Diversifying crop rotations with temporary grasslands - Université de ...

More documents

Recommendations

Info

ABBREVIATIONS ANOSIM Analysis of similarities ANOVA Analysis of variance CAP Common Agricultural Policy (EU) CDA Canonical Discriminant Analysis DCA Detrended Correspondence Analysis FG Functional Group ISA Indicator Species Analysis IV Indicator Value IWM Integrated Weed Management MRPP Multiple Response Permutation Procedure OSFs Overwinter Stubble Fields PFCs Perennial Forage Crops SE Standard Error SD Standard Deviation x
ABSTRACTS (ENGLISH, FRENCH & GERMAN) LONG VERSIONS (ABOUT 1500 WORDS) Extended summary in English Résumé substantiel en Français Ausführliche Zusammenfassung Deutsch Diversifying crop rotations with temporary grasslands: potentials for combining weed management and the conservation of biodiversity In spite of more than 60 years of agricultural intensification and a massive use of herbicides in industrialized countries, arable weeds continue to be a serious threat to agricultural production. At the same time, the dramatic loss of biodiversity in farmed landscapes, environmental pollution, high economic costs of herbicides and the increasing selection of herbicide resistant weeds show that the currently dominant cropping systems in industrialized countries are not sustainable. We therefore need to develop systems that alleviate this triple ‘weed trade-off’: i) the use of ‘curative’ (chemical or mechanical) weed controls must be reduced to limit their negative environmental impacts; ii) the continuous selection for and growth of noxious weed populations must be prevented to allow stable crop yields; while iii) wild plant species and the associated animals must be conserved for the sake of their ecosystem functions and their positive effects for farming systems and for humankind more generally including various ecosystem services. These three aims are often considered contradictory and incompatible, forming different tradeoffs. Hypothesis: Increasing temporal and spatial crop diversity in crop rotations and landscapes may both be useful components to approach these three aims. Rotating crops that favour different kinds of weed species might be of special interest for weed management and plant diversity, as arable weeds (compared to other crop pests) mostly show rather low spatial but high temporal dispersal abilities (survival in the soil seed bank). Short and simple crop rotations may, for example, be diversified by introducing perennial forage crops (also called ‘temporary grasslands’). However, the impacts of such crops on arable weeds are not well understood. The present work aims at reducing this gap in our Diversification des rotations de grandes cultures avec des prairies temporaires : un moyen pour combiner la gestion de la flore adventice et la conservation de la biodiversité En dépit d’une soixantaine d’années d’intensification agricole et d’une utilisation massive d’herbicides dans les pays industrialisés, les adventices (‘mauvaises herbes’) constituent toujours un sérieux problème pour la production agricole. En même temps, la perte dramatique de biodiversité dans les paysages agricoles, la pollution de environnement, les coûts élevés des herbicides et la sélection de plantes résistantes aux herbicides montrent que les systèmes de culture actuellement dominant dans les pays industrialisés ne peuvent être durables. Il est donc urgent de développer des systèmes capables d’amortir le ‘triple conflit lié aux adventices’ : i) le recours au contrôle ‘curatif’ des mauvaises herbes (chimique et mécanique) doit être réduit en raison de ses impacts négatifs sur l’environnement; ii) la sélection continue et la croissance démographique des populations adventices doivent être maitrisés pour éviter les pertes de rendement; mais iii) des espèces de plantes sauvages et les animaux associés doivent être conservés et favorisés en raison de leurs fonctions dans l’écosystème et de leur utilité pour l’agro-système et pour l’homme (services écosystémiques). Ces trois objectifs sont souvent considérés comme contradictoires et incompatibles. Hypothèse : La diversification temporelle et spatiale des cultures dans les rotations et les paysages pourrait être un moyen de concilier ces trois objectifs. En particulier, la rotation de cultures favorisant chacune différents types d’espèces d’adventices pourrait avoir un intérêt à la fois pour la gestion des adventices et pour la diversité floristique, car les adventices ont des capacités de dispersion spatiale relativement faibles (par rapport à d’autres ravageurs de cultures), mais de fortes capacités de dispersion temporelle (survie dans la banque de graines dans le sol). Des rotations de cultures courtes et simples pourraient être diversifiées par l’introduction de cultures (fourragères) pérennes (‘prairies temporaires’). Mais les impacts de ce type de culture sur les adventices des grandes cultures xi Diversifizieren von Ackerfruchtfolgen mit temporären Grünländern: Möglichkeiten, Unkrautkontrolle und Biodiversitätsschutz zu kombinieren Trotz über 60-jähriger Intensivierung der Landwirtschaft inklusive massivem Einsatz von Herbiziden in den Industrieländern stellen Ackerunkräuter (oder ‚Kultur-Begleitkräuter’) weiterhin ein großes Problem in der Pflanzenproduktion dar. Gleichzeitig zeigen der dramatische Verlust biologischer Vielfalt in Agrarlandschaften, die Umweltbelastung mit Herbiziden, die hohen Kosten der Pflanzenschutzmittel und die vermehrte Auslese von herbizidresistenten Unkräutern, dass die in den Industrieländern derzeit dominierenden Anbausysteme nicht nachhaltig sind. Wir müssen daher dringend Systeme entwickeln, die das dreifache ‘Unkraut-Problem’ abschwächen: i) Der Einsatz ‘kurativer’ (chemischer und mechanischer) Unkrautkontrolle muss wegen deren negativer Auswirkungen auf die Umwelt reduziert werden; ii) die kontinuierliche Selektion und das Wachstum von schädlichen Unkrautpopulationen muss vermieden werden, um dauerhaft stabile Erträge erwirtschaften zu können; iii) wilde Pflanzenarten und die von ihnen abhängigen Tiere müssen erhalten werden, um ihre verschiedenen Funktionen im Ökosystem und positiven Effekten für die Landwirtschaft und die Allgemeinheit (Ökosystem- Dienstleistungen) zu ermöglichen. Diese drei Ziele werden allerdings oft als gegensätzlich und inkompatibel angesehen. Hypothese: Eine zeitliche und räumliche Diversifizierung der Kulturen innerhalb der Fruchtfolgen und Landschaften könnten dazu beitragen, diese drei Ziele zu erreichen. Besonders der zeitliche Wechsel zwischen verschiedenen Kulturen, die jeweils verschiedene Unkrautarten fördern, könnte sowohl der Unkrautregulierung als auch der Erhaltung der Artenvielfalt dienen, da Ackerunkräuter (im Gegensatz zu anderen Kultur-Schädlingen) geringe räumliche, aber ausgeprägte zeitliche Ausbreitungsmöglichkeiten besitzen (Überleben in der Bodensamenbank). Enge Fruchtfolgen mit wenigen und ähnlichen Kulturen können z.B. durch die Einführung von mehrjährigen (Futter-) Kulturen (‘temporäre Grünländer’) diversifiziert werden. Die Auswirkungen solcher Kulturen auf Ackerunkräuter sind allerdings kaum bekannt.
Page 1 and 2: Diversifying crop rotations with te
Page 3 and 4: In Chizé, I am indebted to all the
Page 5 and 6: Talks . ...........................
Page 7 and 8: C.II.4.1 Differences between crop t
Page 9: INDEX OF FIGURES Fig. 1: Population
Page 13 and 14: Extended summary in English Résum
Page 15 and 16: Extended summary in English Résum
Page 17 and 18: CONTEXT AND FUNDING This thesis is
Page 19 and 20: THESIS ORGANISATION This thesis ent
Page 21 and 22: 8) Meiss, H., Lagadec, L. L., Munie
Page 23 and 24: Posters . 1) Meiss, H., Waldhardt,
Page 25 and 26: 2007). Agriculture is increasingly
Page 27 and 28: term considerations (Munier-Jolain
Page 29 and 30: problematic for the production of d
Page 31 and 32: Newton, 2004). Several bird species
Page 33 and 34: A.III APPROACHES TO ALLEVIATE THE
Page 35 and 36: and higher production costs or even
Page 37 and 38: competitive yield loss (Cousens, 19
Page 39 and 40: 2006; Makowski et al., 2007). Moreo
Page 41 and 42: Table 3: Four strategies for combin
Page 43 and 44: otations is thus an obvious approac
Page 45 and 46: iv) the availability of cheap and e
Page 47 and 48: Clay & Aguilar (1998) compared the
Page 49 and 50: Heggenstaller & Liebman (2006) comp
Page 51 and 52: growth of any (crop or weed) plant
Page 53 and 54: A.V DIVERSIFIED CROPPING SYSTEM CON
Page 55 and 56: crops will thus probably show rathe
Page 57 and 58: annual crops while increasing organ
Page 59 and 60: • Which species are suppressed, w
Page 61 and 62:
B OVERWIEW OF THE MATERIALS & METHO
Page 63 and 64:
A) France B) Study site ~1000 km Pe
Page 65 and 66:
perennial crops with different mana
Page 67 and 68:
B.III.2.4 Cutting height In 2008, t
Page 69 and 70:
B.IV.3 Design of the seed predation
Page 71 and 72:
Agron. Sustain. Dev. 30 (2010) 657-
Page 73 and 74:
Contrasting weed species compositio
Page 75 and 76:
Page 77 and 78:
Page 79 and 80:
Mean frequency in perennial lucerne
Page 81 and 82:
C.I.2 Article 2: Meiss, H., Médiè
Page 83 and 84:
332 H Meiss et al. communities (Boo
Page 85 and 86:
334 H Meiss et al. functional group
Page 87 and 88:
336 H Meiss et al. Table 3 Indicato
Page 89 and 90:
338 H Meiss et al. Relative frequen
Page 91 and 92:
340 H Meiss et al. MEISS H, MUNIER-
Page 93 and 94:
perennial crop treatments, differen
Page 95 and 96:
PFCs might inhibit the successful g
Page 97 and 98:
during winter), T10 without soil ti
Page 99 and 100:
The viability and germination abili
Page 101 and 102:
Table 8: Organic carbon and total n
Page 103 and 104:
The development of weed species ric
Page 105 and 106:
C.II.3.1.2 Dynamics of weed communi
Page 107 and 108:
C.II.3.1.3 Dynamics of individual w
Page 109 and 110:
Time Fig. 14: Temporal development
Page 111 and 112:
At the end of the experiment in spr
Page 113 and 114:
Difference sown - unsown (plants m
Page 115 and 116:
Cumulated BM production (g m -2 ) 1
Page 117 and 118:
Weed biomass (g m -2 ) 500 400 300
Page 119 and 120:
Table 12: Factors differing between
Page 121 and 122:
However, some differences in densit
Page 123 and 124:
Table 13: Mechanisms causing the im
Page 125 and 126:
2007 and 2008, while big numbers of
Page 127 and 128:
• Weed biomasses decreased in sum
Page 129 and 130:
Our results show that different mec
Page 131 and 132:
including exotic species (Palmer an
Page 133 and 134:
01234568912661943 ! "#$$%&' ()123)4
Page 135 and 136:
332 3 v77yDDI7FA7D9CyVuB69f7F6BIDI7
Page 137 and 138:
$%%524!'276372224274222489 00123452
Page 139 and 140:
0123156789153263616 52675!6253!1!"5
Page 141 and 142:
XIII ème COLLOQUE INTERNATIONAL SU
Page 143 and 144:
irradiation,…), and (ii) biotic i
Page 145 and 146:
Table I: Species included in the ex
Page 147 and 148:
Fig. 2: Mean biomass (harvestable d
Page 149 and 150:
When both treatments were combined,
Page 151 and 152:
C.IV WEED SEED PREDATION C.IV.1 Art
Page 153 and 154:
99"268)3635683498354836792666676983
Page 155 and 156:
001234564787938494694783 777787946!
Page 157 and 158:
001234564787938494694783 34564789@A
Page 159 and 160:
XIII ème COLLOQUE INTERNATIONAL SU
Page 161 and 162:
produites restent à la surface du
Page 163 and 164:
Tableau 1 : Liste des espèces adve
Page 165 and 166:
Insectes prédateurs Les principaux
Page 167 and 168:
C.IV.3 Article 8: Meiss, H., Lagade
Page 169 and 170:
Table 1 Studies investigating the i
Page 171 and 172:
Table 2 Overview showing (i) mean s
Page 173 and 174:
higher weed seed losses (e.g., Mena
Page 175 and 176:
D GENERAL DISCUSSION Data from weed
Page 177 and 178:
The first two limits could be addre
Page 179 and 180:
composition that may be compared to
Page 181 and 182:
Frequency in field experiment (Epoi
Page 183 and 184:
crops (Clay and Aguilar, 1998; Card
Page 185 and 186:
Such diversified crop rotations cou
Page 187 and 188:
the leaves (needed for photosynthes
Page 189 and 190:
field margin strips (compare Articl
Page 191 and 192:
1) The absence of soil tillage and
Page 193 and 194:
D.III.2 Predicting weed regrowth af
Page 195 and 196:
Future studies must determine the s
Page 197 and 198:
(illustrated in Fig. 24). Later, re
Page 199 and 200:
D.III.3 Factors determining weed se
Page 201 and 202:
governing the presence and abundanc
Page 203 and 204:
natural conditions, weed species po
Page 205 and 206:
This PhD research project documente
Page 207 and 208:
area needed for crop production. Gl
Page 209 and 210:
seed characteristics, tillage and s
Page 211 and 212:
Fried G., S. Petit, F. Dessaint, X.
Page 213 and 214:
at the Eastern base of the Meissner
Page 215 and 216:
Lindegarth M., L. Gamfeldt. (2005)
Page 217 and 218:
Murphy S.D., D.R. Clements, S. Bela
Page 219 and 220:
affected by experimental substrate.
Page 221 and 222:
Vincent G., M. Ahmim. (1985) Note o
Page 223 and 224:
ANNEXES ANNEXE 1: KEY WORDS IN ENGL
Page 225 and 226:
genetically modified crop varieties
Page 227 and 228:
ANNEXE 3: WEED SPECIES OF THE LARGE
Page 229 and 230:
Name of species /genera Code Freq.
Page 231 and 232:
Name of species /genera Code Freq.
Page 233 and 234:
ERKLÄRUNG (DECLARATION FOR THE GIE
show all

Diversifying crop rotations with temporary grasslands - Université de ...

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?