Cosmopolitique de l'agroécologie. Enquête au nord du Minas Gerais (Brésil)

Le Brésil est connu comme géant de l'agronégoce, mais il est aussi un pays exemplaire pour l'agroécologie qui est là-bas un mouvement social large et pluriel. A partir d'une enquête de terrain de deux ans - entre 2017 et 2019 - l'ouvrage propose une plongée dans l'agroécologie brésilienne en suivant le quotidien de trois collectifs liés au principal centre agroécologique du pays, situé au nord du Minas Gerais. Accompagnant successivement des agronomes qui promeuvent ce modèle agricole alternatif et des agriculteurs familiaux qui cherchent à le mettre en oeuvre, l'auteur s'intéresse à la fois aux savoirs, aux institutions et aux représentations qui circulent entre ces groupes, en prenant en compte tous les acteurs, humains et non-humains. L'étude révèle ainsi que l'agroécologie, bien plus qu'un schéma productif, est un véritable projet politique permettant l'alliance entre des manières diverses de composer le monde

MATES: A tool for appraising the completeness with which a meta-analysis has been reported

Meta-analysis is commonly a core component of systematic reviews and has become an important method to reconcile conflicting findings, increase statistical power, and chart new research directions. However, poor reporting practices make it challenging to evaluate the validity of meta-analyses. Despite the existence of reporting checklists, a specifically designed tool has yet to be developed to appraise the completeness with which a meta-analysis has been reported. To bridge this gap, we introduce the Meta-analysis Appraisal Tool for Environmental Sciences (MATES). To develop MATES, we adapted a Delphi process involving experts in meta-analysis methodologies, researchers with experience in guideline/appraisal tool development, and editors of relevant journals. The Delphi process had five steps, including three workshops (11–16 participants), a survey (193 participants), and a validation task (30 participants). This iterative development process resulted in a 14-item appraisal tool that reflects the environmental science and research syntheses community's consensus on essential elements to appraise the completeness with which a meta-analysis has been reported. Validation across 50 meta-analyses demonstrated that the tool is repeatable (average agreement rate: 88.97 %) and time-efficient to implement (17.00 ± 12.23 min). We also outline guidance for interpreting MATES results, describe its potential applications, and reflect on the development process. The authors provide practical implementation guidance for each MATES item, illustrated with real examples in the supplementary material. We also report an extended development methodology to support reproducibility. Finally, we built created a ShinyApp that includes both a training module and an application tool to enhance the usability of MATES (https://kylemorrisonisshiny99.shinyapps.io/MATES_shiny/). Overall, MATES provides authors, readers, stakeholders, and editors with a reliable and accessible tool for appraising the completeness with which a meta-analysis in environmental sciences has been reported

Influence of cover crops and their traits on the yield of main annual crops grown in tropical and subtropical environments - A meta-analysis

Context or problem: The sustainability of agriculture in tropical regions is threatened by climate change, soil degradation, and food insecurity. Crop diversification through growing cover crops is a promising strategy to mitigate these problems. However, their effects in rotation and as intercrops has not been comprehensibly assessed in the tropics, considering cultural practices, edapho-climatic conditions, and the functional traits of these cover crops. This study aims to conduct a comprehensive meta-analysis to simultaneously analyze, in rotation and intercropping systems, the effect of cover crops and their traits on the yield of main annual crops grown in tropical and subtropical regions. Methods: A meta-analysis was conducted based on 1788 field observations from 191 articles covering 29 tropical and subtropical countries and regions. The analysis accounted for both rotation and intercropping systems, while considering the variability in cultural practices, edapho-climatic conditions, and traits of cover crops. Results: The results showed that the cover crops increased yields of cereals, legumes, and fiber crops by 25 % in rotation and by 7 % in intercrops compared to monocrops. These effects varied greatly depending on the context. In rotation, yield gains were enhanced by crop residue incorporation, nitrogen application, bimodal tropical climates compared to unimodal ones, and altitude. In intercrops, positive effects were associated with the use of Fabaceae as cover crops, staggered sowing, altitude, temperature, and subtropical climates and volcanic soils (Andosols). Yield responses varied depending on the annual crop: in rotation, maize (290 %), soybeans (300 %), and cotton (240 %), relative yield gains were observed in low-yielding environments, while in intercrops only maize (360 %) showed gains under these conditions, and rice (- 30 %) suffered a decline. Analysis of cover crop traits revealed that in rotation systems, aboveground cover crops biomass, root diameter and root density explained part of the relative yield variability and were positively associated with relative yield. In intercrops, cover crops aboveground nitrogen mass was explanatory of annual crop yield. Conclusions: Fabaceae cover crops tend to perform better in intercropping, particularly in subtropical climates and in Andosols. In tropical crop rotations, conserving cover crop residues improves yields, further enhanced by nitrogen fertilization. Cover crops are particularly beneficial in low-yield contexts. Furthermore, the traits of cover crops are insufficiently documented, and their explanatory power remains limited, making the effects of cover crops on annual crop yields unclear. This highlights the importance of conducting further research in this area to gather additional evidence

Cutting date impact on the herbaceous layer in Sahelian rangeland during the wet season

Annual herbaceous vegetation is a crucial source of forage for pastoral livestock in the Sahel region. These species grow during the wet season, which coincides with the peak grazing period. Understanding the impact of disturbances on annual herbaceous vegetation is then essential. This study focuses on the temporal aspects of disturbance. In northern Senegal, we established nine different plots and cut them weekly during the wet season and returned to each plot at the end of the season to create a gradient of cutting dates. We measured the plant's phenology, height, dry biomass, and fodder quality. Our results indicated that vegetation growth occurs in three phases: establishment, growth, and flowering. The impact of cutting varied across these phases. Plots cut during the establishment phase exhibited vegetation characteristics similar to those of uncut plots. Plots cut during the growth phase had reduced vegetation height but all individuals completed their growth cycle. Plots cut during the flowering phase had significantly lower biomass at the end of the season and experienced a slight delay in phenological development and increase the quality of the fodder at the end of the season. These findings highlight the importance of cutting timing on vegetation dynamics

Rapport de la mission réalisée du 8 au 20 octobre 2023. Évaluation des travaux de première année de deux thèses financées par le projet INNOVACC et confiées à : MM. Romain ROUSGOU et Faustin AMBOMO

Cette mission Cirad réalisée dans le cadre du projet INNOVACC (Innovation pour l'Adaptation au Changement Climatique) par Amah Akodewou et Régis Peltier (UR Forêts et Sociétés) et par Jean-Michel Harmand (UMR Eco&Sols & ICRAF) avait pour objectifs d'évaluer l'avancement des travaux de de thèse de doctorat des étudiants Faustin Ambomo Tsanga et Romain Rousgou qui portent respectivement sur la dynamique des parcs à Faidherbia dans les régions Nord et Extrême Nord et, sur l'effet des parcs à Faidherbia sur les cultures et les propriétés des sols. Le terrain, réalisé du 9 au 18/10/2023, a permis de rencontrer les deux doctorants, de leur faire exposer le bilan de leur première année de thèse, de clarifier leurs hypothèses, leurs questions de recherche, leurs méthodes et d'établir un calendrier de travail pour leur deuxième année. Un accompagnement a été apporté à Faustin pour une première analyse exploratoire de ses données d'émondage. Il a été également possible d'organiser des réunions avec les responsables du projet INNOVACC, avec ceux de l'IRAD (régions Nord & Extrême-Nord) et avec quelques agents de la Sodécoton, pour leur présenter les travaux de thèses et discuter des choix des terrains et des moyens à mettre en oeuvre. Une réunion du comité de première année de la thèse de Faustin Ambomo Tsanga a été réalisée pour évaluer la progression de l'étudiant et discuter de la suite des travaux. Afin de discuter des travaux en cours et à venir, quatre parcs agroforestiers à dominance de Faidherbia albida ont été visités. Par ailleurs, il a été demandé à Faustin Ambomo Tsanga de pousuivre et terminer ses relevés de phénologie des arbres des parcs à Faidherbia en février 2024. Les échanges entre les encadrants et les doctorants se poursuivront par courriels ou visio-conférences tout au long de l'année 2024. Il a été prévu de faire venir en mission à Montpellier Faustin Ambomo Tsanga, pour traiter ses données actuelles d'inventaire et d'émondage et préparer son programme d'enquêtes de 2024. Il est prévu que Vincent Freycon et J-M Harmand effectuent une mission de terrain en fin de saison sèche 2023-2024 pour effectuer des prélèvements de sol et programmer la campagne de mesure des récoltes de la saison des pluies 2024 pour Romain Rousgou

Unveiling the predominance of Saccharum spontaneum alleles for resistance to orange rust in sugarcane using genome-wide association

Sugarcane orange rust (SOR) is a threatening emerging disease in many sugarcane industries worldwide. Improving the genetic resistance of commercial cultivars remains the most promising solution to control this disease. In this study, an association panel of 568 modern interspecific sugarcane hybrids (Saccharum officinarum x S. spontaneum) from Réunion's breeding program was evaluated for its resistance to SOR under natural conditions of infection. Two genome-wide association studies (GWAS) were conducted between disease reactions and 183,842 single nucleotide polymorphism (SNP) markers obtained by targeted genotyping-by-sequencing. Five resistance quantitative trait loci (QTLs), named Oru1, Oru2, Oru3, Oru4 and Oru5, were identified using a single-locus GWAS (SL-GWAS). These five QTLs all originated from the species S. spontaneum. A multi-locus GWAS (ML-GWAS) uncovered an additional but less significant resistance QTL named Oru6, which originated from S. officinarum. All six QTLs had a moderate to major phenotypic effect on disease resistance. Prediction accuracy estimated with linear regression models based on each of the five QTLs identified by SL-GWAS was between 0.16-0.41. Altogether, these five QTLs provided a relatively high prediction accuracy of 0.60. In comparison, accuracies obtained with six genome-wide prediction models (i.e., GBLUP, Bayes-A, Bayes-B, Bayes-C, Bayesian Lasso and RKHS) reached only 0.65. The good prediction accuracy of disease resistance provided by the QTLs and the predominant S. spontaneum origin of their resistance alleles pave the way for effective marker-assisted breeding strategies

Agri-STAMP: A spatial model representing the use and fate of pesticides over the long term

The widespread use of pesticides in agriculture has long been associated with serious health risks, including cancer, diabetes, neurological disorders, and reproductive issues. However, pinpointing the specific pesticides responsible for these health effects remains a challenge due to limited datasets and the delayed onset of diseases. Traditional epidemiological studies often rely on case-control studies methods, with in recent approaches land use as a proxy for pesticide exposure. In this study, we introduce Agri-STAMP, a spatial process-based model designed to estimate pesticide contamination over time by accounting for agricultural practices, pesticide application techniques, and environmental factors. We applied Agri-STAMP to Guadeloupe, French West Indies, where the pesticide chlordecone has had significant health impacts. The model integrates diverse data sources, including soil types, rainfall patterns, land use, and pesticide application records. Simulations were run from 1972 to 2014 on 65 pesticide active substances used in banana, sugar cane and market gardening crop systems in Guadeloupe. Results indicated strong correlations between predicted and observed pesticide concentrations (Kendall's τ comprised between 0.46 and 0.6), suggesting the model's potential for accurate predictions. Moreover, the quantities of pesticide active substances simulated by the Agri-STAMP model were significantly correlated with the actual quantities sold according to the national database on crop pesticide sales between 2009 and 2014 (Pearson R = 0.95, CI = 0.92–0.97). The proposed modeling approach, which is adaptable to different agricultural contexts, offers valuable insights into historical and current pesticide contamination, which can be used to support epidemiological studies on cancer incidence and guide public health policies. The Agri-STAMP tool also provides a basis for discussing and guiding land management decisions to mitigate health risks, making it a promising asset for future research and policy-making

Caractérisation de la résistance de la canne à sucre à la rouille orangée causée par Puccinia kuehnii et diversité génétique de l'agent pathogène

La production mondiale de canne à sucre (Saccharum spp.) repose sur des variétés modernes hautement polyploïdes et aneuploïdes (2n = 10-13x = ~120), issues d'hybridations entre les espèces S. officinarum et S. spontaneum. Cette production est actuellement impactée par la rouille orangée causée par Puccinia kuehnii. Identifiée à Java en 1890, cette maladie est longtemps restée confinée à l'hémisphère Est avant d'être observée pour la première fois dans l'hémisphère Ouest en 2007, en Floride. À La Réunion, la rouille orangée s'est rapidement répandue sur toute l'île depuis son signalement en 2018. La lutte contre cette maladie repose principalement sur la création et le déploiement de variétés tolérantes ou résistantes. Cependant, le déterminisme génétique de la résistance, ainsi que la diversité génétique mondiale de l'agent pathogène, sont encore très mal connus. Cette thèse visait à acquérir des connaissances sur ces aspects afin de faciliter la conception de travaux performants d'amélioration génétique de la résistance. En premier lieu, une étude a été conduite sur une centaine de variétés expérimentales dans un dispositif multi-local d'essais répétés pour mieux appréhender l'évaluation de la maladie en conditions naturelles d'infection à La Réunion. L'héritabilité multi-locale de la résistance à la rouille orangée s'est avérée élevée (0,76-0,91), ce qui reflète une forte composante génétique. Ce dispositif a également permis d'évaluer l'impact de la maladie sur le rendement des variétés les plus sensibles dans les cinq zones agro-climatiques étudiées. Les pertes potentielles estimées sur le tonnage de cannes, en moyenne de 15% pour les cinq zones, atteignent 26% dans les environnements les plus humides. Dans un deuxième temps, les bases génétiques de la résistance à la rouille orangée ont été déterminées par deux approches d'association pangénomique (GWAS) et à l'aide d'un panel de 526 variétés en cours de sélection. Ces variétés ont été évaluées pour leur résistance en conditions naturelles d'infection et génotypées avec près de 183000 marqueurs SNP. Cinq quantitative trait loci (QTLs) de résistance nommés Oru1 à Oru5 et provenant de l'espèce ancestrale S. spontaneum ont été identifiés par une GWAS single-locus. Un sixième QTL (Oru6) issu de l'espèce ancestrale S. officinarum a été détecté par une GWAS multi-locus. Les allèles de résistance des six QTLs procurent des effets phénotypiques modérés à majeurs chez les individus qui les possèdent. La précision de prédiction du niveau de résistance à la rouille orangée fondée sur les seules données génotypiques aux cinq QTLs (Oru1-5) était relativement élevée (0,6). Dans une dernière partie, la diversité génétique mondiale d'isolats de P. kuehnii provenant de 20 zones géographiques a été caractérisée. Aucune diversité significative n'a été identifiée en utilisant 19 marqueurs SSR ayant précédemment permis de révéler différents génotypes de l'agent pathogène au Brésil. Cependant, la différence génétique existant entre les isolats des hémisphères Ouest et Est (Afrique incluse) a été confirmée en analysant l'allèle au SNP PkITS1-183A>G de la région ITS1 de l'ADN ribosomique. Les isolats de P. kuehnii varient également sur la base de séquences partielles de régions codant pour trois effecteurs. Ces résultats, associés à l'identification formelle de P. kuehnii dans deux nouveaux pays africains (Gabon et Kenya), soutiennent l'hypothèse d'une divergence de l'agent pathogène des Amériques à partir de celui qui s'était préalablement propagé en Afrique, et plus précisément au Gabon dès 2006 ou avant. Les isolats de P. kuehnii de La Réunion, génétiquement proches de ceux de l'hémisphère Est, ont montré une importante diversité représentative de la diversité génétique mondiale. L'ensemble de ces résultats apporte des connaissances nouvelles qui seront très utiles au développement de stratégies d'amélioration variétales robustes pour la résistance de la canne à sucre à la rouille orangée

Management of fruit fly damage via mango harvest timing optimization: a modelling approach

Fruit flies (Diptera: Tephritidae) are considered major pests of mango (Mangifera indica) worldwide. Their management, with an increasing focus on replacing synthetic pesticides with alternative eco-friendly methods, is a challenging issue. A new fruit fly species, the oriental fruit fly, Bactrocera dorsalis (Hendel), recently invaded Reunion Island, further increasing fruit fly incidence on mango crops, which were so far mainly infested by the peach fruit fly Bactrocera zonata (Saunders). Field studies have shown that fruit fly damages can be reduced by adjusting the harvest date, as fruit fly infestation increases with fruit maturity. At the same time, the harvest date is an important factor in determining the shelf life of stored fruit and the quality of fully ripened fruits ready for consumption. For example, harvesting mangoes too early can reduce their quality. A modelling approach was developed to optimize harvest timing with the dual objectives of improving fruit quality and reducing fruit fly damage. To do this, a fruit fly-mango modelling framework was developed by coupling a model that predicts the probability of a fruit being infested by fruit flies as a function of fruit maturity, with ecophysiological and empirical models that predict the growth and maturity of fruit on the tree and the quality (Brix) of stored fruit when ripe. Using the model, we virtually investigated the effect of harvest date and frequency, which alter fruit maturity at harvest, on fruit fresh mass, fruit quality and fruit infestation by fruit fly. The simulation results show that by harvesting the fruit at an earlier stage of maturity, such as the green mature stage, it is possible to greatly reduce the risk of mango infestation while ensuring that fruit fresh mass and quality are only minimally affected