Étude Inrae Des « plantes coopératives » semées à forte densité pour augmenter le rendement

Terre-net Média

Des chercheurs d'Inrae, de l'Institut Agro et du CNRS ont développé un modèle de sélection basé sur la coopération entre les plantes semées à forte densité, qui permet d'augmenter le rendement des cultures en utilisant les surfaces existantes. Une piste pour « assurer une production alimentaire pour une population croissante tout en protégeant l'environnement ».

Champ de bléSelon l'Inrae, « les paramètres les plus importants pour favoriser la coopération sont facilement manipulables par un sélectionneur ou un agriculteur ». (©Inrae)

« Dès le XXe siècle, les agronomes ont constaté que la compétition pour les ressources (eau, lumière, azote dans le sol, etc) entre les plantes faisait baisser le rendement de la culture », précise l'Inrae. Si on prend l'exemple de la lumière, « les plantes les plus compétitives investissent leurs ressources dans le développement de leurs tiges et de leurs feuilles pour capter plus de lumière. Cela a deux effets négatifs sur la culture : les plantes compétitives produisent moins de graines et elles privent de ressources leurs voisines. De génération en génération, ce processus de sélection fait baisser le rendement de la culture ».

Favoriser la coopération entre les plantes

« En amélioration des plantes, il a été suggéré, dès les années 1960, de sélectionner des variétés peu compétitives pour maximiser la productivité des cultures. Cependant, les caractéristiques qui font qu'une plante est peu compétitive restent mal connues et dépendent également de la nature des ressources qui sont limitantes ». En ce qui concerne l'accès à la lumière, « une plante de petite taille en laissera davantage pour les plantes voisines ». Si cette « théorie de la sélection de parentèle offre un cadre prometteur pour améliorer le rendement des cultures [...], aucune méthode n'avait été formalisée à ce jour pour les espèces cultivées ».

Des chercheurs d'Inrae, de l'Institut Agro1 et du CNRS ont construit un « modèle théorique de sélection de parentèle pour formaliser les relations de compétition entre les plantes en réponse à différents schémas de sélection. [...] Ils ont basé leur modèle de sélection sur la production de graines d’un groupe de plantes »

Représentation de stratégies de sélectionReprésentation de stratégies de sélection : étude sur la compétition pour la lumière avec comme trait de compétitivité la hauteur chez une espèce cultivée, de type céréale. (©Montazeaud G. et al Proc. R. Soc. B)

Légende :
- WF : chaque parcelle à la génération suivante est ensemencée de graines issues de sa propre récolte, ce qui fait que les parcelles évoluent séparément.
- AF : les graines des différentes parcelles sont mélangées avant l'ensemencement des parcelles à la génération suivante.
- TF : seule la récolte de la parcelle la plus productive est retenue pour semer toutes les parcelles à la génération suivante.

Ce modèle a permis de « mettre en évidence les paramètres les plus importants à manipuler pour favoriser la coopération entre les plantes » :

  • « Une densité de semis importante (nombre de grains semés au m²) »
  • « Un fort apparentement des plantes dans les parcelles (ressemblance des plantes sur le trait impliqué dans la compétition)
  • « Une forte contribution des groupes les plus productifs à la génération suivante ».

D'après leurs résultats, « en jouant sur ces trois paramètres, quelques générations suffisent à obtenir des groupes de plantes ayant des caractéristiques de coopération (petite taille pour la lumière) et à augmenter le rendement de la parcelle », présente l'Inrae. Si les chercheurs se sont basés pour l'étude sur la compétition pour la lumière, « le modèle est transposable à tout type de ressource ».

Il permet de « revisiter l'évolution des pratiques de sélection à la lumière [...] et de proposer des schémas de sélection encore plus efficaces pour favoriser la coopération. Les paramètres les plus importants pour favoriser la coopération sont facilement manipulables par un sélectionneur ou un agriculteur », souligne l'Inrae.

« Dans le prolongement de cette étude, débutera au mois de mai 2020 le projet ANR Scoop : sélectionner des plantes coopératives pour développer une agriculture plus durable. Il a pour objectif d’explorer les caractéristiques impliquées dans la coopération entre les plantes. »
> Retrouvez plus d'informations sur ce projet Scoop
Ces résultats présentés dans cet articles sont issus de l'étude "Farming plant cooperation in crops. Proceedings of the Royal Society B", Montazeaud G., Rousset F, Fort F, Violle C, Fréville H, Gandon S.
1 : L’Institut Agro, Institut national d’enseignement supérieur pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement, a été créé le 1er janvier 2020 par le regroupement de Montpellier SupAgro et d’Agrocampus Ouest.

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