The role of biotic interactions in a prey-predator system : the case of predation and regulation of weed seeds by carabids

Autor: Carbonne, Benjamin
Přispěvatelé: Agroécologie [Dijon], Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Bourgogne Franche-Comté, Sandrine Petit, David Bohan, STAR, ABES
Jazyk: francouzština
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Sciences agricoles. Université Bourgogne Franche-Comté, 2020. Français. ⟨NNT : 2020UBFCK047⟩
Popis: For the transition towards agricultural production systems that are less dependent on herbicides, the use of weed regulation by seed-eating carabids is of great interest. Weed seed predation by carabids is variable and occurs within a complex context of many biotic interactions. This complexity partly explains our current inability to predict levels of in-field weed regulation. In this thesis, I analysed variations in the levels of predation and biological regulation of weeds and determined how they respond to two classes of biotic interactions: 1) the availability of alternative prey; and, 2) intra- and inter-specific interactions between the carabids themselves. Field measurements carried out on a pan-European field experiment showed a signal of weed seedbank regulation by carabids. The experiment also indicated that the responses of carabid communities to the landscape context and the intensity of farm management are partly due to changes in the availability of animal and plant prey. I demonstrated the existence of a trade-off between weed seed and animal predation by omnivorous carabids, whose effectiveness in suppressing seeds is reduced by the availability of alternative prey. Obligatory granivorous species showed no such trade-off with the presence of animal prey. The key carabid species and complementary species complexes that were associated with high levels of seed predation were identified in a multi-experiment field data-set from Burgundy. Using an experiment in semi-controlled conditions, mesocosms, antagonisms between certain carabid species were identified, which may be the result of direct or indirect interactions. Experiments done under controlled and simplified laboratory conditions did not show any major effects of these antagonist interactions on seed predation, however. This thesis confirms the regulatory role of carabid predation on the weed flora and shows that this system is set within a broader context of interactions that can explain some of the variation in the composition of carabid communities and their effectiveness in consuming seeds. This work makes it possible to suggest management to optimise weed regulation by carabids in arable fields.
Dans le cadre d’une transition vers des systèmes de production agricole moins dépendants des herbicides, la régulation de la flore adventice par les carabes consommateurs de graines pourrait être intéressante à mobiliser. La prédation des graines d’adventices par les carabes est variable et s’inscrit dans un contexte complexe d’interactions biotiques expliquant en partie notre incapacité à prévoir les niveaux de régulation. Dans cette thèse, nous avons analysé les variations des niveaux de prédation et de régulation biologique des adventices et déterminé comment elles répondent à deux types d’interactions biotiques 1) la disponibilité de proies alternatives et 2) les interactions intra et interspécifiques entre les carabes. Les mesures effectuées en champ sur un réseau de parcelles pan-européen ont révélé un signal de régulation du stock semencier d’adventices par les carabes. Elles indiquent aussi que les réponses des communautés de carabes au contexte paysager et à l’intensité de la gestion agricole sont en partie dues à des modifications de la disponibilité des proies animales et végétales. Nous avons démontré l’existence d’un compromis entre la prédation des graines et des proies animales par les carabes omnivores, dont l’efficacité à supprimer les graines est réduite par la disponibilité des proies alternatives, contrairement aux espèces granivores. Par ailleurs, nous avons identifié des espèces-clés de carabes associées à des niveaux importants de prédation des graines, ainsi que des associations d’espèces potentiellement complémentaires. A l’aide d’une expérimentation en conditions semi-contrôlées proches de celles aux champs, les mésocosmes, nous avons mis en évidence un antagonisme entre certaines espèces de carabes, qui peut découler d’interactions directes ou indirectes entre ces derniers. Cependant, la conduite d’expérimentations en conditions contrôlées et simplifiées ne nous a pas permis de détecter d’effets majeurs de ces interactions sur la prédation des graines. Ce travail de thèse a permis de confirmer le rôle régulateur des carabes sur la flore adventice et de mettre en évidence que ce système s’inscrit dans un contexte d’interactions plus larges qui explique en grande partie les variations de composition de communautés de carabes et leur efficacité à consommer les graines. Ce travail permet de suggérer des pistes pour optimiser la régulation des adventices par les carabes dans les parcelles cultivées.
Databáze: OpenAIRE
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