Relations entre structure du peuplement végétal et bioagresseurs dans les agroforêts à cacaoyers. Application à trois bioagresseurs du cacaoyer : la moniliose au Costa Rica, la pourriture brune et les mirides au Cameroun. - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2013

Relationship between vegetation structure and pest and disease in tropical agroforests. Application to cacao agroforest and Frosty Pod Rot in Costa Rica and Black Pod and Mirid in Cameroon.

Relations entre structure du peuplement végétal et bioagresseurs dans les agroforêts à cacaoyers. Application à trois bioagresseurs du cacaoyer : la moniliose au Costa Rica, la pourriture brune et les mirides au Cameroun.

Résumé

An agroecological way to improve the provision of ecosystem services in agroecosystems consists in combining several plant species in the same plot. In this context, tropical agroforests, characterized by high plant diversity, are subject of an increasing interest. This work focuses on natural pest and disease regulation service in complex agroecosystems. Our hypothesis was that complex agroforest structures (composition and spatial structure) influence pest and disease attack intensity of the main crop. Host composition in agroforest has an impact on pest and disease due to resource dilution or amplification. Plant spatial structure (vertical and horizontal) in agroforest has an impact on pest and disease through its impact on microclimatic variations. Moreover, resource and microcli- matic variations interact under natural condition. Indeed, microclimatic variations can affect the vegetative growth of the host plant and thereby the amount of resource for pest and disease. However, the relative importance of host composition effects on pest and disease intensity due to resource dilution or amplification, and plant spatial structure effects due to microclimatic variations, is still unknown. Our objectives were (1) to characterize plant composition and spatial structure in cacao agroforests and (2) to quantify their interactions with pest and disease attack intensity on a plot scale. The study was conducted on two cacao diseases and one pest chosen for their contrasting spread and development characteristics : in Costa Rica, Frosty Pod Rot (FPR) intensity was studied in cacao agroforests in the Talamanca region ; in Cameroon, Black Pod (BP) intensity and mirid density were studied in cacao agroforests in the Centre region. Firstly, we characterized host composition and shade tree spatial structure in cacao agroforests. In Costa Rica, a diversity of forest tree spatial structures was identified ranging from significant aggregation to significant regularity depending on agroforest plots probably due to a management intensity gradient between plots. In Cameroon, we also identified a diversity of spatial structure between stands of the same plot. Indeed, forest trees are randomly distributed or aggregated while fruit trees are randomly or regularly distributed across the plot which suggests a difference in management intensity between these two stands. Secondly, we identified and classified host composition, amount of sensitive tissue and spatial structure characteristics of the associated plants, according to their explanatory power in explaining FPR intensity, BP intensity and mirid density in cacao agroforests. FPR intensity and mirid density decrease with a decreasing in sensitive tissues amounts and when forest trees are regularly or randomly distributed rather than aggregated or in low density at the plot scale. In another hand, FPR intensity decreases with an increasing in cacao tree density and BP intensity decreases with an increasing in cacao tree abundance which is in contrast to the resource dilution assumption. Overall, our results showed that the amount of sensitive tissue rather than the host composition variables explained the increase in pest and disease in complex agroecosystems. Moreover, the spatial structure of forest trees, never described in our level of accuracy, was a crucial characteristic of agroforests in explaining pest and disease regulation. Spatial structure optimization could be a way of agroecological management of FPR intensity and mirid density in cacao agroforests. In the context of agroecology, this work improves our understanding of ecological mechanisms involved in natural pest and disease regulation in cacao agroforests on a plot scale and opens prospects for their agroecological management.
Une voie agroécologique pour améliorer la fourniture des services écosystémiques dans les agroécosystèmes est d'associer plusieurs espèces végétales au sein d'une même parcelle. Dans ce contexte, les agroforêts tropicales, caractérisées par une forte diversité végétale, sont un modèle d'étude d'intérêt croissant. Dans ce travail qui porte sur le service de régulation des bioagresseurs, notre hypothèse est que la structure des agroforêts influence la régulation naturelle des bioagresseurs de la culture principale. La composition en plante hôte de l'agroforêt est susceptible d'influencer les bioagresseurs via les variations de la ressource. La structure spatiale de la végétation est susceptible d'influencer les bioagresseurs via les variations des conditions microclimatiques. Enfin, les variations de la ressource et du microclimat ne sont pas des mécanismes indépendants puisqu'un microclimat favorable à la croissance de la plante hôte du bioagresseur peut augmenter la quantité des tissus sensibles et donc la ressource pour ce bioagresseur. Pourtant, l'importance relative de l'effet de la composition et de la structure spatiale de la végétation des agroforêts sur l'intensité l'attaque des bioagresseurs a rarement été étudiée. Les objectifs de ce travail de thèse sont (1) de caractériser la composition et la structure spatiale des peuplements végétaux d'agroforêts à cacaoyers et (2) de quantifier leurs interactions avec l'intensité d'attaque de biogresseurs du cacaoyer. Ce travail est appliqué à trois bioagresseurs du cacaoyer : au Costa Rica, la moniliose sur un réseau de parcelles installé dans la région de Talamanca ; au Cameroun, la pourriture brune des cabosses et les mirides sur un réseau de parcelles installé dans la région Centre. Premièrement, nous avons caractérisé la composition et la structure spatiale de la végétation des agroforêts à cacaoyers du Costa Rica et du Cameroun. Au Costa Rica, nous avons identifié une diversité de structure spatiale des arbres forestiers entre parcelles, allant de l'agrégation à la régularité ce qui semble indiquer un gradient croissant de gestion entre ces parcelles. Au Cameroun, nous avons également observé une diversité de structure spatiale entre peuplement d'une même parcelle. En effet, les arbres forestiers sont aléatoirement distribués ou agrégés alors que les arbres fruitiers sont aléatoirement ou régulièrement distribués à l'échelle de la parcelle ce qui semble indiquer une différence d'intensité de gestion entre ces deux peuplements. Deuxièmement, nous avons hiérarchisé les caractéristiques de composition en hôte, de quantité de tissus sensibles et de structure spatiale de la végétation des agroforêts qui influencent l'intensité (i) de la moniliose (ii) de la pourriture brune et (iii) des mirides. L'intensité de la moniliose et la densité en mirides diminuent lorsque les quantités de tis- sus sensibles diminuent et lorsque les arbres forestiers sont aléatoirement ou régulièrement distribués plutôt qu'agrégés ou en faible densité à l'échelle de la parcelle. D'autre part, l'intensité de la moniliose diminue lorsque la densité en cacaoyers augmente et l'intensité de la pourriture brune diminue lorsque l'abondance en cacaoyers augmente, ces résultats étant contraires aux hypothèses de diminution et de dilution de la ressource. Globalement, nos résultats indiquent donc que les variations de la ressource liées aux variations de la composition en hôte ne sont pas le principal effet qui explique la présence des bioagresseurs dans les agroforêts complexes. La structure spatiale des arbres d'ombrage, encore jamais décrite à notre niveau de précision, joue un rôle déterminant et son optimisation pourrait être un moyen de lutte agroécologique contre la moniliose et les mirides du cacaoyer. Dans le cadre de l'agroécologie, ce travail nous a permis d'améliorer notre compréhension des mécanismes écologiques impliqués dans la régulation des bioagresseurs du cacaoyer à l'échelle de la parcelle et ouvre des perspectives pour leur gestion agroécologique.
Fichier principal
Vignette du fichier
ThA_se.pdf (5.93 Mo) Télécharger le fichier
Loading...

Dates et versions

tel-01015863 , version 1 (01-07-2014)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01015863 , version 1

Citer

Cynthia Gidoin. Relations entre structure du peuplement végétal et bioagresseurs dans les agroforêts à cacaoyers. Application à trois bioagresseurs du cacaoyer : la moniliose au Costa Rica, la pourriture brune et les mirides au Cameroun.. Biodiversité et Ecologie. Montpellier Supagro; Ecole nationale superieure agronomique de montpellier - AGRO M, 2013. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01015863⟩
671 Consultations
2660 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More