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European Union Seventh Framework Programme (FP7/2007–2013); Conservation biological control (CBC) is a sustainable approach to pest management that can contribute to a reduction in pesticide use as part of an Integrated Pest Management (IPM) strategy. CBC is based on the premise that countering habitat loss and environmental disturbance associated with intensive crop production will conserve natural enemies, thus contributing to pest suppression. The abundance and diversity of natural enemies increases in response to a variety of conservation measures, including plant and habitat diversification, a reduction in cropping intensity, and increased landscape complexity. However, the response of natural enemy populations to conservation measures is not consistent; often it fails to translate into pest suppression or improved crop yield, and is seldom utilised in commercial crop production settings. CBC is a complex strategy drawing on a number of ecological and behavioural processes, operating at multiple scales, and mediated by management actions that are, potentially, targeted at a wide range of pest organisms. Given this inherent complexity, it is not surprising that the scientific understanding of CBC is incomplete, or that the design and adoption of reliable CBC prescriptions have proved elusive. To tackle this, we consolidate existing knowledge of CBC using a simple conceptual model that organises the functional elements of CBC into a common, unifying framework. We identify and integrate the key biological processes affecting natural enemies and their biological control function across local and regional scales, and consider the interactions, interdependencies and constraints that determine the outcome of CBC strategies. Conservation measures are often effective in supporting natural enemy populations but their success cannot be guaranteed; the greatest limitation to the development of effective CBC is due to a failure to adequately direct biological control services to achieve suppression of the target pests. By considering the performance of these and other components of CBC within the context of an integrated system, we believe that the limiting factors can be identified, and removed, allowing effective CBC strategies to be implemented.

Comme partout dans le monde, les agriculteurs doivent garantir leur revenu et produire des aliments ou des services dans le respect de l’environnement et de la santé des consommateurs, tout en recherchant les conditions optimales pour la culture. De manière singulière, le contrôle des adventices dans les régions tropicales constitue une contrainte majeure pour les productions végétales et mobilise toute l’attention des exploitants. Les conditions climatiques humides et chaudes permettent un développement des adventices tout au long de l’année, alors que le nombre de jours disponibles à leur éradication est limitant (pluies, vent, sol gorgé d’eau…). La nature et l’environnement diversifié des bordures de parcelles, souvent de petite taille et jouxtant la forêt, contribuent également au maintien d’un stock semencier et au retour rapide des adventices. Dans un contexte de réduction, voire de suppression des herbicides chimiques de synthèse (Loi Ecophyto), des alternatives agroécologiques visant au contrôle des adventices fondées sur :[br/] - Le contrôle lumineux (paillage vivant ou mort),[br/] - Le contrôle biologique (pâturage), (allélopathie), même chimique[br/] font désormais partie du panel de solutions techniques mobilisables en cultures tropicales. A l’échelle des systèmes de culture, le choix de succession des cultures de rente, combiné à la maîtrise des jachères offrent par ailleurs des possibilités de contrôle de la pression des adventices. Il existe, pour ce faire, une grande variété de plantes de service qui peuvent être cultivées dans les jachères ou en association avec les cultures de rente. L’objectif de cet article est de proposer aux agriculteurs un ensemble de principes agroécologiques à raisonner et à combiner pour une mise en application optimale dans leurs systèmes de culture, en lien avec leur contexte environnemental et sociotechnique. Il n’existe pas en effet une gestion de l’enherbement, mais des gestions d’enherbements que nous essayerons d’examiner à partir de différents exemples de Guyane et de Guadeloupe., As all around the world, the farmers have to guarantee their income and produce foods, or services, that respect the environment and health of consumers, while protecting or improving the fertility of soils. More than anywhere else, the control of weeds in tropical regions is a major constraint for crop production and mobilizes the attention of the farmers! In tropical areas weeds benefit from favorable growing conditions throughout the year, while the number of days available for their eradication is limiting (rains, wind, soils full of water…). The origin and the environment of the agricultural parcel, often small-sized and in heterogeneous and diversified context (border…), also facilitate the weeds return. The agroecological solutions based on:[br/] - Light control (green or dead mulch)[br/] - Limitation of development with a biological control (pasture), mechanical (tillage, rollers like FACA), thermal, or burndown (allelopathy properties).[br/] At the scale of cropping systems, a strategy based on cash crops rotation combined with controlled fallow (e.g. weed suppressive cover species such as nitrogen-fixing legume) also offers opportunities to control weed pressure. Additionally this creates an opportunity for coverspecies to deliver additional ecosystem services (e.g. fertility building, conservation of nutrients in the soil …) The objective of this article is to offers farmers a set of methods against weed pressure based on agroecological principles. The choice of the method to be used must be reasoned in each cropping system, according to its environmental and socio-technical context.[br/] There is no one but many methods of weed management, that we will examine from different examples in French Guyana and Guadeloupe.

Identifier les réservoirs et sources d’inoculum des agents phytopathogènes est un enjeu majeur en pathologie végétale. Les systèmes agricoles pérennes, tels que les vergers, sont soumis aux attaques de nombreux ravageurs et agents microbiens pathogènes. P. syringae, agent phytopathogène responsable de l’émergence de maladies des arbres fruitiers, dont la récente épidémie du chancre bactérien du kiwi causée P. syringae pv. actinidiae (Psa), représente un enjeu économique important au niveau mondial. En France, les moyens de lutte sont constitués de traitements cupriques et de gestes préventifs visant à réduire la propagation de la bactérie au sein et entre les vergers. Avec la prise de conscience de la nécessité de la conservation de l’environnement par les consommateurs et producteurs, les méthodes de cultures actuelles ont tendances à s’orienter vers celles de l’agroécologie et l’usage de l’ingénierie écologique au service de la santé des plantes. En verger, la gestion des communautés de plantes des couvre-sols donne de bons résultats dans la lutte conte certaines espèces de ravageurs, tels que les arthropodes herbivores, mais les effets sur les communautés de microorganismes pathogènes restent inexplorés. Les plantes couvre-sol et adventices des vergers hébergent d’abondantes communautés de P. syringae, cependant le rôle de ces couverts végétaux dans l’émergence des maladies des arbres fruitiers reste incompris. Par conséquent, les travaux de recherche présentés ici focalisent sur l’étude simultanée des communautés de P. syringae associées aux plantes couvre-sol et aux arbres fruitiers de trois vergers d’abricotiers et de quatre vergers de kiwis du département de la Drôme, sud-est de la France, choisis pour leur état sanitaire (sain, malade ou émergence de la maladie), ainsi que des pratiques de gestion du couvre-sol différentes (sol nu, enherbement des inter-rangs, enherbement des inter rangs et rangs des arbres). En l’absence d’outils permettant une identification rapide et une affiliation à l’un des 13 phylogroupes actuellement décris pour l’espèce P. syringae, l’étude du génome complet d’une cinquantaine de souches de P. syringae a permis la mise au point de marqueurs moléculaires capables d’identifier 9 des 13 phylogroupes. L’étude des communautés de P. syringae hébergées par les couvre-sols végétaux montre un effet de la composition des communautés des plantes couvre-sol sur l’abondance et la structure des communautés de P. syringae. La présence de Prunella vulgaris, une plante de la famille des Lamiaceae, est corrélée avec une diminution de l’abondance des P. syringae. La reproductibilité de ce résultat est actuellement en cours d’investigation dans une parcelle expérimentale. Cependant, les résultats préliminaires montrent une absence d’effet de P. vulgaris sur l’abondance de P. syringae. L’étude simultanée des communautés de P. syringae des couvre-sols végétaux et des arbres fruitiers montre que des échanges se font entre les deux compartiments en raison de la présence de souches génétiquement proches. Chez le kiwi, lorsque Psa est présent il coexiste toujours avec d’autres P. syringae, soulevant la question des interactions entre ces souches et leur rôle dans l’émergence de la maladie. Enfin, les résultats mettent en avant un potentiel antagonisme entre les phylogroupes 1 et 2., Identification of reservoirs and inoculum sources of plant pathogenic microorganisms is a major issue in plant pathology. Perennial agricultural systems, such as orchards, are exposed to many pests and pathogenic microorganisms. P. syringae, a phytopathogenic bacterium responsible for the emergence of diseases of fruit trees, including the recent outbreak of bacterial canker of kiwifruit caused P. syringae pv. actinidiae (Psa), represent an important economic issue worldwide. In France, means of control of bacterial canker consist of copper treatments and preventive measures in order to reduce the spread of bacteria within and between orchards. With the awareness for environmental conservation by consumers and producers, current cultivation methods tend to be progressively replaced by more agroecological ones and the use of ecological engineering to improve plant health. Ecological engineering of orchard ground cover plant communities provides good results for the control of orchard pests, such as herbivorous arthropods, but the effects on pathogenic microbial communities remains unexplored. The ground cover plants and orchard weeds host abundant P. syringae communities, however the role of ground covers in the emergence of fruit tree diseases remains ignored. Therefore, the research presented here is focused on the simultaneous study of P. syringae communities associated with ground covers and fruit trees from three apricot and four kiwifruit orchards of Drôme county, southeastern France, chosen for their health status (healthy, diseased, or disease emergence), as well as different ground cover management practices (bare soil, ground cover in inter-rows, ground cover in inter-rows and tree rows). In the absence of tools for rapid identification and affiliation to one of 13 currently described phylogroups for the P. syringae species, the screening of whole genomes of more than fifty P. syringae strains has allowed the development of specific molecular markers able to identify 9 of the 13 phylogroups. Results show that ground cover P. syringae community abundances and structures are correlated to plant community composition. The presence of Prunella vulgaris, a plant of the Lamiaceae family, is correlated to a decrease in the P. syringae abundances. Reproducibility of this result is currently under investigation in an experimental field. However, preliminary results from the experimental field show that the presence of P. vulgaris in 1-year-old ground covers is not correlated to a decrease in P. syringae abundances. Simultaneous study of ground cover and fruit tree P. syringae communities highlight bacterial exchanges between these two compartments because of the presence of genetically correlated strains in both of them. When present, Psa coexist with other P. syringae, raising the question of the interaction between these strains and their role in the emergence of the disease. Finally, the results highlight a potential antagonism between phylogroups 1 and 2.

Earth has recently entered the new era of the Anthropocene, during which the rise of human activities are impacting for the first time ecosystems and climate on the global scale. Since the 1960s the green revolution has improved food production in quantity using industrially-designed agriculture, which has led to global pollution by pesticides and losses of food quality, biodiversity and soil carbon. As a consequence there is a need to implement agroecological practices in order to produce food safely and in a sustainable way. This virtual issue presents principles and applications of agroecological engineering, exemplified in 19 selected review articles from the journal Agronomy for Sustainable Development, one of the most recognized journals in Agronomy. Practical examples of agroecological engineering include ecological pest control, intercropping, multiple cropping systems, biofertilisation, or the management of important components of agroecosystems such as ditches in landscapes, weeds and bees, and soil biodiversity. On the whole, this virtual issue covers a large range of topics and systems in temperate and tropical environments.

As one of the largest users of pesticides in the world, banana production is responsible for numerous types of pollution affecting water, soil and air and causing a variety of health issues. Agroecological innovations can help to reduce pesticide use and achieve cleaner and more sustainable banana production systems. Innovations must be well suited to the diversity of banana farms and acceptable to the stakeholders involved in production. We tested the impact of 18 agroecological innovations in Guadeloupe on the sustainability of three contrasted production systems, using the multi-criteria assessment model MASC. These innovations included different types of fallow (A), bans on pesticides (B), conditional applications of pesticides (C), intercropping (D), resistant cultivars (E), and integrated systems (F). In the assessment, we introduced the views of 29 stakeholders involved in sustainability issues relative to banana grouped through three sets of weightings, obtained by direct weighting of the indicators used in a multi-criteria assessment tool. We analysed the effects of each set of weightings on the sustainability level for these different banana production systems. Our results showed that the adoption of innovations can have negative, positive or no effects on the overall sustainability of banana production systems. Although none of the innovations had a positive effect on all cropping systems, some innovations were relevant to several farm types. However, this depended on the sets of weightings considered, because we found several types of stakeholder with opposing views on the importance of sustainability components. Integrated and organic systems produced the best results in terms of increasing sustainability and were relevant to current farming systems. However, in order to obtain cleaner banana production at the landscape scale, a combination of these innovations, tailored to the diversity of farmers' situations and stakeholder preferences, still needs to be proposed.

International audience

vidéo on line (cf. url); Innovative design of smart farming systems: Some insights from the enhancement of native mycorrhizae in Martinique. 5. International Symposium for Farming Systems Design (AGRO2015).

L’ingénierie agroécologique vise à produire des savoirs actionnables, pour concevoir des systèmes de cultures économiquement et écologiquement performants, par la valorisation de régulations naturelles. Notre problématique est centrée sur la santé des cultures, et plus particulièrement sur la bactérie phytopathogène Ralstonia solanacearum, agent du flétrissement bactérien alors qu’une souche extrêmement agressive menace la production de tomates en plein champ en Martinique. La nécessité d’explorer et de développer des alternatives aux méthodes conventionnelles de protection des plantes (variétés résistantes, pesticides), actuellement inefficaces, invite à la mise en oeuvre d’une démarche de conception innovante. Nos travaux montrent que la mobilisation d’une barrière rhizosphérique est une stratégie de régulation biologique alternative. Différents processus y contribuent, telle que la mycorhization, symbiose entre racines et champignons mycorhiziens à arbuscules, présents dans la plupart des sols. Nous montrons que la mobilisation de réseaux de mycorhizes indigènes à partir d’un sol agricole permet une mycorhization précoce de la tomate. De plus, l’association de plantes aux propriétés mycorhizotrophes et assainissantes en conditions contrôlées montre des effets bioprotecteurs partiels et ouvre de nouvelles perspectives de combinaisons entre processus. Ces combinaisons sont mobilisables par des leviers d’actions multi-scalaires. Nous avons produit une grille d’analyse générique de ces leviers d’action pour la conception, par des trajectoires d’innovation multidirectionnelles, de « systèmes de culture bioprotégés ». Dans le contexte agricole martiniquais, une démarche d’apprentissage permet en effet l’émergence d’une dynamique de co-conception de systèmes de cultures recourant aux plantes mycorhizotrophes. Nos travaux proposent des outils pour une exploration collective de nouvelles stratégies de gestion durable de la santé des cultures., Agroecological engineering aims to produce actionable knowledge to design economically and environmentally efficient cropping systems, based on the exploitation of natural regulation mechanisms. Our issue is centered on crop health, especially on the plant pathogenic bacterium Ralstonia solanacearum (bacterial wilt agent), of which an extremely aggressive strain threatens field tomato production in Martinique. The need to explore and develop alternatives to conventional methods of plant protection (resistant varieties, pesticides), ineffective in our case, calls for the implementation of an innovative design approach. Our work shows that the protection of the roots via the formation of a selfsustaining rhizospheric barrier may be an alternative biological control strategy. Different processes contribute, such as mycorrhizal symbiosis between roots and arbuscular mycorrhizal fungi, which are present in most soils. We show that the mobilization of indigenous mycorrhizal networks from an agricultural soil allows early mycorrhization of tomatoes. In addition, the association of plants with mycorrhizal and sanitizing properties in controlled conditions showed partial bioprotective effects and opens up new prospects for combinations between processes. These combinations may be exploited in various ways. We produced a generic analysis grid of key levers to design "healthy cropping systems " through multi-directional innovation trajectories. In Martinique's agricultural context, a learning process allows the emergence of a dynamic co-design of cropping systems using mycorrhizal plants. Our work thus provides tools for collective exploration of new sustainable management strategies for crop health.

National audience

L’agroécologie dont les concepts et les premières applications commencent à s’affirmer durant les décennies 1980 et 1990 (Altiéri, 1999 ; Tilman et al, 2002), s’affiche progressivement à l’échelle mondiale comme un nouveau standard, en rupture avec les principes de l’agriculture conventionnelle intensive, accusée de désordres écologiques et de menaces sur la santé humaine devenus aujourd’hui insupportables. Introduite par Odum en 1962, la notion d’ingénierie écologique désigne une stratégie se définissant comme « une manipulation douce de l’environnement consistant à utiliser de faibles quantités d’énergie pour piloter des systèmes productifs qui utilisent essentiellement des sources d’énergie naturelles ». Ce concept de base est aujourd’hui relayé par ceux d’ingéniérie agroécologique et d’intensification écologique qui recourent aux démarches de l’agronomie –science tournée vers l’action- pour piloter le fonctionnement d’agrosystèmes en s’inspirant des processus écologiques qui règlent le fonctionnement des écosystèmes naturels. L’objectif de cette présentation est de revenir sur les traits fondamentaux de ces concepts en mettant en exergue leurs potentialités et limites, face aux enjeux alimentaires, énergétiques et écosystémiques qui sont dédiés à l’agriculture. Le défi de la réintroduction de la biodiversité dans les cultures sera examiné sous l’angle original des systèmes multi-espèces (Malézieux et al, 2008). Nous ferons ressortir i) d’un point de vue scientifique, les différentes facettes, niveaux d’échelles et concepts d’approche sous-tendus par la mise en œuvre du renforcement de la diversité dans les systèmes de culture et son évaluation, mais aussi ii) les remises en cause technologiques et sociales incontournables pour co-construire l’innovation nécessaire à l’émergence d’une éco-agriculture durable (Godard & Hubert, 2005).