyard, Culture intercalaire, Plante de couverture, Quality (business), Ecosystem, Service (business), business.industry, 15. Life on land, Vineyards, biology.organism_classification, services écosystémiques, Water resources, Agronomy, 040103 agronomy & agriculture, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Plante de culture, business, Agronomy and Crop Science, 010606 plant biology & botany
Abstract: International audience; Highlights:• Spontaneous service plants strategies present a high spatial and temporal diversity.• Strategies can be measured by calculating the Coverage Index (CI) for each vineyard.• Higher CI was linked to quality labels, organic crop protection and low target yields.• No link was found between CI and water and soil resources in vineyards.• Target services by winegrowers are consistent with the CI and period coverage.Abstract: 'Service plants' include spontaneous vegetation or sown species of cover crops associated with perennial crops in the rows or inter-rows with a high potential to provide ecosystem functions and services. In vineyards, service plants target specific services depending on the management strategy implemented by the winegrower, including the plant species, the surface covered, the plant growth control and destruction date. Understanding the management strategies linked to their associated target services at the regional scale is necessary to better help winegrowers, advisers and policy makers regarding an adapted use of service plants. To do this, we conducted a survey in 2016 among 334 winegrowers in Languedoc-Roussillon region in France, enquiring about their service plant management practices during the season 2014-2015. Given the diversity of the strategies of service plant management, we proposed a typology analyzing their spatial and temporal dimensions. Further, we present a Coverage Index (CI), which combines both temporal and spatial dimensions of the service plant management strategies. We conducted a multiple components analysis and clustering to create a vineyard typology and applied linear models to find correlations between the CI and specific vineyard characteristics. Three quarters of interviewed winegrowers sowed or maintained service plants in their vineyards; 41 % used a winter service plant strategy; 8.4 % a semi-permanent and 27.3 % a permanent service plant strategy. The preferred surface coverage strategy was full surface during grapevine dormancy and its reduction to half of the inter-rows after grapevine budburst. However, the diversity of surface coverage strategies during the grapevine vegetative period was remarkable. Lower water resources and specific soil characteristics were not linked to the service plant management strategies. Higher CI was associated with vineyards presenting quality labels (PDO and Organic), independent wine-making and lower target yields, showing that the added value of producing high quality wine plays an important role when implementing service plants in vineyards. Overall, our study showed: i) the popularity of spontaneous service plant strategies; ii) the spatial and temporal diversity of service plant management strategies and iii) the utility of the CI to study the implementation of service plants and to understand the motivations and constraints of their use.
Published: 2021

14. Multi-model evaluation of phenology prediction for wheat in Australia

Author: Elisabet Lewan, Xenia Specka, Arne Poyda, Bernardo Maestrini, Liujun Xiao, Amir Souissi, Sabine J. Seidel, Roberto Ferrise, G. Padovan, Steven Hoek, Tobias K. D. Weber, Thilo Streck, Mingxia Huang, Qunying Luo, Niels Schütze, Jørgen E. Olesen, Samuel Buis, Qi Jing, Budong Qian, Yan Zhu, Marie Launay, Allard de Wit, Thomas Wöhling, Sebastian Gayler, Fety Andrianasolo, Eckart Priesack, Bruno Basso, Senthold Asseng, Benjamin Dumont, Heidi Horan, Eric Justes, Thomas Gaiser, Mohamed Jabloun, Giacomo Trombi, Santosh Hiremath, Lutz Weihermüller, Daniel Wallach, Jing Wang, Zvi Hochman, Taru Palosuo, Amit Kumar Srivastava, Marco Moriondo, Vakhtang Shelia, Peter J. Thorburn, Gerrit Hoogenboom, Evelyn Wallor, Kurt Christian Kersebaum, Johannes Wilhelmus Maria Pullens, Neil M.J. Crout, Chuang Zhao, Per-Erik Jansson, Tommaso Stella, AGroécologie, Innovations, teRritoires (AGIR), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Natural Resources Institute Finland (LUKE), Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation [Canberra] (CSIRO), ARVALIS - Institut du Végétal [Boigneville], ARVALIS - Institut du végétal [Paris], University of Florida [Gainesville] (UF), Department of Agricultural and Biological Engineering [Gainesville] (UF|ABE), Institute of Food and Agricultural Sciences [Gainesville] (UF|IFAS), University of Florida [Gainesville] (UF)-University of Florida [Gainesville] (UF), Michigan State University [East Lansing], Michigan State University System, DEPARTMENT OF EARTH AND ENVIRONMENTAL SCIENCES MICHIGAN STATE UNIVERSITY USA, Partenaires IRSTEA, Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Environnement Méditerranéen et Modélisation des Agro-Hydrosystèmes (EMMAH), Avignon Université (AU)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), University of Nottingham, UK (UON), Université de Liège - Gembloux, Department Terra & AgroBioChem, Gembloux Agro‐Bio Tech, Université de Liège, Università degli Studi di Firenze = University of Florence [Firenze] (UNIFI), Department of Agriculture, Food, Environment and Forestry (DAGRI), University of Bonn, Institute of Crop Science and Resource Conservation [Bonn] (INRES), Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, University of Hohenheim, Institute of Soil Science and Land Evaluation, Soil Biology Section, Aalto University School of Science and Technology [Aalto, Finland], Wageningen University and Research [Wageningen] (WUR), CSIRO Agriculture and Food (CSIRO), Food Systems Institute [Gainesville] (UF|IFAS), China Agriculture University [Beijing], College of Resources and Environmental Sciences, China Agricultural University (CAU), Royal Institute of Technology [Stockholm] (KTH ), Agriculture and Agri-Food [Ottawa] (AAFC), Ottawa Research and Development Center, Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Département Performances des systèmes de production et de transformation tropicaux (Cirad-PERSYST), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung = Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research (ZALF), Global Change Research Institute (CAS), Agroclim (AGROCLIM), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Swedish University of Agricultural Sciences (SLU), Hillridge Technology Pty Ltd, Institute of Bioeconomy (IBE), Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Aarhus University [Aarhus], Department of Agroecology, Aarhus University, Tjele, Denmark, Kiel University, Institute of Crop Science and Plant Breeding, Christian-Albrechts University of Kiel, Helmholtz-Zentrum München (HZM), German Res Ctr Environm Hlth, Partenaires INRAE, Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), Technische Universität Dresden = Dresden University of Technology (TU Dresden), Université de Carthage - University of Carthage, Institut National de la Recherche Agronomique de Tunisie (INRAT), Forschungszentrum Jülich GmbH | Centre de recherche de Juliers, Helmholtz-Gemeinschaft = Helmholtz Association, Institute of Bio- and Geosciences [Jülich] (IBG), Helmholtz-Gemeinschaft = Helmholtz Association-Helmholtz-Gemeinschaft = Helmholtz Association, Lincoln Agritech Ltd, Nanjing Agricultural University, National Engineering and Technology Center for Information Agriculture, Jiangsu Key Laboratory for Information Agriculture, Jiangsu Collaborative Innovation Center for Modern Crop Production, Nanjing Agricutural University, This work was in part supported by the Collaborative Research Center 1253 CAMPOS (Project 7: Stochastic Modelling Framework), funded by the German Research Foundation (DFG, Grant Agreement SFB 1253/1 2017), the Academy of Finland through projects AI-CropPro (316172 and 315896) and DivCSA (316215) and Natural Resources Institute Finland (Luke) through a strategic project BoostIA, the BonaRes projects 'Soil3' (BOMA 03037514) and 'I4S' (031B0513I) of the Federal Ministry of Education and Research (BMBF), Germany, the German Research Foundation (DFG) under Germany's Excellence Strategy -EXC 2070 -390732324, the project BiomassWeb of the GlobeE programme (Grant number: FKZ031A258B) funded by the Federal Ministry of Education and Research (BMBF, Germany), the EU funded SustEs project (CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_019/0000797), the INRAE ACCAF metaprogramme, the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF) in the framework of the funding measure 'Soil as a Sustainable Resource for the Bioeconomy -BonaRes', project 'BonaRes (Module B): BonaRes Centre for Soil Research, subproject B' (grant 031B0511B), the National Key Research and Development Program of China (2017YFD0300205), the National Science Foundation for Distinguished Young Scholars (31725020), the Priority Academic Program Development of Jiangsu Higher Education Institutions (PAPD), the 111 project (B16026), and China Scholarship Council, the Agriculture and AgriFood Canada's Project 1387 under the Canadian Agricultural Partnership, the DFG Research Unit FOR 1695 `Agricultural Landscapes under Global Climate Change -Processes and Feedbacks on a Regional Scale, the U.S. Department of Agriculture (USDA), National Institute of Food and Agriculture (award no. 2015-68007-23133) and USDA/NIFA HATCH grant N. MCL02368, the National Key Research and Development Program of China (2016YFD0300105), The Broadacre Agriculture Initiative, a research partnership between University of Southern Queensland and the Queensland Department of Agriculture and Fisheries, the JPI FACCE MACSUR2 project, funded by the Italian Ministry for Agricultural, Food, and Forestry Policies (D.M. 24064/7303/15 of 26/Nov/2015). The field work was jointly funded by CSIRO and the Grains Research and Development Corporation (GRDC) under the 'Adding Value to GRDC's National Variety Trial Network' project (CSA00027). The order in which the donors are listed is arbitrary., INRAE, Luke Natural Resources Institute Finland, CSIRO, Arvalis Institut du Végétal, University of Florida, Michigan State University, University of Nottingham, University of Liege, University of Florence, Department of Computer Science, Wageningen University and Research Centre, China Agricultural University, KTH Royal Institute of Technology, Ottawa Research and Development Centre, Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research, Swedish University of Agricultural Sciences, National Research Council of Italy, Aarhus University, Helmholtz Zentrum München - German Research Center for Environmental Health, Technische Universität Dresden, University of Carthage, Forschungszentrum Jülich, Aalto-yliopisto, and Aalto University
Subjects: 0106 biological sciences, Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Calibration (statistics), Structure uncertainty, 01 natural sciences, F01 - Culture des plantes, Aardobservatie en omgevingsinformatica, Statistics, Range (statistics), ddc:550, Evaluation, Applied Ecology, Triticum, Mathematics, 2. Zero hunger, Global and Planetary Change, U10 - Informatique, mathématiques et statistiques, Phenology, Toegepaste Ecologie, Forestry, 04 agricultural and veterinary sciences, Australia, Parameter Uncertainty, Structure Uncertainty, Wheat, technique de prévision, PE&RC, [SDE]Environmental Sciences, Incertitude, Phénologie, Earth Observation and Environmental Informatics, F40 - Écologie végétale, Parameter uncertainty, Benchmark (surveying), Baseline (configuration management), Selection (genetic algorithm), 0105 earth and related environmental sciences, Modélisation des cultures, cultivar selection [EN], Global change, 15. Life on land, 040103 agronomy & agriculture, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Stage (hydrology), Agronomy and Crop Science, 010606 plant biology & botany
Abstract: Predicting wheat phenology is important for cultivar selection, for effective crop management and provides a baseline for evaluating the effects of global change. Evaluating how well crop phenology can be predicted is therefore of major interest. Twenty-eight wheat modeling groups participated in this evaluation. Model predictions depend not only on model structure but also on the parameter values. This study is thus an evaluation of modeling groups, which choose the structure and fix or estimate the parameters, rather than an evaluation just of model structures. Our target population was wheat fields in the major wheat growing regions of Australia under current climatic conditions and with current local management practices. The environments used for calibration and for evaluation were both sampled from this same target population. The calibration and evaluation environments had neither sites nor years in common, so this is a rigorous evaluation of the ability of modeling groups to predict phenology for new sites and weather conditions. Mean absolute error (MAE) for the evaluation environments, averaged over predictions of three phenological stages and over modeling groups, was 9 days, with a range from 6 to 20 days. Predictions using the multi-modeling group mean and median had prediction errors nearly as small as the best modeling group. For a given modeling group, MAE for the evaluation environments was significantly correlated with MAE for the calibration environments, which suggests that it would be of interest to test ensemble predictors that weight individual modeling groups based on performance for the calibration data. About two thirds of the modeling groups performed better than a simple but relevant benchmark, which predicts phenology by assuming a constant temperature sum for each development stage. The added complexity of crop models beyond just the effect of temperature was thus justified in most cases. Finally, there was substantial variability between modeling groups using the same model structure, which implies that model improvement could be achieved not only by improving model structure, but also by improving parameter values, and in particular by improving calibration techniques.
Published: 2021

15. Irrigation events detection over Intensively irrigated grassland plots using Sentinel-1 data

Author: Hatem Belhouchette, Mehrez Zribi, Ibrahim Fayad, Hassan Bazzi, Nicolas Baghdadi, François Charron, Territoires, Environnement, Télédétection et Information Spatiale (UMR TETIS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-AgroParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Gestion de l'Eau, Acteurs, Usages (UMR G-EAU), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-AgroParisTech-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), French Space Study Center (CNES) National Research Institute for Agriculture, Food and the Environment (INRAE)Occitanie region of France Mediterranean Agronomic Institute of Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-AgroParisTech-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, and This research received funding from the French Space Study Center (CNES, TOSCA 2020 project), the National Research Institute for Agriculture, Food and the Environment (INRAE), the Occitanie region of France and the Mediterranean Agronomic Institute of Montpellier (CIHEAM-IAMM).
Subjects: Irrigation, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Threshold limit value, Science, Crau plain, 0211 other engineering and technologies, Context (language use), 02 engineering and technology, GESTION DES EAUX, 01 natural sciences, Normalized Difference Vegetation Index, Grassland, irrigation, INDICATEUR, TAILLE DES PARCELLES, CULTURE IRRIGUEE, TELEDETECTION, change detection, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, 2. Zero hunger, Hydrology, geography, geography.geographical_feature_category, [SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering, 15. Life on land, SUD EST, 6. Clean water, Water resources, EAU D'IRRIGATION, PRAIRIE, CHANGEMENT CLIMATIQUE, [SDE]Environmental Sciences, TECHNIQUE D'IMAGERIE, grassland, Sentinel-1, France, General Earth and Planetary Sciences, Environmental science, Scale (map), Change detection
Abstract: Better management of water consumption and irrigation schedule in irrigated agriculture is essential in order to save water resources, especially at regional scales and under changing climatic conditions. In the context of water management, the aim of this study is to monitor irrigation activities by detecting the irrigation episodes at plot scale using the Sentinel-1 (S1) C-band SAR (synthetic-aperture radar) time series over intensively irrigated grassland plots located in the Crau plain of southeast France. The method consisted of assessing the newly developed irrigation detection model (IDM) at plot scale over the irrigated grassland plots. First, four S1-SAR time series acquired from four different S1-SAR acquisitions (different S1 orbits), each at six-day revisit time, were obtained over the study site. Next, the IDM was applied at each available SAR image from each S1-SAR series to obtain an irrigation indicator at each SAR image (no, low, medium, or high irrigation possibility). Then, the irrigation indicators obtained at each image from each S1-SAR time series (four series) were added and combined by threshold value criteria to determine the existence or absence of an irrigation event. Finally, the performance of the IDM for irrigation detection was assessed by comparing the in situ recorded irrigation events at each plot and the detected irrigation events. The results show that using only the VV polarization, 82.4% of the in situ registered irrigation events are correctly detected with an F_score value reaching 73.8%. Less accuracy is obtained using only the VH polarization, where 79.9% of the in situ irrigation events are correctly detected with an F_score of 72.2%. The combined use of the VV and VH polarization showed that 74.1% of the irrigation events are detected with a higher F_score value of 76.4%. The analysis of the undetected irrigation events revealed that, in the presence of very well-developed vegetation cover (normalized difference of vegetation index (NDVI) ≥ 0.8); higher uncertainty in irrigation detection is observed, where 80% of the undetected events correspond to an NDVI value greater than 0.8. The results also showed that small-sized plots encounter more false irrigation detections than large-sized plots certainly because the pixel spacing of S1 data (10 m × 10 m) is not adapted to small size plots. The obtained results prove the efficiency of the S1 C-band data and the IDM for detecting irrigation events at the plot scale, which would help in improving the irrigation water management at large scales especially with availability and global coverage of the S1 product.
Published: 2020

16. Stocker du carbone dans les sols français. Quel potentiel au regard de l’objectif 4 pour 1000 et à quel coût ?: Rapport scientifique de l'étude. Étude réalisée pour l'ADEME et le Ministère de l'Agriculture et de l'Alimentation

Author: Pellerin, Sylvain, Bamière, Laure, Launay, Camille, Martin, Raphaël, Schiavo, Michele, Angers, Denis, Augusto, Laurent, Balesdent, Jérôme, Basile-Doelsch, Isabelle, Bellassen, Valentin, Cardinael, Rémi, Cécillon, Lauric, Ceschia, Eric, Chenu, Claire, Constantin, Julie, Daroussin, Joël, Delacote, Philippe, Delame, Nathalie, Gastal, Francois, Gilbert, Daniel, Graux, Anne-Isabelle, Guenet, Bertrand, Houot, Sabine, Klumpp, Katja, Letort, Elodie, Litrico, Isabelle, Martin, Manuel, Menasseri-Aubry, Safya, Meziere, Delphine, Morvan, Thierry, Mosnier, Claire, Roger-Estrade, Jean, Saint-André, Laurent, Sierra, Jorge, Therond, Olivier, Viaud, Valérie, Grateau, Regis, Le Perchec, Sophie, Savini, Isabelle, Rechauchère, Olivier, Interactions Sol Plante Atmosphère (UMR ISPA), Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agronomiques de Bordeaux-Aquitaine (Bordeaux Sciences Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Economie Publique (ECO-PUB), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), AGroécologie, Innovations, teRritoires (AGIR), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Unité Mixte de Recherche sur l'Ecosystème Prairial - UMR (UREP), VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Unité Animalerie Rongeurs (UAR), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC), Centre européen de recherche et d'enseignement des géosciences de l'environnement (CEREGE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Collège de France (CdF (institution))-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre d'Economie et de Sociologie Rurales Appliquées à l'Agriculture et aux Espaces Ruraux (CESAER), AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Agroécologie et Intensification Durables des cultures annuelles (UPR AIDA), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Département Performances des systèmes de production et de transformation tropicaux (Cirad-PERSYST), Étude et compréhension de la biodiversité (ECODIV), Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes (ECOSYS), Unité de Science du Sol (Orléans) (URSols), Bureau d'Économie Théorique et Appliquée (BETA), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Unité de Recherche Pluridisciplinaire Prairies et Plantes Fourragères (P3F), Laboratoire Chrono-environnement - CNRS - UBFC (UMR 6249) (LCE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), Physiologie, Environnement et Génétique pour l'Animal et les Systèmes d'Elevage [Rennes] (PEGASE), AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Structures et Marché Agricoles, Ressources et Territoires (SMART-LERECO), InfoSol (InfoSol), Sol Agro et hydrosystème Spatialisation (SAS), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Unité Mixte de Recherche sur les Herbivores - UMR 1213 (UMRH), VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Agronomie, Unité de recherche Biogéochimie des Ecosystèmes Forestiers (BEF), Agrosystèmes tropicaux (ASTRO), Laboratoire Agronomie et Environnement - Antenne Colmar (LAE-Colmar ), Laboratoire Agronomie et Environnement (LAE), Université de Lorraine (UL)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université de Lorraine (UL)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Direction pour la Science Ouverte (DipSO), Direction de l'Expertise scientifique collective, de la Prospective et des Etudes, INRA, Commanditaire : Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie (France), and Type de commanditaire ou d'auteur de la saisine : Ministères, parlements et les structures qui leur sont directement rattachées
Subjects: [SDV]Life Sciences [q-bio]
Abstract: L’initiative « 4 ‰ sur les sols pour la sécurité alimentaire et le climat », lancée par la France à l’occasion de la Conférence de Paris sur le climat (COP-21), propose d’augmenter chaque année d’un quatre millième le stock de carbone présent dans tous les sols du monde afin de compenser les émissions anthropiques de CO2. Cet objectif, très ambitieux, nécessite des évolutions profondes des pratiques agricoles et des modes de gestion sylvicoles, certaines pouvant s’accompagner de modifications de systèmes de production et, éventuellement, des modes d’usage des sols. C'est dans ce contexte que le Ministère de l’Agriculture et de l’Alimentation (MAA) et l’Agence De l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie (ADEME) ont demandé à l'INRA de conduire la présente étude "4 pour mille France". Les objectifs étaient : i) d’identifier des pratiques agricoles et sylvicoles plus "stockantes" que les pratiques actuellement mises en œuvre ; ii) de chiffrer le potentiel de stockage additionnel associé, de le cartographier, de quantifier les autres effets induits liés à l’adoption de ces pratiques stockantes (pertes ou gains de rendement, émissions de N2O, lixiviation de nitrate, utilisation de produits phytosanitaires...) ; iii) de chiffrer leur coût de mise en œuvre et de proposer une stratégie coût-efficace de stockage. Le présent document constitue le rapport scientifique de cette étude.Ce travail a fait l'objet de documents de synthèse et d'un colloque public de restitution, qui s'est tenu à Paris le 13 juin 2019.
Published: 2020

17. Does Conversion to Organic Farming Impact Vineyards Yield? A Diachronic Study in Southeastern France

Author: Merot, Anne, Smits, Nathalie, Agrosystèmes Biodiversifiés (UMR ABSys), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), This study received funding from INRAE's SMaCH metaprogramme-Biologics project and the INRA-CIAB AgriBio4 VIBRATO research project., INRAE SMaCH metaprogramme-Biologics, and INRAE CIAB AgriBio4 VIBRATO
Subjects: lcsh:Agriculture, berries, organic farming, [SDV]Life Sciences [q-bio], lcsh:S, number of flowers, cluster mass, diachronic, conversion, yield, number of inflorescences, grapevine, yield components
Abstract: International audience; Given the need to reduce pesticide use and rising consumer demand for healthy food, organic vineyard areas have increased since 2000. Converting to organic farming requires numerous changes in pest and disease management, fertilization and weeding techniques. These changes can lead to difficulties in sustaining yields. Some studies have highlighted higher yields in conventional farming than in organic agriculture, but knowledge on yield dynamics during conversion is lacking. A set of 26 plots, under conventional management and in conversion to organic farming, were monitored from 2013 to 2016 in southern France throughout the three-year conversion phase to investigate the dynamics of grape yield and yield components. The survey showed that the yield and yield components remained similar levels as in conventional farming from the third year of conversion. However, the first two years of conversion were a transitional and less successful period during which yield and yield components decreased. Based on the in-depth analysis of the yield components, we have put forwards hypotheses on the processes at play and technical advice that could support winegrowers as they convert to organic farming.
Published: 2020
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18. Modelling climate change impacts on maize yields under low nitrogen input conditions in sub‐Saharan Africa

Author: Elizabeth A. Meier, Isaac N. Alou, Eckart Priesack, Bruno Basso, Edward Gérardeaux, Heidi Webber, Eric Justes, Michel Giner, Saseendran S. Anapalli, Delphine Deryng, Marcelo Valadares Galdos, Alex C. Ruane, Bouba Sidi Traoré, Dominique Ripoche, Ward Smith, Babacar Faye, Thomas Gaiser, Patrick Bertuzzi, Folorunso M. Akinseye, Dilys S. MacCarthy, Frédéric Baudron, Alain Ndoli, Brian Grant, Claas Nendel, Kenneth J. Boote, Bernardo Maestrini, Louise Leroux, Christian Baron, Tracy E. Twine, Kokou Adambounou Amouzou, Upendra Singh, Sumit Sinha, Amit Kumar Srivastava, Yi Chen, Michael van der Laan, Gerrit Hoogenboom, Marc Corbeels, Dennis Timlin, M. Elsayed, Anthony M. Whitbread, Fulu Tao, Soo-Hyung Kim, Tesfaye Shiferaw Sida, Bahareh Kamali, Jon I. Lizaso, Myriam Adam, Kurt Christian Kersebaum, Peter J. Thorburn, François Affholder, Esther S. Ibrahim, Andrew J. Challinor, Sebastian Gayler, Lajpat R. Ahuja, Gatien N. Falconnier, Cheryl Porter, Fasil Mequanint, Agroécologie et Intensification Durables des cultures annuelles (UPR AIDA), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Département Performances des systèmes de production et de transformation tropicaux (Cirad-PERSYST), International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT), Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR), University of Florida [Gainesville] (UF), Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), University of Ghana, GISS Climate impacts group, NASA Goddard Institute for Space Studies (GISS), NASA Goddard Space Flight Center (GSFC)-NASA Goddard Space Flight Center (GSFC), Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung = Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research (ZALF), International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics [Niger] (ICRISAT), International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics [Inde] (ICRISAT), Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR)-Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Territoires, Environnement, Télédétection et Information Spatiale (UMR TETIS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-AgroParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and Département Environnements et Sociétés (Cirad-ES)
Subjects: 0106 biological sciences, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Mali, 01 natural sciences, exploitant agricole, smallholder farming systems, Leaching (agriculture), uncertainty, General Environmental Science, 2. Zero hunger, Global and Planetary Change, Biomass (ecology), Ecology, U10 - Informatique, mathématiques et statistiques, Rendement des cultures, model intercomparison, Fertilizer, Crop simulation model, crop simulation model, Nitrogen, P40 - Météorologie et climatologie, Climate Change, Climate change, engineering.material, 010603 evolutionary biology, Zea mays, Petite exploitation agricole, ensemble modelling, Environmental Chemistry, Leaf area index, Fertilizers, 0105 earth and related environmental sciences, Changement climatique, Agriculture faible niveau intrants, Nutrient management, Modélisation des cultures, Engrais azoté, Modèle de simulation, 15. Life on land, Agronomy, 13. Climate action, Soil water, engineering, Système d'exploitation agricole, Environmental science, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology
Abstract: International audience; Smallholder farmers in sub-Saharan Africa (SSA) currently grow rainfed maize with limited inputs including fertilizer. Climate change may exacerbate current production constraints. Crop models can help quantify the potential impact of climate change on maize yields, but a comprehensive multimodel assessment of simulation accuracy and uncertainty in these low-input systems is currently lacking. We evaluated the impact of varying [CO2], temperature and rainfall conditions on maize yield, for different nitrogen (N) inputs (0, 80, 160 kg N/ha) for five environments in SSA, including cool subhumid Ethiopia, cool semi-arid Rwanda, hot subhumid Ghana and hot semi-arid Mali and Benin using an ensemble of 25 maize models. Models were calibrated with measured grain yield, plant biomass, plant N, leaf area index, harvest index and in-season soil water content from 2-year experiments in each country to assess their ability to simulate observed yield. Simulated responses to climate change factors were explored and compared between models. Calibrated models reproduced measured grain yield variations well with average relative root mean square error of 26%, although uncertainty in model prediction was substantial (CV = 28%). Model ensembles gave greater accuracy than any model taken at random. Nitrogen fertilization controlled the response to variations in [CO2], temperature and rainfall. Without N fertilizer input, maize (a) benefited less from an increase in atmospheric [CO2]; (b) was less affected by higher temperature or decreasing rainfall; and (c) was more affected by increased rainfall because N leaching was more critical. The model intercomparison revealed that simulation of daily soil N supply and N leaching plays a crucial role in simulating climate change impacts for low-input systems. Climate change and N input interactions have strong implications for the design of robust adaptation approaches across SSA, because the impact of climate change in low input systems will be modified if farmers intensify maize production with balanced nutrient management.
Published: 2020

19. Irrigation mapping using Sentinel-1 time series

Author: Dino Ienco, Nicolas Baghdadi, Mehrez Zribi, Hassan Bazzi, Hatem Belhouchette, Territoires, Environnement, Télédétection et Information Spatiale (UMR TETIS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-AgroParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), The authors would like to thank the National Center for Space Studies (CNES, TOSCA project) and the National Institute for Agronomic and Environmental Research (INRAE) for financing this project. They would like to thank Maria Jose Escorihuela from the isardSAT, Catalonia, for providing the SIGPAC data., and IEEE
Subjects: Synthetic aperture radar, Random Forest, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Series (mathematics), Scale (ratio), 0211 other engineering and technologies, Convolutional Neural Network, 02 engineering and technology, 15. Life on land, 01 natural sciences, Plot (graphics), Random forest, Wavelet, Spain, Principal component analysis, [SDE]Environmental Sciences, Sentinel-1, Time series, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing, Mathematics
Abstract: International audience; The objective of this paper is to present an approach for mapping irrigated areas at plot scale using the Sentinel-1 radar time series. Over a study site located in Catalonia region of north Spain, a dense temporal series of Si backscattering coefficients were first obtained at plot scale and grid scale (10km x 10km). The S1 time series at plot and grid scales were conjointly used to remove the ambiguity between rainfall events and irrigation events. The principal component analysis (PCA) and the wavelet transformation were applied to the SAR temporal series. Then, to classify irrigated/non-irrigated plots the random forest (RF) classifier was employed using the obtained principal components (PC) and the wavelet coefficients (WT). A convolutional neural network was also tested using the prepared Si temporal series. The result of the classification reaches 90.7% and 89.1% using the PC and the WT in a random forest classifier respectively. The accuracy of the classification reaches 94.1% using the CNN.
Published: 2020

20. Revalorización de los sistemas de uvas tradicionales del valle de los Cintis, Bolivia

Author: Oliva, P., Gary, Christian, Langer, E., Mejia, N., IDEPRO Desarollo Empresarial, Partenaires INRAE, Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Georgetown University [Washington] (GU), and Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria (INIA)
Subjects: [SDV.SA.AGRO]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agronomy, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2020

21. Impact of Climate Change in West Africa on Cereal Production Per Capita in 2050

Author: Defrance, Dimitri, Sultan, Benjamin, Castets, Mathieu, Famien, Adjoua Moise, Baron, Christian, Agrosystèmes Biodiversifiés (UMR ABSys), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes (UMR Eco&Sols), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, UMR 228 Espace-Dev, Espace pour le développement, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Avignon Université (AU)-Université de La Réunion (UR)-Université de Montpellier (UM)-Université de Guyane (UG)-Université des Antilles (UA), Territoires, Environnement, Télédétection et Information Spatiale (UMR TETIS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-AgroParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Département Environnements et Sociétés (Cirad-ES), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Université Félix Houphouët-Boigny (UFHB), This research was funded by NERC/DFID, grant number NE/M020126/1 and the APC was funded by B.S., Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Université de Guyane (UG)-Université des Antilles (UA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Avignon Université (AU)-Université de La Réunion (UR)-Université de Montpellier (UM), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Environmental effects of industries and plants, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, TJ807-830, rainfed agriculture, food security, [SHS.DEMO]Humanities and Social Sciences/Demography, TD194-195, Renewable energy sources, Environmental sciences, climate change impact assessment, climate change, human vulnerability, West Africa, GE1-350
Abstract: International audience; Food security is a crucial issue in the Sahel and could be endangered by climate change and demographic pressure during the 21st century. Higher temperatures and changes in rainfall induced by global warming are threatening rainfed agriculture in this region while the population is expected to increase approximately three-fold until 2050. Our study quantifies the impact of climate change on food security by combining climate modelling (16 models from CMIP5), crop yield (simulated by agronomic model, SARRA-O) and demographic evolution (provided by UN projection) under two future climatic scenarios. We simulate yield for the main crops in five countries in West Africa and estimate the population pressure on crop production to assess the number of available cereal production per capita. We found that, although uncertain, the African monsoon evolution leads to an increase of rainfall in Eastern Sahel and a decrease in Western Sahel under the RCP8.5 (Representative Concentration Pathway) scenario from IPCC, leading to the higher temperature increase by the end of the 21st century. With regard to the abundance of food for the inhabitants, all the scenarios in each country show that in 2050, local agricultural production will be below 50 kg per capita. This situation can have impact on crop import and regional migration
Published: 2020

22. Le pommier en agroforesterie : Dynamique des ravageurs et de leurs ennemis naturels

Author: Paul, MASQUIN, Lauri, Pierre-Éric, Cassagne, Nathalie, Ecole supérieure d'Agricultures d'Angers (ESA), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Légumineuses, Ecophysiologie Végétale, Agroécologie (LEVA), Ecole supérieure d'Agricultures d'Angers (ESA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Programme DEPHY EXPE 'ALTO', and INRAE
Subjects: agroforesterie, [SDV]Life Sciences [q-bio], [SDE]Environmental Sciences, Pommier
Abstract: La culture de pommier (Malus domestica) est l’une des principales productions fruitières en climat tempéré. En production fruitière, la gestion des ravageurs repose sur un usage intensif des pesticides afin d’assurer l’absence de défaut visuel sur les fruits. Ces systèmes conventionnels sont désormais remis en question de par leurs impacts négatifs sur la biodiversité, la santé humaine et la qualité des sols, de l’air et de l’eau. Le développement de la biodiversité à l’intérieur des parcelles agricoles est une alternative potentielle pour répondre à ces enjeux environnementaux, sanitaires et agronomiques. Les mécanismes de régulation biologique peuvent permettre un contrôle des populations de ravageurs phytophages grâce à leurs ennemis-naturels. Ces ennemis-naturels sont des prédateurs ou des parasitoïdes qui détruisent les ravageurs. Les ennemis naturels sont nombreux et leur diversité est importante pour la régulation biologique, car ils sont complémentaires (dans l’espace, le temps et les fonctions). Pour bénéficier naturellement de ces ennemis-naturels, les parcelles doivent être aménagées afin de leur offrir une continuité de ressources et d’habitats. Pour ce faire, on peut intégrer des infrastructures agroécologiques afin de pérenniser les ennemis-naturels : c’est la lutte biologique par conservation. Cependant il existe de nombreuses infrastructures agroécologiques et leurs effets ne sont pas tous bien renseignés. Dans le contexte méditerranéen, on sait que l’agroforesterie apporte des bénéfices agronomiques aux vergers de pommiers. L’objectif de l’étude est d’évaluer l’effet de l’agroforesterie sur les arthropodes et les mécanismes de régulation biologique de trois ravageurs : le puceron cendré (Dysaphis plantaginea), le puceron vert (Aphis pomi) et le carpocapse (Cydia pomonella). L’expérimentation a lieu sur une parcelle associant des noyers à bois et des pommes (variété Dalinette). Elle est située dans un environnement semi-naturel et conduite en agriculture biologique. En fonction de leur distance des noyers, les pommiers sont agencés selon trois modalités d’un gradient agroforestier. Sur les pommiers, on réalise des suivis dynamiques approfondis des arthropodes et/ou de leurs dégâts. Les résultats sont analysés en fonction du gradient agroforestier et des différents blocs de la parcelle afin d’évaluer la présence d’un gradient parcellaire. La proximité de noyers diminue la présence du carpocapse dans les pommiers. Le pourcentage de fruits infestés par le carpocapse est plus faible à proximité de noyers. Les hypothèses explicatives sont : 1/ La partie aérienne des noyers forme un effet barrière, qui limite la propagation du carpocapse. 2/ Les rangs de noyers forment des couloirs de chasse pour les chiroptères, qui régulent le carpocapse au stade adulte. 3/ La compétition des noyers (racinaire et aérienne) diminue le nombre de fruits des pommiers proches, réduisant leur attractivité pour la ponte des femelles adultes. En revanche, la proximité des noyers favorise la présence de fourmis, de pucerons verts et de certains arthropodes détritivores dans les pommiers. Les hypothèses explicatives sont : 1/ Les fourmis, favorisées par l’agroforesterie, diminuent la régulation biologique, en protégeant les pucerons. En effet la survie et la longévité des foyers de pucerons verts sont étroitement liées à la présence de fourmis dans ces foyers. 2/ Le microclimat généré par les noyers est favorable au puceron vert pendant la période chaude et sèche de la saison. L’effet de l’agroforesterie sur le puceron cendré n’a pas pu être évalué. Un effet parcellaire est mis en évidence. Il est provoqué principalement par une haie de bordure, qui constitue un corridor écologique pour certains arthropodes, notamment les fourmis. Cette haie favorise la présence du puceron vert dans la parcelle.
Published: 2020

23. Agroécologie et agroforesterie : les bénéfices de l’arbre

Author: Lauri, Pierre-Éric, Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and Agrosystèmes Biodiversifiés (UMR ABSys)
Subjects: agroforesterie, arbre, [SDV]Life Sciences [q-bio], agroécologie, [SDE]Environmental Sciences
Abstract: International audience; Ombre, emprisonnement du carbone dans le sol, abris pour la faune, etc. les bénéfices apportés par les arbres sont connus et nombreux. On oublie souvent, pourtant, qu’ils peuvent être aussi partie intégrante des systèmes de production et être cultivés, pour leur bois ou leurs fruits. Les termes d’agro-écologie et d’agroforesterie sont à présent couramment employés, et même parfois confondus. Ils ont en fait des sens différents. Si nous prenons les définitions officielles, l’agro-écologie est définie comme « l’ensemble des pratiques agricoles privilégiant les interactions biologiques et visant à une utilisation optimale des possibilités offertes par les agrosystèmes ». L’agroforesterie, quant à elle, est un « mode de production agricole associant sur une même parcelle des plantations d’arbres à d’autres cultures, dans la perspective d’effets bénéfiques réciproques ». Les arbres dont il est question ici peuvent être cultivés pour leur bois, leurs fruits, leurs propriétés médicinales ou aromatiques, ou encore parce qu’ils maintiennent la fertilité des sols (espèces fixatrices d’azote).
Published: 2020

24. Introduction of clouds in dart model

Author: Jean-Philippe Gastellu-Etchegorry, J. Grimaldi, E. Chavanon, Yingjie Wang, L. Landier, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), International Society for Photogrammetry and Remote Sensing, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: lcsh:Applied optics. Photonics, 0106 biological sciences, 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDV]Life Sciences [q-bio], Irradiance, Solar irradiance, Atmospheric sciences, lcsh:Technology, 01 natural sciences, Modelling, Atmosphere, Approximation error, Clouds, Radiative Transfer, Radiative transfer, Anisotropy, Physics::Atmospheric and Oceanic Physics, 0105 earth and related environmental sciences, computer.programming_language, Dart, lcsh:T, Inversion, lcsh:TA1501-1820, lcsh:TA1-2040, 13. Climate action, Photosynthetically active radiation, Environmental science, DART, Astrophysics::Earth and Planetary Astrophysics, lcsh:Engineering (General). Civil engineering (General), computer, 010606 plant biology & botany
Abstract: Clouds cover around two thirds of the Earth’s surface. Most of them are thick enough to influence the radiative budget of our planet: they increase the top of atmosphere (TOA) exitance and they alter the bottom of atmosphere (BOA) direct and diffuse irradiance. However, most radiative transfer models dedicated to Earth surfaces, such as DART (Discrete Anisotropic Radiative Transfer), simulate only cloudless atmospheres. We recently introduced clouds in DART in order to improve the modelling of weather for remote sensing simulations. In this implementation, clouds were characterized with user specified optical properties and vertical distribution. They were modelled as layered one-dimensional medium that coexists with gases and aerosols. The atmospheric radiative transfer modelling relies on the discrete ordinate method already in DART. In addition, an iterative inversion procedure was designed to test this improvement with field measurements during two cloudy days at Lamasquère meteorological station (France). Specifically, it derives time-series of atmosphere parameters from time-series of BOA solar irradiance measurements. These inversed atmospheric parameters were used to simulate total and diffuse BOA irradiance in PAR (Photosynthetically Active Radiation) domain. The comparison of time-series of measured and DART simulated PAR irradiance lead to very encouraging results (mean relative error ∼8% for total irradiance and ∼20% for diffuse irradiance). It stresses the potential of DART to accurately simulate irradiance in cloudy days.
Published: 2020

25. Effect of conversion to organic farming on pest and disease control in French vineyards

Author: Anne Merot, Marc Fermaud, Marie Gosme, Nathalie Smits, Agrosystèmes Biodiversifiés (UMR ABSys), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Santé et agroécologie du vignoble (UMR SAVE), Université de Bordeaux (UB)-Institut des Sciences de la Vigne et du Vin (ISVV)-Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agronomiques de Bordeaux-Aquitaine (Bordeaux Sciences Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and This study received funding from INRA’s SMaCH metaprogramme — Biologics project and the INRA-CIAB AgriBio4 VIBRATO research project.
Subjects: assessment indicator of damage in bunches (AIDB), Vitis vinifera, [SDV]Life Sciences [q-bio], fungi, lcsh:S, food and beverages, Erysiphe necator, grapevine, lcsh:Agriculture, Botrytis cinerea, pest management, organic farming, Lobesia botrana, powdery mildew, conversion
Abstract: International audience; Since 2006, an increasing number of French vineyards have chosen to convert to organic farming. One major change in vineyard practices includes replacing chemical pesticides with copper and sulfur-based products in line with Council Regulation (EC) No. 834/2007. This change can make overall management and pest and disease control more difficult and potentially lead to yield losses. From 2013 to 2016, a network of 48 vineyard plots, in southern France, under conventional management and in conversion to organic farming were monitored throughout the three-year conversion phase to investigate the grapevine phytosanitary management of four major pests and diseases and variations in control efficiency. The severity of downy and powdery mildew, grape berry moths, and Botrytis bunch rot were assessed and linked to the protection strategy. The findings showed that pests and diseases were controlled in the third year of conversion at similar efficiency levels as in conventional farming. However, the first two years of conversion were a transitional and less successful period during which higher incidences of cryptogamic diseases were observed. This demonstrates a need for winegrowers to receive more in-depth technical advice and support, especially on pest and disease control, during this critical transition period.
Published: 2020

26. Vers une démarche ontologique pour la capitalisation des données de l’agroforesterie

Author: Raphaël Conde Salazar, Fabien Liagre, Isabelle Mougenot, Jérôme PEREZ, Alexia Stokes, Botanique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des Végétations (UMR AMAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), UMR 228 Espace-Dev, Espace pour le développement, Université de Guyane (UG)-Université des Antilles (UA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Avignon Université (AU)-Université de La Réunion (UR)-Université de Montpellier (UM), and Sébastien Ferré
Subjects: Système de gestion des connaissances, Logiques de Description, Ontologie, Agroforesterie, OWL, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI]
Abstract: International audience; Dans un contexte de développement durable, les recherches menées autour de l’agroforesterieprennent tout leur sens en rendant intelligibles les interactions plante-plante dans un environnement pouvant être dégradé. L’agroforesterie est interdisciplinaire par nature, et mobilise, en particulier, les sciencesdu vivant et de l’environnement au sein d’approches systémiques. Dans ce cadre, des données d’observa-tion sur le terrain sont acquises en partenariat avec plusieurs catégories d’acteurs (scientifiques naturalistesmais aussi forestiers, agriculteurs, éleveurs, politiques ou encore gestionnaires du territoire). Cependant, cesdonnées sont rendues difficilement exploitables, de par la multiplicité des supports, des formats et des langages de spécialité utilisés par les différents acteurs. De plus, l’agroforesterie est également une disciplinequi fait appel à d’autres domaines de connaissances, à l’exemple de la climatologie ou de la pédologie. Enconséquence, nous proposons un modèle de gestion des connaissances volontairement générique qui devraitpermettre aux communautés œuvrant en agroforesterie de gérer, d’analyser, d’intégrer et de partager desdonnées hétérogènes et de provenances diverses. Ce modèle, qui se veut une base à la capitalisation et aupartage des connaissances en agroforesterie, se compose d’une ontologie de domaine nommée "Agroforestry" dont les éléments sont enrichis sémantiquement par des termes issus d’ontologies terminologiques, àl’exemple d’Agrovoc ou encore de Plant Ontology. L’ontologie Agroforestry s’adosse à trois ontologies deplus haut niveau, qui sont : SOSA pour la modélisation d’évènements liés à de l’observation, GeoSPARQLet OWL-Time pour les dimensions spatiale et temporelle. Une telle réutilisation de l’existant nous permetde proposer un système de gestion des connaissances ouvert et flexible à même de refléter la complexitédes données collectées jusqu’alors en agroforesterie. Le modèle de connaissances est construit de sorte àpouvoir s’interfacer avec d’autres modèles de connaissances déjà rendus disponibles sur le Web. L’expertiseen agroforesterie, en lien avec d’autres domaines d’expertise sur le Web, facilitera la création de servicessémantiques et d’outils d’aide à la décision, et fournira ainsi des solutions adaptées aux pratiques actuellesde l’agroforesterie.
Published: 2020

27. STRADIV - System approach for the TRAnsition to bio-DIVersified agroecosystems. Data Management Plan

Author: Auzoux, Sandrine, Naudin, Krishna, Ripoche, Aude, Autfray, Patrice, Bélières, Jean-François, Sib, Ollo, Kouakou, Patrice Koffi, Dabire, Der, Rhino, Béatrice, van den Meersche, Karel, Notaro, Martin, Allinne, Clementine, Saj, Stéphane, Agroécologie et Intensification Durables des cultures annuelles (UPR AIDA), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Département Performances des systèmes de production et de transformation tropicaux (Cirad-PERSYST), Acteurs, Ressources et Territoires dans le Développement (UMR ART-Dev), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM), Département Environnements et Sociétés (Cirad-ES), Systèmes d'élevage méditerranéens et tropicaux (UMR SELMET), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Fonctionnement agroécologique et performances des systèmes de cultures horticoles (UPR HORTSYS), Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes (UMR Eco&Sols), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Cirad, chemin de Baillarguet, 34980 Montferrier-sur-Lez, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), and Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro
Subjects: [SDV]Life Sciences [q-bio], [SHS]Humanities and Social Sciences
Published: 2020

28. Near real-time irrigation detection at plot scale using Sentinel-1 data

Author: Mehrez Zribi, Nicolas Baghdadi, Hassan Bazzi, Hatem Belhouchette, Ibrahim Fayad, Valérie Demarez, Territoires, Environnement, Télédétection et Information Spatiale (UMR TETIS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-AgroParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: Synthetic aperture radar, IMAGING TECHNIQUES, Irrigation, near real-time, 010504 meteorology & atmospheric sciences, WATER MANAGEMENT, 0211 other engineering and technologies, FRANCE, Context (language use), 02 engineering and technology, SOUTH WEST, METHODE D'IRRIGATION, GESTION DES EAUX, 01 natural sciences, Normalized Difference Vegetation Index, REMOTE SENSING, IRRIGATION, plot scale, AIDE A LA DECISION, lcsh:Science, TELEDETECTION, Water content, FACTEUR TEMPS, ESPAGNE, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Hydrology, SPAIN, OCCITANIE, RESSOURCE EN EAU, Vegetation, DECISION SUPPORT, [SDE.ES]Environmental Sciences/Environmental and Society, 6. Clean water, IRRIGATION METHODS, SUD OUEST, CATALUNA, WATER RESOURCES, [SDE]Environmental Sciences, TECHNIQUE D'IMAGERIE, Sentinel-1, General Earth and Planetary Sciences, Environmental science, lcsh:Q, MONTPELLIER, Scale (map), irrigation, Change detection, TIME FACTOR
Abstract: International audience; In the context of monitoring and assessment of water consumption in the agricultural sector, the objective of this study is to build an operational approach capable of detecting irrigation events at plot scale in a near real-time scenario using Sentinel-1 (S1) data. The proposed approach is a decision tree-based method relying on the change detection in the S1 backscattering coefficients at plot scale. First, the behavior of the S1 backscattering coefficients following irrigation events has been analyzed at plot scale over three study sites located in Montpellier (southeast France), Tarbes (southwest France), and Catalonia (northeast Spain). To eliminate the uncertainty between rainfall and irrigation, the S1 synthetic aperture radar (SAR) signal and the soil moisture estimations at grid scale (10 km × 10 km) have been used. Then, a tree-like approach has been constructed to detect irrigation events at each S1 date considering additional filters to reduce ambiguities due to vegetation development linked to the growth cycle of different crops types as well as the soil surface roughness. To enhance the detection of irrigation events, a filter using the normalized differential vegetation index (NDVI) obtained from Sentinel-2 optical images has been proposed. Over the three study sites, the proposed method was applied on all possible S1 acquisitions in ascending and descending modes. The results show that 84.8% of the irrigation events occurring over agricultural plots in Montpellier have been correctly detected using the proposed method. Over the Catalonian site, the use of the ascending and descending SAR acquisition modes shows that 90.2% of the non-irrigated plots encountered no detected irrigation events whereas 72.4% of the irrigated plots had one and more detected irrigation events. Results over Catalonia also show that the proposed method allows the discrimination between irrigated and non-irrigated plots with an overall accuracy of 85.9%. In Tarbes, the analysis shows that irrigation events could still be detected even in the presence of abundant rainfall events during the summer season where two and more irrigation events have been detected for 90% of the irrigated plots. The novelty of the proposed method resides in building an effective unsupervised tool for near real-time detection of irrigation events at plot scale independent of the studied geographical context.
Published: 2020

29. Pest-regulating networks of the coffee berry borer (Hypothenemus hampei) in agroforestry systems

Author: Leïla Bagny Beilhe, Sacha Roudine, Dominique Carval, José Alcides Quintero Perez, Rémi Mauxion, Djavan Daout, Clémentine Allinne, Bioagresseurs, analyse et maîtrise du risque (UPR Bioagresseurs), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza - Tropical Agricultural Research and Higher Education Center (CATIE), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Fonctionnement écologique et gestion durable des agrosystèmes bananiers et ananas (UR GECO), and The present work was funded by the Agropolis Foundation, STRADIV project (no. 1504-003). The project was carried out within the framework of the Agroforestry Systems with Perennial Crops Scientific Partnership Platform (PCP AFS-PC).
Subjects: 0106 biological sciences, H01 - Protection des végétaux - Considérations générales, F08 - Systèmes et modes de culture, [SDV]Life Sciences [q-bio], Population, Coffea, Berry, Agroforesterie, medicine.disease_cause, 01 natural sciences, Predation, Abundance (ecology), Infestation, medicine, Hypothenemus hampei, education, Lutte intégrée, 2. Zero hunger, education.field_of_study, biology, Agroforestry, Phenology, Integrated pest management, Biodiversity, 15. Life on land, biology.organism_classification, H10 - Ravageurs des plantes, Lutte biologique, 010602 entomology, PEST analysis, Biodiversité, Phénologie, Top down regulation, Agronomy and Crop Science, Bottom up regulation, 010606 plant biology & botany
Abstract: International audience; Highlights:• The most diversified groups of predatory ants had a significant negative top down effect on CBB infestation.• Higher % of shade favours CBB infestation.• Regulation of CBB depends on the balance between the effects of local (in plot) and global (farm level) variables.• Farmers practices could be efficient to manage CBB and to reduce related damage.• Holistic approach is required to characterize more precisely regulating network in agroforestry systems.Abstract:Pest regulation in agroforestry systems (AFS) is beginning to be well-recognized, but the mechanisms implied in the interaction network between the environment, pests and predators in AFS are still not well-described. The aim of this work is to understand how plant diversity associated with AFS regulates the coffee berry borer (CBB) taking into account a tripartite interaction network: pest–predator–environment. It further seeks to understand how farmers' management practices can modify the regulating network. Using field data from coffee-based AFS and structural equation modeling, we assessed the effects of environmental conditions (% shade cover, tree area surface, coffee density) and farm management (conventional, integrated, organic) on (1) ant predatory groups, (2) the abundance and the damage from CBB and (3) their interactions. Percentage of shade cover was positively correlated to CBB initial infestation (through direct effect) and negatively through its effect on coffee phenology. A higher percentage of shade is also negatively related to damage intensity. Farmers’ practices significantly reduced the CBB population without considerable side effects on the ant predatory group, probably due to the high plant diversity within these farms. The abundance of the most diversified ant predatory group has a top-down effect on the peak of the CBB infestation rate. Our approach appears promising for a better understanding of the complex regulating network in coffee AFS and confirms the importance of an integrated management strategy to reduce CBB damage.
Published: 2020

30. Current knowledge on Grapevine Trunk Diseases with complex etiology: a systemic approach

Author: Florence Fontaine, Marion Claverie, Martin Notaro, Jacques Wery, Institut Français de la Vigne et du Vin (IFV), SFR Condorcet, Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and The authors also acknowledge the V1303 CASDAR project and its leader C. Chevrier for supporting this study, and the CASDAR and the Ministère de l’Alimentation, de l’Agriculture et de la Forêt for funding.
Subjects: [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, medicine.medical_specialty, conceptual model, [SDV]Life Sciences [q-bio], Esca, Plant Science, Horticulture, Biology, 03 medical and health sciences, lcsh:Botany, medicine, Systemic approach, Intensive care medicine, Botryosphaeria dieback, impacts, 030304 developmental biology, 2. Zero hunger, 0303 health sciences, 030306 microbiology, foliar symptoms, food and beverages, Trunk, lcsh:QK1-989, hypotheses, conceptual model, hypotheses, Etiology, Current (fluid), Agronomy and Crop Science
Abstract: International audience; Among all causes of grapevine decline, Grapevine Trunk Diseases (GTDs) are major concerns for grape growers. This paper reviews knowledge and proposes hypotheses on two major GTDs, esca and Botryosphaeria dieback, and assembles a conceptual model. The objective was to collect information into a sequence, from grapevine nursery propagation processes, through foliar symptom expression, to plant death in mature vineyards. Pathogen infection and colonization steps in woody vine tissues, and the hypotheses that have been formulated to explain the outburst of foliar symptoms, are reported and discussed. Factors that could aggravate or repress GTD symptoms and incidence expansion are also addressed. Vine physiology and pathology together could expand understanding of these diseases. Knowledge and hypotheses that need validation are summarized, and a conceptual model is proposed to explain the occurrence of symptoms and the influencing factors. The model could be useful to cope with the complexity of GTDs, and as a starting point for research to unravel knowledge gaps and suggest new disease management strategies.
Published: 2020

31. Flows in Agro-food Networks (FAN): an agent-based model to simulate local agricultural material flows

Author: Sylvain Pellerin, Benoit Gaudou, Graham K. MacDonald, Thomas Nesme, Hugo Fernandez-Mena, Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - CIHEAM (FRANCE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique - CIRAD (FRANCE), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut National de la Recherche Agronomique - INRA (FRANCE), Montpellier SupAgro (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université Toulouse - Jean Jaurès - UT2J (FRANCE), Université Toulouse 1 Capitole - UT1 (FRANCE), Bordeaux Sciences Agro (FRANCE), Université de Bordeaux (FRANCE), Université McGill (CANADA), Université de Montpellier (FRANCE), Interactions Sol Plante Atmosphère - ISPA (Villenave d'Ornon, France), Institut de Recherche en Informatique de Toulouse - IRIT (Toulouse, France), Interactions Sol Plante Atmosphère (UMR ISPA), Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agronomiques de Bordeaux-Aquitaine (Bordeaux Sciences Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), McGill University = Université McGill [Montréal, Canada], Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Systèmes Multi-Agents Coopératifs (IRIT-SMAC), Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Bordeaux Sciences Agro (University of Bordeaux), INRA, Division of Environment and Agronomy, Labex COTE (University of Bordeaux, France), Agreenium consortium, ANR-10-EQPX-0017,CASD,Développement et construction d'un Centre d'Accès Sécurisé Distant aux données confidentielles (CASD) pour la recherche française en sciences sociales et en économie.(2010), and Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: Agent-based model, Resource (biology), 010504 meteorology & atmospheric sciences, Circular economy, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Ecosystem services, Biomass and nutrient flows, Material exchanges, Production (economics), Agro-food networks, 0105 earth and related environmental sciences, Etudes de l'environnement, 2. Zero hunger, Upstream (petroleum industry), business.industry, 04 agricultural and veterinary sciences, Environmental economics, Modélisation et simulation, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, [SDE.ES]Environmental Sciences/Environmental and Society, 13. Climate action, Agriculture, [SHS.ENVIR]Humanities and Social Sciences/Environmental studies, 040103 agronomy & agriculture, Food processing, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Environmental science, Animal Science and Zoology, Environnement et Société, business, Agronomy and Crop Science
Abstract: International audience; Agro-food networks are characterized by complex material exchanges among farms, processors, consumers, and waste managers involved in fertilization, food, feed and bioenergy production. Better coordination of material exchanges at the local scale can facilitate more efficient resource use. Here, we present a new agent-based model, “Flows in Agro-food Networks” (FAN), which simulates the processing and exchange of fertilizers, feed, food and wastes among farms and multiple upstream or downstream partners (feed and fertilizer suppliers, food industries, waste processors, and anaerobic digesters) in small farming regions. FAN includes a series of environmental indicators that can be used to assess alternative scenarios in terms of ecosystem services, nutrient cycling, and resource autonomy. We use a French case study to demonstrate FAN’s dynamics and to explore the sensitivity of key parameters. We show a strong influence of spatial distance between agents, their disposition to exchange, and their preference for specific materials on local agro-food network simulations. FAN is powerful theoretical tool to explore and assess opportunities for a circular economy in small farming regions and to unravel interactions between recycling, environmental performance and food production.
Published: 2020

32. Dynamic calibration for better SEBALI ET estimations: Validations and recommendations

Author: Ghaleb Faour, Ali Nasrallah, Georgie Elias, Mario Mhawej, National Center For Remote Sensing [CNRS-L], National Council for Scientific Research = Conseil national de la recherche scientifique du Liban [Lebanon] (CNRS-L), Territoires, Environnement, Télédétection et Information Spatiale (UMR TETIS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-AgroParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: SEBAL, Buffer zone, Mean squared error, 0208 environmental biotechnology, Eddy covariance, Soil Science, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, Context (language use), 02 engineering and technology, Atmospheric sciences, Flux tower, Normalized Difference Vegetation Index, Dynamic calibration, Evapotranspiration, Validation, Calibration, Earth-Surface Processes, Water Science and Technology, 2. Zero hunger, 04 agricultural and veterinary sciences, 15. Life on land, 020801 environmental engineering, SEBALI, 040103 agronomy & agriculture, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Environmental science, Agronomy and Crop Science
Abstract: International audience; The widespread usage of the surface balance energy models coupled with remote sensing techniques proved their effectiveness in terms of accurately assessing evapotranspiration rates, crop water requirements as well as crop water usage/productivities. Still, such models require diverse inputs/elements, including climatic, topo-graphic, soil, and remote sensing datasets. The availability of these inputs is questionable and outdated in many developing countries. Thus, an Improved Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL), also known as SEBALI, was proposed and adapted for regions lacking soil-related datasets. Still, the usage of a standard calibration method in the surface energy balance models, yielding constant value throughout the cropping season, requires further revision and improvement. In this context, this study proposed a novel dynamic calibration approach to be included within SEBALI, related to the actual wind speed and relative humidity conditions. It was followed by the calibrations and validations of monthly evapotranspiration SEBALI values. Datasets were retrieved randomly from four countries (i.e. Belgium, Germany, Italy and United States) representing different climatic zones, between 2013 and 2014, and based on Eddy Covariance flux towers' outputs. When calibrated, results showed a Root Mean Square Error (RMSE) of 21.32 mm and an Average of Mean Error (AME) of 15.4 mm between monthly SEBALI outputs and flux towers' datasets, with an R-squared value of 88.4%. When investigating SEBALI outputs on different buffered zones around the flux towers along a changing Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), ET values were poorly correlated (i.e. R-squared lower than 60%) in any buffer zone outside the parcels' boundary. RMSE showed values larger than 40 mm/month, even at a buffer zone of 250 m. This was related to the diverse Land Use Land Cover (LULC) classes, generating different evapo-transpiration rates, found at the boundary of the selected parcels. With the proposed dynamic calibration, the enhanced SEBALI could be then implemented in any agricultural region missing soil-related datasets with high accuracy.
Published: 2020

33. Evaluation of pulse crops’ functional diversity supporting food production

Author: Hélène Marrou, Michel Edmond Ghanem, Denis Vile, Jacques Wery, Julie Guiguitant, Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE), Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), International Center for Agricultural Research in the Dry Areas [Syrie] (ICARDA), Mohammed VI Polytechnic University [Marocco] (UM6P), International Center for Agricultural Research in the Dry Areas [Egypte] (ICARDA), International Center for Agricultural Research in the Dry Areas (ICARDA), Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR)-Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), French National Research Agency (ANR), Arimnet international program, Occitanie Region, European Project: 219262,EC:FP7:KBBE,FP7-ERANET-2007-RTD,ARIMNET(2008), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, and Université Mohammed VI Polytechnique [Ben Guerir] (UM6P)
Subjects: Crops, Agricultural, 0106 biological sciences, Agroecosystem, Adaptive strategies, Plant physiology, lcsh:Medicine, Biology, Models, Biological, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, Article, Plant breeding, Ecosystem services, lcsh:Science, Plant ecology, Ecosystem, Environmental gradient, 2. Zero hunger, Multidisciplinary, lcsh:R, food and beverages, Interspecific competition, 15. Life on land, Crop Production, [SDV.BV.AP]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Plant breeding, Natural variation in plants, Agronomy, Trait, Food systems, lcsh:Q, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Weed, Agroecology, 010606 plant biology & botany
Abstract: Pulses, defined as legumes which produce dry seed used for human consumption, are plants of great agronomic value, at the food system level as much as the field level but their diversity has been largely underused. This study aimed at analyzing existing data on cultivated pulse species in the literature to provide a broad and structured description of pulses’ interspecific functional diversity. We used a functional trait-based approach to evaluate how pulse diversity could support food production in agroecosystems constrained by low water and nutrient availability and exposed to high weed pressure. We gathered data for 17 functional traits and six agroecosystem properties for 43 pulse species. Our analytical framework highlights the correlations and combinations of functional traits that best predict values of six agroecosystem properties defined as ecosystem services estimates. We show that pulse diversity has been structured both by breeding and by an environmental gradient. The covariance space corresponding to agroecosystem properties was structured by three properties: producers, competitors, stress-tolerant species. The distribution of crop species in this functional space reflected ecological adaptive strategies described in wild species, where the size-related axis of variation is separated from variation of leaf morpho-physiological traits. Six agroecosystem properties were predicted by different combinations of traits. However, we identified ubiquitous plant traits such as leaflet length, days to maturity, seed weight, and leaf nitrogen content, that discriminated agroecosystem properties and allowed us to gather individual species into three clusters, representative of the three strategies highlighted earlier. Implications for pulses provisioning of services in agroecosystems are discussed.
Published: 2020

34. Calibration and Evaluation of the STICS Intercrop Model for Two Cereal-Legume Mixtures

Author: Paff, Kirsten, Munz, Sebastian, Vezy, Rémi, Gaudio, Noémie, Bedoussac, Laurent, Justes, Eric, Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), University of Hohenheim, Botanique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des Végétations (UMR AMAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), AGroécologie, Innovations, teRritoires (AGIR), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), École Nationale Supérieure de Formation de l'Enseignement Agricole de Toulouse-Auzeville (ENSFEA), Institute of Crop Science and Resource Conservation [Bonn] (INRES), Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), and Département Performances des systèmes de production et de transformation tropicaux (Cirad-PERSYST)
Subjects: [SDV]Life Sciences [q-bio], pea, barley, durum wheat, Pois, Blé dur, [SDV.BV.BOT]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Botanics, [SDV.BID.SPT]Life Sciences [q-bio]/Biodiversity/Systematics, Phylogenetics and taxonomy, modèle de culture, [SDV.EE.ECO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Ecosystems, ecological intensification, crop modeling, STICS Intercrop Model, Intensification écologique, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Orge
Abstract: National audience; Introduction STICS is a soil-crop model capable of simulating crops in succession (Brisson et al., 2003). Intercropping occurs when multiple species are grown simultaneously on the same field. There has been a growing interest in adapting this traditional technique for modern agriculture as a way of ecological intensification, especially for combining leguminous and cereal crops in order to reduce N inputs and potential environmental damage through N losses. Intercropping adds complexity to the system by adding inter-species competition. Crop models are useful tools for analyzing complex systems, as they allow the user far more control over individual variables than is possible in field experiments. A first version of the STICS intercrop model was created by Brisson et al. (2004) and was recently improved by Vezy et al. (2020). The aim of this study was to calibrate and evaluate this improved STICS-Intercrop model by simulating a winter and a spring intercrop mixture: durum wheat-winter pea and barley-spring pea. Materials and Methods: The data set used for modelling comprised of four years of wheat (Triticum turgidum L.) and pea (Pisum sativum L.) field data from Auzeville, France with multiple levels of nitrogen fertilizer, and four years of barley (Hordeum vulgare L.) and pea field data from Angers, France (Corre-Hellou, 2005), which in some years included two levels of nitrogen fertilizer and two different plant densities of the intercrops. The sole crop trials were used for calibration and the intercrop trials for evaluation, except for a subset of intercrop data that was used to calibrate the parameters unique to the intercrop model. The assumption was that parameters common to both sole and intercropping, such as plant-soil interactions and phenology, would be the same for both. The optimization method used for calibration was based on Wallach et al. (2011). The parameters were broken down into 15 groups (16 for pea including nitrogen fixation) for calibration, each corresponding to a different process. Results and Discussion: The model calibration process is still ongoing. The root mean square error (RMSE) for shoot biomass was 1.92 t/ha for winter pea and 1.37 t/ha for durum wheat. The RMSE for grain yield was 1.84 t/ha for spring pea and 1.15 t/ha for barley. Overall the model captured the dominancy of one species quite well, however the accuracy has to be increased. The phenology and height were correctly simulated. Some of the discrepancies could be due to biological stresses that STICS does not capture. Some parameters for the pea-wheat model have not been calibrated yet, so the RMSE is likely to improve. Conclusions: Intercrop systems are difficult to model in comparison to sole crops due to their complex interactions, but the STICS model, after having completed the calibration, could be a useful tool for better understanding the biological functions of this management practice.
Published: 2020

35. Seasonal and climatic variation of weighted VPD for transpiration estimation

Author: Thomas R. Sinclair, Hélène Marrou, Michel Edmond Ghanem, Zakaria Kehel, Mohammed VI Polytechnic University [Marocco] (UM6P), AgroBioSciences, Université Mohammed VI Polytechnique, International Center for Agricultural Research in the Dry Areas [Maroc] (ICARDA), International Center for Agricultural Research in the Dry Areas (ICARDA), Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR)-Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), North Carolina State University [Raleigh] (NC State), and University of North Carolina System (UNC)
Subjects: 0106 biological sciences, Vapour Pressure Deficit, Vapor pressure, Soil Science, Climate change, Plant Science, Atmospheric sciences, 01 natural sciences, Evapotranspiration, Weighted vapor pressure deficit, Seasonal vapor pressure deficit, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Temporal scales, Transpiration, Estimation, Humidity, Daily vapor pressure deficit, 04 agricultural and veterinary sciences, Agronomy, 13. Climate action, 040103 agronomy & agriculture, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Environmental science, France, Agronomy and Crop Science, 010606 plant biology & botany
Abstract: International audience; Vapor pressure deficit (VPD) is one of the critical variables that drives evapotranspiration, and is of fundamental importance in crop physiology and modeling in the face of climate change. Unfortunately, direct records of atmospheric moisture are rarely available at short temporal scales, e.g. hourly, and country or regional scales. Most models use approximations to estimate daily transpiration-weighted VPD. Tanner and Sinclair (1983) suggested an approach to calculate weighted daily VPD as a fraction (0.75) of the difference between daily maximum and minimum vapor pressure based on estimates calculated from daily maximum and minimum temperatures, respectively. A test of the Tanner-Sinclair suggestion is reported by obtaining daily weighted VPD from hourly measurements of humidity and temperature. The objective of this study was to assess the fractional value to obtained daily weighted VPD estimations. This study was based on ten years of hourly weather data collected at thirty five stations across the wide diversity of environments that exist in France.Highlights:• Weighted daily vapor pressure deficit (VPD) needed to calculate crop transpiration.• Weighted VPD proposed to be 0.75 of daily maximum VPD (Frac).• Weighted VPD assessed across the divergent climates in France.• For most climates in the Summer and Fall, Frac was in the range of 0.7–0.8.• Higher Frac values were obtained in Winter months and in sea-influenced climates.
Published: 2020

36. Evaluation of 23 gridded precipitation datasets across West Africa

Author: Dimitri Defrance, Benjamin Sultan, Jean-Emmanuel Paturel, Frédéric Satgé, Nathalie Rouché, Marie-Paule Bonnet, Fabrice Pierron, Frédérique Seyler, Institut de Modélisation et d'Analyses en géo-environnement et santé - Espace Développement (IMAGES-Espace DEV), UMR 228 Espace-Dev, Espace pour le développement, Université de Guyane (UG)-Université des Antilles (UA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Avignon Université (AU)-Université de La Réunion (UR)-Université de Montpellier (UM)-Université de Guyane (UG)-Université des Antilles (UA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Avignon Université (AU)-Université de La Réunion (UR)-Université de Montpellier (UM), Agrosystèmes Biodiversifiés (UMR ABSys), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Hydrosciences Montpellier (HSM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Avignon Université (AU)-Université de La Réunion (UR)-Université de Montpellier (UM)-Université de Guyane (UG)-Université des Antilles (UA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Avignon Université (AU)-Université de La Réunion (UR)-Université de Montpellier (UM)-Université de Guyane (UG)-Université des Antilles (UA), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, 0207 environmental engineering, 02 engineering and technology, Time step, 01 natural sciences, West africa, Dry season, West Africa, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Precipitation, 020701 environmental engineering, Reliability (statistics), 0105 earth and related environmental sciences, Water Science and Technology, precipitation datasets, reliability, Vegetal Biology, Local scale, Reliability, Term (time), 13. Climate action, Climatology, Environmental science, Satellite, Precipitation datasets, Biologie végétale
Abstract: International audience; Highlights:• Unprecedented report on 23 precipitation datasets reliability across West Africa.• Large discrepancies are observed between the precipitation datasets reliability.• The datasets reliability differ in space and according to the considered time step.• MSWEP is the most accurate dataset to represent the daily precipitation dynamic.• CHIRPS is the most accurate dataset to represent the monthly precipitation dynamic.Abstract: This study aims reporting on 23 gridded precipitation datasets (P-datasets) reliability across West Africa through direct comparisons with rain gauges measurement at the daily and monthly time scales over a 4 years period (2000-2003). All P-datasets reliability vary in space and time. The most efficient P-dataset in term of Kling–Gupta Efficiency (KGE) changes at the local scale and the P-dataset performance is sensitive to seasonal effects. Satellite-based P-datasets performed better during the wet than the dry season whereas the opposite is observed for reanalysis P-datasets. The best overall performance was obtained for MSWEP v.2.2 and CHIRPS v.2 for daily and monthly time-step, respectively. Part of the differences in P-dataset performance at daily and monthly time step comes from the time step used to proceed the gauges adjustment (i.e day or month) and from a mismatch between gauge and satellite reporting times. In comparison to the others P-datasets, TMPA-Adj v.7 reliability is stable and reach the second highest KGE value at both daily and monthly time step. Reanalysis P-datasets (WFDEI, MERRA-2, JRA-55, ERA-Interim) present among the lowest statistical scores at the daily time step, which drastically increased at the monthly time step for WFDEI and MERRA-2. The non-adjusted P-datasets were the less efficient, but, their near-real time availability should be helpful for risk forecast studies (i.e. GSMaP-RT v.6). The results of this study give important elements to select the most adapted P-dataset for specific application across West Africa.
Published: 2020

37. Seasonal and interannual variations in functional traits of sown and spontaneous species in vineyard inter-rows

Author: Garcia, Léo, Damour, Gaelle, Kazakou, Elena, Fried, Guillaume, Bopp, Marie-Charlotte, Metay, Aurelie, Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Fonctionnement écologique et gestion durable des agrosystèmes bananiers et ananas (UR GECO), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Unité entomologie et plantes invasives (LSV Montpellier), Laboratoire de la santé des végétaux (LSV), Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (ANSES)-Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (ANSES), ANR-10-LABX-0001,AGRO,Agricultural Sciences for sustainable Development(2010), ANR-16-IDEX-0006,MUSE,MUSE(2016), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Unité entomologie et plantes invasives, and Laboratoire de la Santé des Végétaux
Subjects: agroecology, F40 - Écologie végétale, intraspecific trait variability, [SDV]Life Sciences [q-bio], agroécologie, sustainable viticulture, cover crop, Variation saisonnière, Agroécosystème, Plante de couverture, lcsh:QH540-549.5, trait-based approach, Vigne, lcsh:Ecology, functional traits, ecosystem services
Abstract: International audience; The trait-based approach can address questions in order to understand how the functioning of organisms scales up to that of ecosystems and controls some of the services they deliver to humans, including in agriculture. However, the importance of interspecific vs the intraspecific trait variability (ITV) for classifying species according to their traits in agrosystems on a large diversity of pedoclimatic situations and cropping systems remains still open. Here, we addressed three questions: How do measured traits vary across years and seasons? Are species rankings conserved across years and season? And which traits and species are the more stable and repeatable for sown and spontaneous species? We conducted a two-year experiment in a vineyard, and we measured four leaf and plant functional traits of 14 sown species and 43 spontaneous species that grew among sown species. Traits were measured at two key phenological stages for grapevine: budburst and flowering during two successive years with contrasted rainfall (2017 and 2018). We studied seasonal and interannual trait variations, rankings between species, and variance partitioning. The species factor explained the greatest part of trait variations across years and seasons. Sown and spontaneous species traits varied in the same way, and traits related to plant dry matter contents were the more stable across periods. Moreover, species rankings were conserved across years and seasons for all traits except plant height. Sown species showed better ranking conservation than spontaneous species overall. The trait-based approach seems promising for the comparison of various cropping systems involving sown and spontaneous species, and may help identifying service crop species related to specific agroecosystem services. Further research is needed to bring more knowledge on trait variations under a diversity of agrosystems, and to improve theoretical frameworks that would help the design of sustainable agrosystems that provide multiple ecosystem services.
Published: 2020

38. Performance of wheat-based cropping systems and economic risk of low relative productivity assessment in a sub-dry Mediterranean environment

Author: Hatem Belhouchette, Ali Nasrallah, Mario Mhawej, Salem Darwich, Ghaleb Faour, T. Darwish, Nicolas Baghdadi, Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Territoires, Environnement, Télédétection et Information Spatiale (UMR TETIS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-AgroParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), National Council for Scientific Research = Conseil national de la recherche scientifique du Liban [Lebanon] (CNRS-L), Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM), Faculty of Agronomy [Lebanese University], Lebanese University [Beirut] (LU), The authors acknowledge the Conseil National de la Recherche Scientifique (CNRS-Liban) for financially supporting the project, which was implemented in collaboration with the Mediterranean Agronomic Institute of Montpellier, France (CIHEAM-IAM) and IRSTEA (Montpellier, France)., Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Conseil National de la Recherche Scientifique (Liban) (CNRS-L), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Faculty of Agriculture, Lebanese University, CNRS Liban, NATIONAL CENTER FOR REMOTE SENSING CNRS BEIRUT LBN, Partenaires IRSTEA, and Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)
Subjects: 0106 biological sciences, Mediterranean climate, Net profit, Risk, Irrigation, Profit (accounting), CropSyst, [SDV.SA.AGRO]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agronomy, Soil Science, MODELE DE SIMULATION, Plant Science, Efficiency, TRITICUM AESTIVUM, 01 natural sciences, MEDITERRANEE, GESTION DES RESSOURCES, LIBAN, Sustainable agriculture, Cropping system, Lebanon, REGION MEDITERRANEENNE, Productivity, RISQUE, Mathematics, 2. Zero hunger, SYSTEME DE CULTURE, [SDV.SA.AEP]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agriculture, economy and politics, 04 agricultural and veterinary sciences, PERFORMANCE, 15. Life on land, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, Management, Winter wheat, ZONE SEMI ARIDE, Agronomy, [SDE]Environmental Sciences, GESTION DU RISQUE, 040103 agronomy & agriculture, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Agronomy and Crop Science, Cropping, PRODUCTIVITE, 010606 plant biology & botany
Abstract: International audience; The promotion of optimum rotations and agricultural management of winter wheat-based cropping systems is very critical, as wheat is considered an essential component in the Mediterranean diet. Considering the delicate economic situation of farmers in the Mediterranean area, recommending a low risk, sustainable farming system is desirable. In this study, an innovative application of a multi-criteria field-level approach is presented, targeting food security, farmer profitability and environmental sustainability. The CropSyst biophysical simulation model was calibrated and implemented for the study site. It was chosen for its agro-environmental robustness to simulate four rotations (wheat-wheat, wheat-fallow, wheat-potato, and wheat-fava bean). Four types of wheat agricultural management systems (full fertilization and full irrigation, full fertilization and zero irrigation, zero fertilization and full irrigation, and zero fertilization and irrigation) were tested in low and high soil water holding capacity (WHC) types. The effects of soil conditions, management practices and rotation type on wheat grain yields were assessed. Furthermore, the performance of each winter wheat-based cropping system was evaluated in terms of productivity (protein production and profitability) and the efficient use of resources (nitrogen and water), as well as the economic risk of low relative productivity each one engenders. The results show that there is no particular optimal scenario that can simultaneously ensure high productivity, reduce economic risk of low relative productivity, and achieve high wheat- water- and nitrogen-use efficiency. However, the wheat-fava bean rotation cultivated with no wheat fertilization appeared to be a better substitute to the wheat-wheat rotation in terms of protein production (0.93 t/ha versus 0.8 t/ha in low WHC soil and 1.34 t/ha versus 1.17 t/ha in high WHC). This cropping system achieved a higher net profit (2111 US$/ha versus 1222US$/ha in low WHC and 3550 US$/ha versus 2450 US$/ha in high WHC), showing high resource-use efficiency and was less risky for farmers. Moreover, a very high profit could only be attained with the wheat-potato rotation (8640 US$/ha and 12,170 US$/ha in low and high WHC, respectively), yet with low input-efficiency and high economic risk of low relative productivity.
Published: 2020

39. Decitrait® : un OAD pour la protection de la vigne

Author: Davy, A., Raynal, Matthieu, Vergnes, M., Debord, C., Codis, S., Naud, O., Deliere, Laurent, Davidou, Ludivine, Fermaud, Marc, Roudet, Jean, METRAL, R., Bouisson, Y., Guilbault, P., Dupin, S., Genevet, B., Mahieux, V., Baron, M., perot, S., Institut Français de la Vigne et du Vin (IFV), Information – Technologies – Analyse Environnementale – Procédés Agricoles (UMR ITAP), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Santé et agroécologie du vignoble (UMR SAVE), Université de Bordeaux (UB)-Institut des Sciences de la Vigne et du Vin (ISVV)-Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agronomiques de Bordeaux-Aquitaine (Bordeaux Sciences Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Chambre d'Agriculture de la Gironde (CA 33), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Agrosystèmes Biodiversifiés (UMR ABSys), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Chambre d'Agriculture du Gard (CA 30), Établissement Public Local d’Enseignement et de Formation Professionnelle Agricole (EPLEFPA), and Ce travail a été soutenu financièrement par le ministère de l’Agriculture dans le cadre d’un Appel à Projet CASDAR RT.
Subjects: botrytis, downy mildew, mildiou, [SDV]Life Sciences [q-bio], [SDE]Environmental Sciences, powdery mildew, grey mould, OAD, oïdium, DSS
Abstract: International audience; The dual performance, both economic and environmental, is a major challenge for the wine industry, which remains highly dependent on the use of pesticides. Fungicide control alone accounts for 80% of inputs in France. A DSS (DeciTrait®) gathering all the information necessary for the implementation of a low pesticides protection against the main fungal diseases (downy mildew - powdery mildew - black-rot - grey mould) was conceived in a collaborative approach within a CASDAR project. This DSS is easy to use and offers the user a protection strategy at the plot level based on the information and knowledge collected. The bioassays carried out within the CASDAR project clearly demonstrate the potential for reduction of phytosanitary inputs allowed by this DSS, for reducing both the number of treatments and the dose applied.; La double performance, économique et environnementale, constitue un enjeu majeur pour la filière viticole qui demeure très dépendante de l’utilisation des pesticides. A elle seule, la lutte fongicide représente 80% des intrants. Un OAD (DeciTrait®) regroupant l’ensemble des informations nécessaires à la mise en œuvre d’une protection économe en intrants vis-à-vis des principales maladies cryptogamiques (mildiou - oïdium - black-rot - botrytis) a été conçu dans une démarche collaborative ausein d’un projet CASDAR. Cet OAD est simple à utiliser et propose à l’utilisateur une stratégie de protection personnalisée sur la base des informations et connaissances recueillies. Les essais biologiques conduits au sein du projet CASDAR mettent clairement en évidence le potentiel deréduction des intrants phytosanitaires permis par cet OAD, tant sur la réduction du nombre de traitements que sur la dose appliquée.
Published: 2020

40. Asynchrony in shoot and root phenological relationships in hybrid walnut

Author: Christophe Jourdan, Christian Dupraz, Awaz Mohamed, Yogan Monnier, Sylvie-Annabel Sabatier, Lydie Dufour, Alexia Stokes, Zhun Mao, Mathilde Millan, Botanique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des Végétations (UMR AMAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes (UMR Eco&Sols), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Département Performances des systèmes de production et de transformation tropicaux (Cirad-PERSYST), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Funding for a Ph.D. bursary was provided by Campus France and the Kurdish Institute, France (AM), la Fondation de France (YM) and fieldwork was funded by the FORADAPT Project, INRA metaprogram AAFCC (Adaptation of Agriculture and Forests to Climate Change), France., Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Unité de Recherche AgroPédoClimatique de la zone caraïbe (APC), and Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Subjects: 0106 biological sciences, Juglans regia, Hybride, F62 - Physiologie végétale - Croissance et développement, Root system, Facteur climatique, [SDV.BID.SPT]Life Sciences [q-bio]/Biodiversity/Systematics, Phylogenetics and taxonomy, 01 natural sciences, Trunk growth, F01 - Culture des plantes, 2. Zero hunger, Phenology, Deep roots, Forestry, 04 agricultural and veterinary sciences, [SDV.BV.BOT]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Botanics, Root elongation rate, Accroissement du diamètre, Shoot, Juglans nigra × J. regia, Soil horizon, Phénologie, Juglans, P40 - Météorologie et climatologie, Growing season, Biology, Juglans nigra, [SDV.EE.ECO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Ecosystems, Période de croissance, Lateral root, 15. Life on land, biology.organism_classification, Secondary growth, Agronomy, Pousse, Soil water, 040103 agronomy & agriculture, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Racine, 010606 plant biology & botany
Abstract: International audience; Understanding the processes driving plant phenology is crucial for assessing how shifts in climate affect plant productivity and species’ distribution. Despite the key role of fine roots in carbon and nutrient cycling, root phenology is less well characterized than shoot phenology, due largely to methodological problems when measuring root systems at depths > 1.0 m. Fine root demography is also poorly related to the better established patterns of aboveground primary and secondary growth. We examined the influence of climatic factors on the dynamics of fine root elongation rate (RER), to a depth of 4.7 m, and assessed relationships with shoot phenology of walnut trees (Juglans nigra × J. regia) in a Mediterranean agroforestry system. Rhizotrons and minirhizotrons were installed for 21 months to monitor RER. Dendrometers were used to measure trunk and lateral root radial growth during the same period. Results showed that RER was not synchronous with budbreak and leaf unfolding (occurring from April to May) at any soil depth. However, during phase 2 of the growing season (June–November), daily RER in the upper soil (0.00–1.70 m) was synchronous with both trunk and lateral root radial growth, which were themselves positively correlated with the mean monthly soil and air temperatures and the mean monthly solar irradiance. Mean daily RER was not correlated to mean monthly soil and air temperatures at any soil depth during phase 2 of the growing season. However, during this period, mean daily RER of very shallow roots (0.00–0.85 m) was significantly and positively correlated with both mean monthly soil water content and solar irradiance. Maximal daily RER occurred during phase 2 of the growing season for the three upper soil layers (June–October), but peaked during the aerial dormant season (December) in the deepest soil layer (4.00–4.70 m). We conclude that drivers of phenology for different tree organs and between shallow and deep roots are not the same. This spatial plasticity in growth throughout a tree enables it to maximize resource uptake, even throughout the winter months, and thus is a highly useful mechanism for increasing tree resistance to abiotic stresses.
Published: 2020

41. Cocoa agroforest multifunctionality and soil fertility explained by shade tree litter traits

Author: Seguy Enock, Grégoire T. Freschet, Jean-Daniel Essobo, Philippe Tixier, Marie Sauvadet, Jean-Michel Harmand, Stéphane Saj, Thierry Becquer, Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes (UMR Eco&Sols), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Station d'écologie théorique et expérimentale (SETE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), World Agroforestry Centre [CGIAR, Cameroun] (ICRAF), World Agroforestry Center [CGIAR, Kenya] (ICRAF), Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR)-Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR), Fonctionnement écologique et gestion durable des agrosystèmes bananiers et ananas (UR GECO), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Agropolis Fondation, STRADIV Project, Grant/Award Number: 1504-003, ANR-10-LABX-0001,AGRO,Agricultural Sciences for sustainable Development(2010), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro
Subjects: Litière forestière, 0106 biological sciences, [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, F08 - Systèmes et modes de culture, Milicia excelsa, Arbre d'ombrage, Agroforesterie, shade type, 01 natural sciences, agroforestry, Canarium, Soil functions, 2. Zero hunger, fertility, Ecology, biology, Ceiba pentandra, Plant litter, cacao tree, Cacao tree, Dacryodes edulis, agroecosystem multifunctionality, Albizia, 010603 evolutionary biology, litter recalcitrance, Fertilité du sol, Theobroma cacao, plant functional traits, Ceiba, 010604 marine biology & hydrobiology, Shade tree, P35 - Fertilité du sol, 15. Life on land, soil functions, biology.organism_classification, F61 - Physiologie végétale - Nutrition, Agronomy, 13. Climate action, Soil fertility
Abstract: International audience; Manipulating plant functional diversity to improve agroecosystem multifunctionality is a central challenge of agricultural systems world-wide. In cocoa agroforestry systems (cAFS), shade trees are used to supply many services to farmers, yet their impact on soil functioning and cocoa yields is likely to vary substantially among tree species. Here we compared the impact of five shade tree species (Canarium schweinfurthii (Canarium), Dacryodes edulis (Safou), Milicia excelsa (Iroko), Ceiba pentandra (Kapok tree), Albizia adianthifolia (Albizia)) and unshaded conditions on the functioning of poor sandy savanna soils within eight cocoa farms in Central Cameroon. We assessed the effects of plant functional traits, leaf litterfall and fine root biomass on a range of soil functions and on cocoa yield. Shade trees generally improved soil pH, NH4+, NO3- and Olsen P content, biomass production of bioassays and soil total C and N content, while leaving cocoa yields unchanged. However, these effects varied largely among species. Improvements of soil functions were low under the two fruit trees (Canarium and Dacryodes), medium under the legume tree Albizia and high under the two timber trees (Milicia and Ceiba). Low litter recalcitrance was most strongly associated with increases in soil fertility indicators such as N and P availability, whereas soil C and N content increased with litter Ca restitution. Synthesis and applications. We demonstrate that cocoa agroforest multifunctionality is substantially influenced by the functional traits of shade tree species. Shade tree species with the most dissimilar traits to cocoa (cocoa showing the lowest leaf litter quality) showed the largest improvement of soil functions. Therefore, selection of shade trees based on their functional traits appears as a promising practice to adequately manage soil functioning. In order to fully assess the beneficial role of shade trees in these agroecosystems. Future research will need to extend this approach to other below-ground traits and other aspects of multifunctionality such as long-term cocoa health and yield.
Published: 2020

42. Analysis of interactions amongst shade trees, coffee foliar diseases and coffee yield in multistrata agroforestry systems

Author: Clémentine Durand-Bessart, Alcide Quinteros, Philippe Tixier, Camille Tauvel, Clémentine Allinne, Federico Andreotti, Bruno Rapidel, Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Fonctionnement écologique et gestion durable des agrosystèmes bananiers et ananas (UR GECO), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Département Performances des systèmes de production et de transformation tropicaux (Cirad-PERSYST), Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza - Tropical Agricultural Research and Higher Education Center (CATIE), Wageningen University and Research [Wageningen] (WUR), Geo-Information Science and Remote Sensing Laboratory, Performance des systèmes de culture des plantes pérennes (UPR Système de pérennes), and This research was financially supported by the STRADIV project (grant n° 1504-003) funded by Agropolis Fondation.
Subjects: 0106 biological sciences, Agroecosystem, Mode de culture, [SDV]Life Sciences [q-bio], F08 - Systèmes et modes de culture, Arbre d'ombrage, Trade-off, Agroforesterie, 01 natural sciences, Interactions biologiques, Maladie des plantes, Laboratory of Geo-information Science and Remote Sensing, Yield (wine), Dose effect, health care economics and organizations, 2. Zero hunger, Agroforestry, Feuille, food and beverages, Coffea arabica, PE&RC, humanities, Physiologie végétale, Rendement des cultures, Structural equation modelling, Biology, Soil characteristics, Ecological processes, Disease severity, Disease management (agriculture), Fertilité du sol, Qualité du sol, Disease regulation, Laboratorium voor Geo-informatiekunde en Remote Sensing, H20 - Maladies des plantes, Tree-shade impact, fungi, Central America, 15. Life on land, Soil quality, Ombrage, 010602 entomology, Plant diversity, Litter, Agronomy and Crop Science, 010606 plant biology & botany
Abstract: International audience; In complex coffee-based agroforestry systems, quantifying the impact of shade trees on coffee disease regulation and coffee yield is crucial for improving these systems and designing more sustainable ones. To this end, we analyzed interactions amongst shade trees, coffee plants (cv. Catimor), the coffee foliar disease complex and soil characteristics. We studied systems characterized by 40 variables measured in 60 plots located on three farms (monitored for 2 years) in Nicaragua. These variables characterized six system components grouped in six statistical blocks: shade trees (shade percentage and species abundancy), soil characteristics (fertility), foliar diseases, coffee plant characteristics (age and size), coffee growth and yield. We used partial least square path modelling (PLS-PM), i.e. a structural equation modelling approach used to understand and quantify interactions between the six blocks. Shade trees (mostly the associated shade percentage) had direct positive effects on foliar disease severity and incidence and soil quality, while having negative effects on coffee growth and yield. Soil characteristics (carbon, nitrogen, litter index, water infiltration potential) were negatively correlated with foliar diseases. An excessive shade percentage then had an indirect negative effect on coffee growth and yield due to the increased prevalence of foliar diseases. Finding the optimal shade cover can help reduce foliar diseases and enhance coffee berry production. The 'dose effect' of shade cover must also be considered because excessive shade, as well as lack of shade, have negative impacts on coffee growth and yield. Overall, effective shade management requires an analysis of trade-offs between soil quality, disease regulation and yield gains. In conclusion, PLS-PM turned out to be a good tool for studying agroecosystem networks and enabled us to put forward some foliar disease management and coffee yield enhancement guidelines.
Published: 2020

43. Combining participatory games and backcasting to support collective scenario evaluation : an action research approach for sustainable agroforestry landscape management

Author: Karel Van den Meersche, Clémentine Allinne, Federico Andreotti, E.N. Speelman, Gestion des ressources renouvelables et environnement (UPR GREEN), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Wageningen University and Research [Wageningen] (WUR), Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes (UMR Eco&Sols), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Département Performances des systèmes de production et de transformation tropicaux (Cirad-PERSYST), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza - Tropical Agricultural Research and Higher Education Center (CATIE), STRADIV project (Grant no. 1504-003) funded by Agropolis Foundation, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), and Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Subjects: [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, Health (social science), Role-playing game, Sociology and Political Science, F08 - Systèmes et modes de culture, Geography, Planning and Development, [SDV.SA.AGRO]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agronomy, 010501 environmental sciences, Agroforesterie, 01 natural sciences, recherche participative, Laboratory of Geo-information Science and Remote Sensing, 11. Sustainability, Action research, 2. Zero hunger, Global and Planetary Change, Ecology, Agroforestry, 04 agricultural and veterinary sciences, technique de prévision, PE&RC, Natural resource, Landscape planning, Aménagement du paysage, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, Future studies, Management, Monitoring, Policy and Law, gestion forestière durable, systèmes agroforestiers, Laboratorium voor Geo-informatiekunde en Remote Sensing, Transformative change, Durabilité, 0105 earth and related environmental sciences, Nature and Landscape Conservation, Sustainable development, Sustainable landscaping, business.industry, 15. Life on land, 13. Climate action, Sustainability, 040103 agronomy & agriculture, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Business, Sustainability transition, Landscape ecology, U30 - Méthodes de recherche, Backcasting, Agroecology, Forecasting
Abstract: The combined and interacting effects of land-use change, resource extraction and climate change threaten the sustainability of millions of mainly smallholder farms in tropical agroforested landscapes. In many of these landscapes, coordinated action among stakeholders at landscape level would help to address challenges such as pests and diseases, price crises and climate change. However, methods to facilitate the co-production of sustainable landscape management in such complex multi-stakeholder systems are currently largely lacking. In this paper, we present a novel approach to explore pathways for the sustainability transition of agroforestry systems. By combining participatory forecasting and backcasting approaches, based on serious games and future vision development, we explore relevant agroforestry management strategies for reaching sustainable future coffee-based agroforestry landscapes. We focused our research on the challenges faced in the main coffee-producing area in Nicaragua. Here, we organized five participatory game sessions to explore farmer decision-making processes, farming strategies and to develop new networks and stimulate social learning among farmers. In the associated backcasting workshop, the most influential game session participants joined technicians, researchers and municipality officials to collectively envision sustainable future landscape management. In all game sessions, farmers developed diversified coffee-based agroforested landscapes characterised by increased density and diversity of shade trees, for the purpose of income diversification as well as forest conservation. During the backcasting workshop, the participants identified policy instruments and community-based solutions for the transition to sustainable landscapes. Our participatory approach facilitated discussion on landscape planning among farmers and other stakeholders and allowed the outline of a pathway towards the collective envisioned future landscape. The combination of participatory forecasting and backcasting proved to be a helpful tool to support multi-stakeholder processes towards sustainable landscape management in this and other complex landscapes.
Published: 2020

44. Traité de la vigne : physiologie, terroir, culture

Author: CARBONNEAU, Alain, Torregrosa, Laurent, DELOIRE, Alain, Pellegrino, Anne, Pantin, Florent, Romieu, Charles, Jaillard, Benoît, Metay, Aurelie, Ojeda, Hernan, Abbal, Philippe, Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Diversité, Adaptation et Amélioration de la Vigne [AGAP] (DAAV), Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), IHEV Institut des hautes études de la vigne et du vin, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE), Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes (UMR Eco&Sols), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Unité Expérimentale de Pech-Rouge (PECH ROUGE), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Sciences Pour l'Oenologie (SPO), Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Carbonneau Alain, and Torregrosa Laurent
Subjects: [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, amélioration de la vigne, technique culturale, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, viticulture, terroir viticole, [SDV.BDD]Life Sciences [q-bio]/Development Biology, physiologie de la vigne
Abstract: International audience; Le Traité de la vigne propose une étude détaillée de l’état des connaissances scientifiques sur la biologie de la vigne. Pédagogique et richement illustré, il rassemble théorie et pratique au service d’une nouvelle vision de la viticulture. La remière partie traite du fonctionnement de la vigne à partir du concept fondamental de « triptyque biologique » (signal – structure – système de régulation). Les effets de l’eau, du CO2, du rayonnement solaire, de la température et des éléments minéraux sur la physiologie de la vigne sont précisément décrits. Les connaissances de base concernant les métabolismes du raisin et la génétique de la vigne sont développées. Enfin, sont présentées les bases des applications techniques. La seconde partie est consacrée aux aspects environnementaux et technologiques de la culture de la vigne : climat, changement climatique, agrométéorologie, caractéristiques des sols ; aménagement, entretien des sols et relation avec les racines ; système cultural, irrigation et conduite de la plante ; nouvelle approche climatologique ; nouvelles technologies au service des terroirs ; nouvelle théorie de la maturation du raisin. Cette troisième édition entièrement réactualisée s’est enrichie d’un cahier couleur. Fruit d’une collaboration interdisciplinaire, le Traité de la Vigne s’adresse aux étudiants en agronomie, mais aussi aux professionnels souhaitant approfondir ou mettre à jour leurs connaissances scientifiques et techniques.
Published: 2020

45. Decitrait® : un OAD pour la protection de la vigne

Author: Davy, A., Raynal, M., Vergnes, M., Debord, C., Codis, S., Naud, O., Laurent Deliere, Marc FERMAUD, Jean Roudet, Raphaël Metral, Yvan Bouisson, Ludivine Davidou, Guilbault, P., Dupin, S., Genevet, B., Mahieux, V., Baron, M., Perot, S., Institut Français de la Vigne et du Vin (IFV), Information – Technologies – Analyse Environnementale – Procédés Agricoles (UMR ITAP), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Santé et agroécologie du vignoble (UMR SAVE), Université de Bordeaux (UB)-Institut des Sciences de la Vigne et du Vin (ISVV)-Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agronomiques de Bordeaux-Aquitaine (Bordeaux Sciences Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Chambre d'Agriculture de la Gironde (CA 33), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Agrosystèmes Biodiversifiés (UMR ABSys), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Chambre d'Agriculture du Gard (CA 30), Établissement Public Local d’Enseignement et de Formation Professionnelle Agricole (EPLEFPA), Ce travail a été soutenu financièrement par le ministère de l’Agriculture dans le cadre d’un Appel à Projet CASDAR RT., Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bordeaux (UB)-Institut des Sciences de la Vigne et du Vin (ISVV)-Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agronomiques de Bordeaux-Aquitaine (Bordeaux Sciences Agro), and Association Française de Protection des Plantes (AFPP). FRA.
Subjects: botrytis, downy mildew, mildiou, [SDV]Life Sciences [q-bio], [SDE]Environmental Sciences, powdery mildew, grey mould, OAD, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, oïdium, DSS
Abstract: International audience; The dual performance, both economic and environmental, is a major challenge for the wine industry, which remains highly dependent on the use of pesticides. Fungicide control alone accounts for 80% of inputs in France. A DSS (DeciTrait®) gathering all the information necessary for the implementation of a low pesticides protection against the main fungal diseases (downy mildew - powdery mildew - black-rot - grey mould) was conceived in a collaborative approach within a CASDAR project. This DSS is easy to use and offers the user a protection strategy at the plot level based on the information and knowledge collected. The bioassays carried out within the CASDAR project clearly demonstrate the potential for reduction of phytosanitary inputs allowed by this DSS, for reducing both the number of treatments and the dose applied.; La double performance, économique et environnementale, constitue un enjeu majeur pour la filière viticole qui demeure très dépendante de l’utilisation des pesticides. A elle seule, la lutte fongicide représente 80% des intrants. Un OAD (DeciTrait®) regroupant l’ensemble des informations nécessaires à la mise en œuvre d’une protection économe en intrants vis-à-vis des principales maladies cryptogamiques (mildiou - oïdium - black-rot - botrytis) a été conçu dans une démarche collaborative ausein d’un projet CASDAR. Cet OAD est simple à utiliser et propose à l’utilisateur une stratégie de protection personnalisée sur la base des informations et connaissances recueillies. Les essais biologiques conduits au sein du projet CASDAR mettent clairement en évidence le potentiel deréduction des intrants phytosanitaires permis par cet OAD, tant sur la réduction du nombre de traitements que sur la dose appliquée.
Published: 2020

46. Research and innovation as tools for sustainable agriculture, food and nutrition security : extended abstracts and papers

Author: El Moujabber, M., Hatem Belhouchette, Belkhodja, M., Kalaïtzis, P., Cosentino, R., Occhialini, W., Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Bari (CIHEAM-IAMB), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM), Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: AGRICULTURE, SECURITE ALIMENTAIRE, INNOVATION, FOOD SECURITY, RESEAU DE RECHERCHE, [SDV.SA.AEP]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agriculture, economy and politics, DURABILITE, SCIENTIFIQUE, [SHS]Humanities and Social Sciences, SCIENTISTS, JEUNESSE, SUSTAINABILITY, YOUTH, MEDITERRANEAN REGION, REGION MEDITERRANEENNE, RESEARCH NETWORKS
Abstract: International audience; After the success of the 1st edition of Montpellier in 2016, CIHEAM organized the 2nd edition of the Mediterranean initiative for PhD students and young researchers (MedForum2018) at CIHEAM Bari (Italy) from 18 to 20 September 2018. MedForum2018, entitled “Research and Innovation: Tools for Sustainable Agriculture and Food Security”, focused on the CIHEAM Strategic Agenda 2025 (CAPMED2025) and its Action Plan developed for the implementation of the United-Nations 2030 Agenda for Sustainable Development, in specific fields across the Mediterranean area. Through research work of PhD students and young researchers, MedForum2018 aimed at: - Fostering entrepreneurship, women and youth employment; - Identifying and sharing potential innovation tools geared towards integrated solutions for sustainable agriculture, food and nutrition security; - Enhancing research and innovation impact at national and regional level; - Proposing alternatives to prevent young researchers’ migrations. MedForum2018 was organized by CIHEAM in partnership with MAECI-Italy (Ministry of Foreign Affairs and International Cooperation), CMI (Center for Mediterranean Integration of the World Bank), UfM (Union for the Mediterranean), Agreenium (Institut Agronomique, Vétérinaire et Forestier de France) and with the technical collaboration of the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO).
Published: 2020

47. A crop model for improvement water use efficiency and durum wheat production in the Siliana region

Author: Mazhoud, H., Chemak, F., Chenoune, R., Hatem Belhouchette, Institut National de la Recherche Agronomique de Tunisie (INRAT), Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and Université de Carthage - University of Carthage
Subjects: SILIANA, GROUNDWATER, CROP ROTATION, MODELS, [SDV.SA.AGRO]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agronomy, [SDV.SA.AEP]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agriculture, economy and politics, HARD WHEAT, UTILISATION DE L'EAU, BLE DUR, WATER USE, ENQUETE SUR EXPLOITATIONS AGRICOLES, FARM SURVEYS, [SHS]Humanities and Social Sciences, MODELE, TUNISIA, FERTILISATION, CROP YIELD, IRRIGATION, FERTILIZER APPLICATION, EAU SOUTERRAINE, ROTATION CULTURALE, TUNISIE, RENDEMENT DES CULTURES, TRITICUM DURUM
Abstract: International audience; In Tunisia, the development of the irrigation within the water scarcity context, remains one of the crucial issues of agricultural activity. The phenomenon of climate change is likely to make the problematic while threatening the country's food security. Thus, water use efficiency is essential to overcome these constraints and to preserve productive and sustainable agricultural activity. This work aims to optimize the water irrigation use and to increase the production of the durum wheat (DW) through improving irrigation practices. For this, a field survey was carried out with a sample of 43 farms from the Siliana region. In order to collect the required data, we have focused on the DW activity during the agricultural compain of 2015 in terms of the applied doses of water and fertilisers as well as the crop rotation. . Using CROPSYST, a crop model has been developed. The model was calibrated and validated to replicate the DW activity during three consecutive crop years 2015, 2016 and 2017. Three strategies of varied mix in terms water irrigation and fertilizers doses were simulated, The results showed the improvement of the yield by 9% that allowed an improvement of the water productivity up to 8.2 kgha-1mm-1. Given these results the Gross Margin may increase by 3% up to 11%.
Published: 2020

48. Trajectories of cocoa agroforests and their drivers over time: Lessons from the Cameroonian experience

Author: Isabelle Michel, Eric Malézieux, Hervé Todem Ngnogue, Patrick Jagoret, Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut de Recherche Agricole pour le Développement (IRAD), Fonctionnement agroécologique et performances des systèmes de cultures horticoles (Cirad-Persyst-UPR 103 HORTSYS), Département Performances des systèmes de production et de transformation tropicaux (Cirad-PERSYST), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Innovation et Développement dans l'Agriculture et l'Alimentation (UMR Innovation), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Institut de Recherche Agricole pour le Développement [Yaoundé] (IRAD), Fonctionnement agroécologique et performances des systèmes de cultures horticoles (UPR HORTSYS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), and Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Subjects: 0106 biological sciences, F08 - Systèmes et modes de culture, [SDV]Life Sciences [q-bio], Production végétale intégrée, Plant Science, Agroforesterie, 01 natural sciences, Basal area, 2. Zero hunger, Agroforestry, 04 agricultural and veterinary sciences, long-term assessment, Sharp rise, Pratique culturale, flexibility, Rendement des cultures, Geography, Forest resource, Soil Science, Crop production, Theobroma cacao, theobroma cacao l, vegetation structure, resilience, Management practices, Ressource forestière, Technique de culture, Modélisation des cultures, adaptability, Tropics, 15. Life on land, K10 - Production forestière, Agronomy, 13. Climate action, 040103 agronomy & agriculture, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Survey data collection, Agronomy and Crop Science, Cropping, management practice, 010606 plant biology & botany
Abstract: Since its origins, cocoa growing has gone through a series of crises and booms, with a shift in production areas at the expense of tropical forests. Nowadays, the recent sharp rise in the global demand for cocoa more than ever calls into question the future of these forest resources. Nevertheless, in contrast with the dominant technical models, often unsustainable, part of global cocoa growing is based on complex agroforestry systems which are, in many cases, very old and still managed by farmers. To better understand the genesis and the functioning of these systems over time, we analysed the evolution of 30 cocoa agroforests, most of which were several decades old, located in central Cameroon. In this region, cocoa growing has been developing since the 1930s and experienced major changes in contexts, including the severe crisis of the 1990s. By combining field observations and historical survey data, we reconstructed the impacts of these changes over time on management practices, agroforestry structures and cocoa yields. We formalized five cocoa agroforests trajectories closely linked to main phases of cocoa growing in central Cameroon, each phase leading to changes in farmers’ practices. These trajectories explain the current agroforests structures, with low (1180 in. ha−1) or high cocoa tree densities (2190 in. ha−1), mean basal area per cocoa tree which ranged from 29.4 cm2 to 92.7 cm2, and finally cocoa yields which varied from 542.7 to 1275.7 kg ha−1. Our results show how the management of interacting species allows a system balance that can be temporarily broken or redesigned, suggesting the resilient and flexible nature of these complex cocoa agroforests. The properties of these cocoa agroforests—gradually built over time—enable adaptations and their transmission during difficult times. To cope with current challenges facing global cocoa production, we recommend that these cocoa agroforests serve as a basis to promote new cocoa cropping models to better reconcile cocoa production and the preservation of forest resources.
Published: 2018

49. Carbon footprint of cropping systems with grain legumes and cover crops: A case-study in SW France

Author: Didier Raffaillac, Irene Nogué-Serra, Carlos Cantero-Martínez, Daniel Plaza-Bonilla, Eric Justes, European Commission, Agence Nationale de la Recherche (France), Universidad de Lleida, Institut National de la Recherche Agronomique (France), Ministerio de Economía y Competitividad (España), Plaza-Bonilla, Daniel [0000-0003-4998-8585], AGroécologie, Innovations, teRritoires (AGIR), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Universitat de Lleida, Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), FP6 Grain Legumes Integrated Project : food-CT-2004-506223, French National Research Agency (ANR) through LEGITIMES French project : ANR-13-AGRO-0004, Climate-CAFE European project, University of Lleida, Juan de la Cierva postdoctoral grant from Ministerio de Economia y Competitividad of Spain : IJCI-2016-27784, INRA-Toulouse, European Project: 613551,EC:FP7:KBBE,FP7-KBBE-2013-7-single-stage,LEGATO(2014), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT), and Plaza-Bonilla, Daniel
Subjects: [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, P33 - Chimie et physique du sol, Rotation culturale, P40 - Météorologie et climatologie, STICS model, F08 - Systèmes et modes de culture, 010501 environmental sciences, 7. Clean energy, 01 natural sciences, External emissions, Légumineuse, Cover crop, Legume, 0105 earth and related environmental sciences, Changement climatique, 2. Zero hunger, Nitrous oxide, P34 - Biologie du sol, On-site emissions, 04 agricultural and veterinary sciences, Soil carbon, 15. Life on land, Ammonia volatilization from urea, Crop rotation, séquestration du carbone, Greenhouse gases, Agronomy, 13. Climate action, réduction des émissions, Greenhouse gas, 040103 agronomy & agriculture, Carbon footprint, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Environmental science, Animal Science and Zoology, Arable land, Agronomy and Crop Science
Abstract: 47 pags.- 6 Tabls.- 5 Figs. The definitive version is available at: https://www.sciencedirect.com/science/journal/0308521X, Agriculture contributes to a significant proportion of global emissions of greenhouse gases (GHG) but can also participate in climate change mitigation. The introduction of legumes in crop rotations reduces the dependence on N fertilizers and may mitigate the carbon (C) footprint of cropping systems. The aim of this study was to quantify the C footprint of six low-input arable cropping systems resulting from the combination of three levels of grain legumes introduction in a 3-yr rotation (GL0: no grain legumes, GL1: 1 grain legume, GL2: 2 grain legumes) and the use of cover crops (CC) or bare fallow (BF) between cash crops, covering two rotation cycles (6 years). The approach considered external emissions, on-site emissions and soil organic carbon (SOC) stock changes, and prioritized (i) field observations and (ii) simulation of non-measured variables with the STICS model, rather than default emission factors. As expected, fertilizers accounted for 80–90% of external emissions, being reduced by 50% and 102% with grain legumes introduction in GL1-BF and GL2-BF, compared to the cereal-based rotation (GL0-BF). Cover crops management increased machinery emissions by 24–35% compared to BF. Soil nitrous oxide (N2O) emissions were low, ranging between 205 and 333 kg CO2 eq. ha−1 yr−1 in GL1-BF and GL0-BF, respectively. Nitrate leaching represented the indirect emission of 11.6 to 27.2 kg CO2 eq. ha−1 yr−1 in the BF treatments and 8.2 to 10.7 kg CO2 eq. ha−1 yr−1 in the CC treatments. Indirect emissions due to ammonia volatilization ranged between 8.4 and 41.8 kg CO2 eq. ha−1 yr−1. The introduction of grain legumes strongly influenced SOC changes and, consequently, the C footprint. In the BF systems, grain legumes introduction in the rotations led to a significant increase in the C footprint, because of higher SOC losses. Contrarily, the use of cover crops mitigated SOC losses, and lowered the C footprint. These results indicated the need of CC when increasing the number of grain legumes in cereal-based rotations. Despite the multiple known benefits of introducing grain legumes in cropping systems our research highlights the need to consider soil organic carbon changes in environmental assessments., This research was supported by (i) the FP6 Grain Legumes Integrated Project (food-CT-2004-506223), (ii) the European Commission (REA) through the LEGATO project (FP7-613551) and (iii) the French National Research Agency (ANR) through the LEGITIMES French project (ANR-13-AGRO-0004). It also benefited from the support of the Climate-CAFE European project, which was selected by the European FACCE-JPI ERA-NET Plus program. INS was funded thanks to a convention between the University of Lleida and INRA-Toulouse. DPB received a Juan de la Cierva postdoctoral grant from the Ministerio de Economía y Competitividad of Spain (IJCI-2016-27784).
Published: 2018

50. Peer-Reviewed Literature on Grain Legume Species in the WoS (1980–2018): A Comparative Analysis of Soybean and Pulses

Author: Marie-Hélène Jeuffroy, Christophe Nguyen-The, Laurent Bedoussac, Alain Baranger, Hervé Juin, Valérie Micard, Tristan Salord, Marie-Josèphe Amiot, Marc Anton, Guillaume Cabanac, Marie-Benoît Magrini, Matteo Lascialfari, Dominique Millot, Gaëlle Arvisenet, Gérard Duc, Hugues Leiser, Anne-Sophie Voisin, Gaël Plumecocq, Marie-Laure Pilet-Nayel, Jean-Michel Chardigny, Etienne-Pascal Journet, Stéphane Walrand, Jacques Wery, Colette Larré, AGroécologie, Innovations, teRritoires (AGIR), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Recherche d’Information et Synthèse d’Information (IRIT-IRIS), Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Marchés, Organisations, Institutions et Stratégies d'Acteurs (UMR MOISA), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), Unité de recherche sur les Biopolymères, Interactions Assemblages (BIA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Centre des Sciences du Goût et de l'Alimentation [Dijon] (CSGA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes (IGEPP), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Unité de Nutrition Humaine (UNH), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020]), Agroécologie [Dijon], Université de Bourgogne (UB)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Agronomie, AgroParisTech-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Laboratoire des interactions plantes micro-organismes (LIPM), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Elevage Alternatif et Santé des Monogastriques (UE EASM), DIST Délégation Information Scientifique et Technique (DV-IST), Ingénierie des Agro-polymères et Technologies Émergentes (UMR IATE), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Sécurité et Qualité des Produits d'Origine Végétale (SQPOV), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Avignon Université (AU), International Center for Agricultural Research in the Dry Areas [Jordanie] (ICARDA), Groupe Filière Légumineuses, Institut National de la Recherche Agronomique, European Project: 727672,LEGVALUE(2017), Innovations, Organisations et Dynamiques agro-industrielles, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), UMR : AGroécologie, Innovations, TeRritoires, Ecole Nationale Supérieure Agronomique de Toulouse, Laboratoire d'Etude et de Recherche sur l'Economie, les Politiques et les Systèmes Sociaux (LEREPS), Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Institut d'Études Politiques [IEP] - Toulouse-École Nationale Supérieure de Formation de l'Enseignement Agricole de Toulouse-Auzeville (ENSFEA), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), École nationale d'ingénieurs des techniques des industries agricoles et alimentaires (ENITIAA), Unité de Nutrition Humaine - Clermont Auvergne (UNH), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Clermont Auvergne (UCA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Laboratoire Interdisciplinaire Solidarités, Sociétés, Territoires (LISST), École des hautes études en sciences sociales (EHESS)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-École Nationale Supérieure de Formation de l'Enseignement Agricole de Toulouse-Auzeville (ENSFEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), 727672, H2020 European Research Council, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Rennes (UR)-AGROCAMPUS OUEST, École Nationale Supérieure de Formation de l'Enseignement Agricole de Toulouse-Auzeville (ENSFEA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech, Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, and Magrini, Marie-Benoît
Subjects: [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, 030309 nutrition & dietetics, [SHS.INFO]Humanities and Social Sciences/Library and information sciences, Geography, Planning and Development, bibliometric data, Management, Monitoring, Policy and Law, légumineuse, scientometrics, Agricultural economics, Field (computer science), 03 medical and health sciences, science and technology studies (STS), knowledge dynamics, Food and Nutrition, Production (economics), research trajectories, bibliométrie, 2. Zero hunger, agricultural sciences, 0303 health sciences, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, business.industry, publication scientifique, Subject (documents), food sciences, 04 agricultural and veterinary sciences, Scientometrics, sustainability, Geography, Crop diversity, Analytics, Alimentation et Nutrition, Sustainability, 040103 agronomy & agriculture, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, business
Abstract: Grain-legume crops are important for ensuring the sustainability of agrofood systems. Among them, pulse production is subject to strong lock-in compared to soya, the leading worldwide crop. To unlock the situation and foster more grain-legume crop diversity, scientific research is essential for providing new knowledge that may lead to new development. Our study aimed to evaluate whether research activity on grain-legumes is also locked in favor of soya. Considering more than 80 names grouped into 19 main grain-legume species, we built a dataset of 107,823 scholarly publications (articles, book, and book chapters) between 1980 and 2018 retrieved from the Web of Science (Clarivate Analytics) reflecting the research activity on grain-legumes. We delineated 10 scientific themes of interest running the gamut of agrofood research (e.g., genetics, agronomy, and nutrition). We indexed grain-legume species, calculated the percentage of records for each one, and conducted several analyses longitudinally and by country. Globally, we found an unbalanced research output: soya remains the main crop studied, even in the promising field of food sciences advanced by FAO as the &ldquo, future of pulses&rdquo, Our results raise questions about how to align research priorities with societal demand for more crop diversity.
Published: 2019

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