ANNEXE 1 - Descriptif des parcelles
ANNEXE 2 - Règles de décision
ANNEXE 3 - Références
ANNEXE 4 - Données disponibles dans la base de
données
ANNEXE 5 - Analyse de la parcelle P14
ANNEXE 6 -Tests statistiques
ANNEXE 7 Etude de la compétition
interrang/pommier et rang/pommier
Bibliographie
MORGANE FOURNIER
MEMOIRE DE FIN D'ETUDE - AGROPARISTECH
Figure 1 : Parcelles du réseau Verger Cidricole
de Demain [IFPC 2015]. 1 : P61, 2 : P50, 3 : P27,
4 :P53, 5 : P35,
6 : P35bis, 7 : P14 (AB), 8 : P76 (AB), 9 : non étudiée dans ce
rapport car s'intéressant
principalement au mélange
variétal. Le descriptif de chaque parcelle est disponible en Annexe
1.
Toutes les parcelles sont plantées en basse tige, à une
densité moyenne de 500arbres/ha ou 940
arbres/ha.
|
Fertilisation au sol
|
Priorité aux engrais et amendements organiques ou
d'origine naturelle.
|
|
Fertilisation foliaire
|
Pas de différences avec PROD.
|
|
Traitements
phytosanitaires
|
Infrastructures agroécologiques (haies et bandes
fleuries)
4 favoriser les auxiliaires
Priorité aux traitements curatifs contre la tavelure,
recherche des produits les moins toxiques pour l'Homme et l'environnement
(liste positive de produits) 4 règles précises
d`interventions avec une liste positive de produits
et des seuils d'intervention afin de traiter le plus
efficacement
possible avec les produits les moins toxiques possibles
|
|
Entretien du rang
|
Pas de désherbage chimique.
|
Tableau 1 : Présentation synthétique des
règles de décision
Figure 2 : Apports azotés par producteurs et
âge du verger, selon la modalité
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I. Problématique et démarche
A. Verger Cidricole de Demain : une
expérimentation système multi-site chez les
producteurs
1) Neuf parcelles pour évaluer et diffuser des
systèmes innovants à haute performance économique et
environnementale
. Neuf parcelles ont été plantées de
2010 à 2012 chez neuf producteurs allant de la Haute-Normandie à
la Bretagne, afin de couvrir l'essentiel de la région cidricole du grand
ouest (figure 1). Dans chaque parcelle trois variétés sont
plantées : Judor, Dabinett, Douce de l'Avent. Les systèmes
innovants ont été conçus en couplant la conception de
novo et l'itération pas à pas [Guérin 2014].
L'objectif fixé est de réduire l'impact
socio-environnemental tout en maintenant les résultats
économiques. Pour atteindre cet objectif,
l'expérimentation Vergers Cidricoles de Demain se propose de rechercher
de nouveaux équilibres et d'appuyer son système de culture sur
les (auto)-régulations biologiques [inspiré de Reau et
Doré, 2008]. C'est pourquoi deux études sont menées en
parallèle : une étude de l'impact socio-environnemental
et une étude agronomique, présentée dans ce rapport,
faites sur huit parcelles (figure 1).
2) Deux modalités : une modalité innovante,
économe en intrants (ECO), à comparer à la
référence producteur (PROD)
La modalité PROD est conduite par le producteur
selon ses pratiques habituelles et constitue la référence :
on opère une comparaison relative [Reau et al, 1996].
La modalité ECO est conduite selon des règles de
décision communes à tout le réseau (tableau 1).
Ces règles de décisions visent à
homogénéiser les pratiques tout en laissant une marge de
manoeuvre nécessaire à la cohérence du système de
culture [Deytieux 2012]. Une règle de décision donne donc
l'objectif de l'intervention, sa modalité et l'évaluation, ce qui
répond aux questions : pourquoi et quand faire, comment faire, quels en
sont les résultats [Simon 2013]. Dans ces règles de
décision sont précisées les mesures qui
déclencheront l'intervention et celles qui mesureront son impact. Les
règles de décision fertilisation, entretien du rang et
régularité de production et récolte sont en Annexe 2.
Chaque parcelle suit un itinéraire cultural propre qui
correspond aux choix faits par le couple producteur-conseiller technique en
charge de la parcelle. Cet itinéraire évolue chaque année
afin de répondre au mieux aux objectifs de réduction d'intrants
et de maintien du résultat économique. Meynard et al [2002
cité dans Reau et Doré 2008] parlent de « boucle de
progrès », définies par une itération de ces quatre
étapes : 1)Plan, 2)Do, 3)Check, 4)Act. Cette boucle tourne tout au long
de l'année, avec trois points forts lors des réunions tripartites
entre producteur, conseiller technique et responsable du projet Verger
Cidricole de Demain. A cette occasion les stratégies de fertilisation et
de luttes phytosanitaires sont définies pour la période à
venir.
Dans le reste du rapport, le mot modalité se
rapporte aux deux systèmes de culture que sont ECO et PROD. On
considérera comme parcelle le couple (producteur;
modalité). Chaque producteur est dénommé selon
son département (P14 par exemple). On gardera en tête que si ECO
et PROD sont régis par des règles de décision
différentes, la différence de pratiques au sein d'une même
modalité reste très grande. Par exemple la fertilisation
azotée est présentée en figure 2. Certains ne fertilisent
que PROD tandis que d'autres ne fertilisent qu'ECO.
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B. Objectif: valider un ensemble de pratiques dans un
contexte donné
La présentation de l'expérimentation
système est fortement inspirée de Reau et Doré
[2008].
1) Complexité de l'analyse d'expérimentation
système
Contrairement aux expérimentations factorielles qui
visent à tester une réponse précise à une question,
l'expérimentation système se propose de tester un « ensemble
cohérent de méthodes » [Simon et al, 2014]. L'approche
système permet d'identifier « des systèmes de
culture adaptables et adaptés aux conditions du milieu » [Reau et
Doré, 2008]. La compréhension du système impose
de ne plus raisonner linéairement et de prendre en compte l'ensemble des
effets des pratiques culturales. On ne considère plus la somme
des effets individuels mais leur interaction. Hors le nombre de
facteurs impliqués est grand et leur interaction souvent
méconnue, surtout lorsqu'il s'agit de sol et d'interaction
fertilisation-minéralisation-absorption, en particulier dans la
filière arboricole.
De plus l'évaluation de systèmes arboricoles
implique de prendre en compte les effets pluriannuels des pratiques sur le sol
mais surtout sur l'arbre. Peu de modèles agronomiques sont aujourd'hui
disponibles en arboriculture. Parmi les expérimentations systèmes
aujourd'hui en cours en arboriculture fruitière, on peut citer : BioREco
(INRA Gotheron), vigne-agrumes de Corse (coord.AREFLEC), multi-fruitière
de la Castelette (coord GRAB Avignon), Casdar Vergers bas-intrants (INRA
Gotheron), Réseau national Expé Ecophyto Pomme (CTIFL),
Expé Dephy Ecophyto EcoPêche (INRA Gotheron), CAPReD (CTIFL),
Vertical (Chambre d'Agriculture de la Drôme), Agroforesterie F. Soula
(Fréderic Soula et GRAB PACA), Agroforesterie Aubenas (ELP Olivier de
Serres), Eco'Viti Dephy Expé (coord. Institut Français de la
Vigne et du Vin). Les parcelles ont été implantées
récemment : le recul manque sur les résultats aussi bien que sur
la méthode d'interprétation et de transfert de ces
résultats. Pour l'instant l'ensemble des analyses portent sur les
performances environnementales et économiques. Peu s'intéressent
au compréhension des systèmes agronomiques.
Parmi ces expérimentations, on peut opérer deux
distinctions suivant 1) le nombre de parcelles (mono ou multi-sites) et 2) le
lieu (en station expérimentale ou chez le producteur).
L'expérimentation VDD présente l'originalité d'être
multisite (9 parcelles), chez les
producteurs, avec une grande diversité pédoclimatique
puisqu'elle s'étend de la Seine-Maritime à l'Ille-et-Vilaine.
L'intérêt de l'expérimentation
système n'est plus à démontrer. La deuxième
étape est de créer les méthodes d'analyse pour
prendre en compte cette double diversité dans l'identification
des systèmes les plus performants: diversité d'environnement
pédoclimatique et diversité de pratiques, afin d'être en
mesure d'identifier quelles pratiques impliquent quels résultats sans
confondre avec d'autres effets.
2) Objectif
Les parcelles plantées pour le programme VDD entrent en
fin de période juvénile. Il convient donc de valider les
règles de décision selon des objectifs prédéfinis,
c'est-à-dire évaluer leur cohérence agronomique [Debaeke
2009]. Cette étude se concentre sur l'évaluation des
règles de décision selon un objectif agronomique : le
système innovant doit atteindre les mêmes résultats de
rendements cumulés et de croissance que le système classique.
Gardons à l'esprit que l'objectif final est de conserver le
même résultat économique tout en diminuant l'impact
environnemental. L'objectif agronomique devra donc être relativisé
mais doit être fixé pour donner un cadre à
l'étude.
Les parcelles de Vergers de Demain présentent une
diversité de milieu comme de pratiques. Les causes de variations du
rendement cumulé et de la croissance sont différentes d'une
parcelle à l'autre, et même au sein d'une modalité. Elles
dépendent d'une conjonction de facteurs pédoclimatiques
et de pratiques culturales à considérer dans leur
ensemble. Le défi est donc d`intégrer cette
diversité dans l'analyse afin de ne pas perdre ce qui fait l'atout de
cette expérimentation : les interactions entre facteurs. C'est pourquoi
se contenter de l'analyse des résultats n'est pas suffisant : « le
système innovant produit/croit plus/moins que le système
classique». Il est nécessaire de comprendre les processus
sous-jacents afin de comprendre quelle(s)
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Figure 3: Méthodologie retenue. En
chiffre romain sont indiquées les parties correspondantes dans le
mémoire. Pour les hypothèses valables à l'échelle
d'un groupe de parcelles, aucune méthode de confirmation/infirmation n'a
été identifiée.
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MEMOIRE DE FIN D'ETUDE - AGROPARISTECH
pratique(s) dans quel contexte sont à l'origine
de ces différences/similarités, pour ensuite pouvoir envisager
leur généralisation. Cette démarche nous permet
aussi d'isoler les effets de conjonction de facteurs « improbables »
[Debaeke et al, 2008].
? Quelle méthode pour identifier les processus
biologiques qui expliquent les résultats de rendements cumulés et
de croissance? Comment faire le lien entre les processus biologiques et les
pratiques culturales afin d'identifier les pratiques prometteuses ou non dans
un contexte donné?
? En suivant la méthode énoncée,
est-on en mesure de conclure quant à la viabilité des
différentes pratiques culturales dans leur contexte? Si non, quels
outils mettre en place pour la suite du projet ?
C. Démarche générale et
définition du système d'étude
En s'inspirant des travaux de Jeuffroy et al, Loyce et al
[in Reau et Doré 2008] et Meynard et al [1996], une
méthode a été élaborée et testée lors
de ce stage (figure 3). Elle s'articule en trois étapes, dont les
numéros correspondent aux parties de ce mémoire:
II) Afin de comprendre les
processus mis en jeu dans le système de culture et toutes les
interactions sous-jacentes, l'ensemble des déterminants du
rendement et de la croissance sont représentés dans un
schéma conceptuel. Cette synthèse des informations
disponibles dans la communauté scientifique et technique facilite
l'identification des manques de connaissances.
Dans ce schéma on s'intéresse aux
relations trophiques du pommier à son environnement
(sol, itinéraire technique et bioagresseurs). En effet suite
aux premières analyses des résultats agronomiques, il a
été mis en évidence que les différences de
résultats ne s'expliquaient que rarement par les attaques de
bioagresseurs. C'est pourquoi l'évaluation agronomique s'est
concentrée sur l'aspect trophique : fertilisation et entretien du rang
et de l'interrang. Les relations trophiques concernent tout
élément de la parcelle qui influe sur la nutrition
hydro-minérale du pommier. Le facteur bioagresseurs n'est donc pas
considéré comme facteur principal de différenciation des
variables de sortie entre ECO et PROD à l'échelle du
réseau [Anne GUERIN 2015]. De plus nous considérons que
le rayonnement est le même dans les deux modalités pour
une même parcelle car la densité de plantation est la même
pour tous ainsi que la taille. Seul P14 et P76 ECO est planté moins
densément. On omet cette différence. De même on ne
considère pas l'influence ni de la taille ni la conduite de l'arbre
car elles sont identiques entre les deux parcelles. Enfin tous les
processus liés à la respiration sont ignorés.
Le schéma représente donc un ensemble
d'hypothèses qui peuvent expliquer des variations de rendement ou de
croissance sur une parcelle de pommier basse tige. Ce schéma
est présenté aux conseillers techniques de la filière afin
de valider l'ensemble et d'identifier a priori les processus
les plus influents;
III) Parmi l'ensemble des hypothèses
décrites dans le schéma conceptuel, nous cherchons à
identifier les hypothèses principales qui expliquent les
différences de résultats entre ECO et PROD dans les parcelles du
réseau. Pour cela les variables qui permettront de
rendre compte de ces hypothèses sont identifiées. Des bilans de
parcelles choisies a priori pour avoir une diversité de
comportements sont réalisés afin d'identifier des
hypothèses de fonctionnement du système de culture qui
expliquent les résultats observés. Chaque hypothèse se
voit attribuer une note de confiance qui évoluera en
fonction des confirmations/infirmations ultérieures, ainsi qu'un
domaine de validité : certaines hypothèses sont
valables à l'échelle d'une parcelle, d'autre à
l'échelle d'un groupe de parcelle et enfin les dernières à
l'échelle du réseau.
IV et V) La troisième étape
vise à confirmer/infirmer les hypothèses et
à identifier le contexte de validité des hypothèses le cas
échéant. Deux méthodes sont présentées ici
:
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Figure 4: Méthodologie retenue
Tableau 2: Variables du système et de
l'environnement
|
Environnement actif
|
Système : parcelle de pommiers
à
cidre basse tige
|
Environnement
passif
|
|
Engrais et amendements
|
Sol
|
|
|
(fertilisation foliaire et au sol)
|
Eau
|
Rendement
|
|
Produits phytosanitaires
|
Pommier (racines, feuilles, organes
|
potentiel
|
|
Herbicides
|
reproducteurs, état nutritionnel)
|
Rendement brut
|
|
Irrigation
|
Climat
|
Vigueur
|
|
Couverture du rang et de
l'interrang
|
Bioagresseurs
|
|
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? IV) Validation à l'échelle du
réseau. Pour cela les variables de sortie sont
modélisées au moyen de modèles
linéaires [R Development Core Team 2013]. Les variables explicatives
correspondent aux hypothèses émises dans l'étape III.
Lorsque leur effet est significatif, l'hypothèse correspondante peut
être confirmée ou infirmée. Une attention
particulière sera portée aux individus extrêmes
qui ne « rentrent > pas dans la modélisation : les
groupes qui se formeront (modélisable contre extrême) nous
renseignent sur le domaine de contextes dans lequel ces hypothèses sont
valables.
? V) Validation par une expérimentation
factorielle.
La méthode est présentée en figure 4.
II. Nutrition hydrominérale du pommier et relation
à la
croissance et à la production : schéma
conceptuel sol-pommier
Le schéma a pour objectif de représenter
un ensemble de facteurs et processus ayant une influence sur les variables de
sortie que sont le rendement et la croissance de l'arbre.
| 
