KNOWING, CHARACTERIZING AND ASSESSING SYSTEMS OF ORGANIC CROP ROTATIONS

The choice of crop rotations in organic stockless cropping systems is the first leverage used to manage technical issues (to maintain soil fertility, to control pest and weeds) and economic issues (to insure income). The RotAB project (French Casdar funding 2008-2010) implemented complementary approaches to better knowing, characterizing and assessing arable crop rotations. Their conception depends on numerous factors such as the types of soil and climate (on which depend the types of crops, yield potential, possibility of mechanical weed control…) or the economic context (existence of outlets and continuity of markets). If nitrogen supply and weed control are the most important agronomic issues of organic farmers in stockless cropping systems, phosphorus availability appears to be the next important issue for soil fertility and system sustainability

Impact de l'introduction des légumineuses dans les systèmes de culture sur les émissions de protoxyde d'azote

Dans un objectif d'atténuation du réchauffement climatique, la mise en place de systèmes de culture plus autonomes vis - à - vis des engrais minéraux devient incontournable pour réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) tout en diminuant le coût de la fertilisation. L'insertion de légumineuses dans ces systèmes semble être un levier prometteur pour y parvenir. Les économies d'azote permises par différents modes d'introduction de légumineuses et leur impact sur les émissions de GES ont été estimés et évalués en quantifiant au préalable les flux d'azote dans les systèmes avec ou sans légumineuses à partir de données issues de dispositifs expérimentaux préexistants, disponibles dans la bibliographie ou acquises dans de nouveaux essais. L'introduction de légumineuses présente régulièrement un impact positif sur la réduction de l'emploi des engrais azotés. Le risque d'augmentation de la lixiviation du nitrate dépend de leur mode d'introduction et de leur place dans les rotations. Enfin, les émissions mesurées en cul tures principales de légumineuses sont généralement très significativement réduites en comparaison des cultures fertilisées, cependant la dégradation des résidus des légumineuses (en culture ou en couverts) peut générer des émissions de N 2 O corrélées à leur impact sur les flux d'azote, variable selon les conditions pédoclimatiques. Ces résultats devraient permettre d'élaborer des recommandations pour mieux prendre en compte les légumineuses dans la conception de systèmes de culture plus autonomes vis - à - vis des engrais azotés de synthèse et moins émetteurs de N 2 0

Comparison of cloud products within IASI footprints for the assimilation of cloudy radiances

This article compares different methods of deriving cloud properties in the footprint of the Infrared Atmospheric Sounding Interferometer (IASI), onboard the European MetOp satellite. Cloud properties produced by ten operational schemes are assessed and an intercomparison of the products for a 12 h global acquisition is presented. Clouds cover a large part of the Earth, contaminating most of the radiance data. The estimation of cloud top height and effective amount within the sounder footprint is an important step towards the direct assimilation of cloud-affected radiances. This study first examines the capability of all the schemes to detect and characterize the clouds for all complex situations and provides some indications of confidence in the data. Then the dataset is restricted to thick overcast single layers and the comparison shows a significant agreement between all the schemes. The impact of the retrieved cloud properties on the residuals between calculated cloudy radiances and observations is estimated in the long-wave part of the spectrum

Scaling of statistics in wall-bounded turbulent flows

High-resolution laser Doppler anemometry (Lda) and hot-wire anemometry (Hwa) measurements are utilized to study a zero-pressure-gradient turbulent boundary layer over the range of momentum thickness Reynolds number of 1170–3720. The primary objective is to investigate the near-wall behavior of this type of flow. We are particularly interested in possible Reynolds- and Kármán-number dependencies. The experimental results are in excellent agreement with most recent direct numerical simulations (Dns), which allow direct comparison of detailed results such as peak value and position of streamwise Reynolds stress, wall values of skewness and flatness factors, and turbulence dissipation rate. Systematic changes of some of these parameters with Kármán number are found when scaled with the inner parameters. A remedy seems to be the alternative mixed scaling that is based on , instead of , which admits direct influence of the outer velocity scale on the wall parameters

Reynolds number dependency of near-wall statistics of zero-pressure-gradient turbulent boundary layer

We report high-resolution LDA and HWA measurements of the streamwise velocity component of a flat-plate turbulent boundary layer (ZPG TBL) over a range of momentum thickness Reynolds number from 1,170 to 3,720. The primary objective of this work is to investigate the near-wall behavior and the scaling of high-order statistics. In particular, we are interested in certain Kármán number dependencies. The obtained data are in excellent agreement with most recent DNS-results, which allows direct comparison of detailed results such as peak value and position of streamwise stress, wall-values of skewness and flatness factors, and turbulence dissipation rate. The experimental data clearly reveal the failure of classical scaling. An alternative mixed scaling based on u?3/2ue1/2 removes these discrepancies

Shared Research Questions on Soil Quality in OF Results of a participatory workshop

International audienceIn 2018, a participatory national workshop was organized by ITAB (Organic Food and Farming Technical Institute) and INRA (National Institute for Agricultural Research) in order to highlight issues on soils in Organic Farming (OF) systems. The objectives were: i) to identify the key research questions to be addressed on soils in OF, ii) to make it possible to facilitate network and project building from interactions between academics and stakeholders.Over 150 participants from academic and professional origins attended the workshop which was designed according to The Town Hall Meeting (THM) methodology.High level discussions among participants and panel experts ended up with a list of 20 research questions which confirmed the important lack of knowledge on that topic and the needs for research on the following issues: soils functioning with a focus on biogeochemical cycling and biological interactions; long term effects of agricultural practices, more or less specific to OF; soils protection; tools for soils diagnosis and managemen

Expérimentation de systèmes de culture innovants : avancées méthodologiques et mise en réseau opérationnelle

L'expérimentation "système de culture" est une étape importante du processus de conceptionévaluation de systèmes de culture. Elle permet de tester au champ la faisabilité technique et la cohérence agronomique des systèmes de culture les plus prometteurs et d'évaluer leurs résultatsagronomiques et techniques, ainsi que leurs performances socio-économiques et environnementales. Elle représente également un lieu d'échanges interdisciplinaires intéressant, pouvant être source d'innovation. Dans cet article, nous décrivons une démarche d'expérimentation "système de culture" et ses principales spécificités méthodologiques dans le domaine des cultures assolées. Ensuite, nous présentons les acquis méthodologiques et les outils développés pour (i) faciliter la mise en oeuvre et la conduite de ce type d'expérimentation, (ii) permettre la mise en réseau opérationnelle d'expérimentations testant, dans des contextes de production divers, des systèmes de culture répondant à différents enjeux. Enfin, nous présentons la structuration et l'organisation de deux réseaux français d'expérimentations "système de culture" : celui du Réseau Mixte Technologique "Systèmes de Culture Innovants" pour les filières Grande Culture et Polyculture-Elevage et celui initié dans le cadre du projet RotAB pour les Grandes Cultures en agriculture biologique sans élevage. Des perspectives de travail et notamment l'analyse transversale des résultats entre expérimentations et la valorisation des résultats et performances des systèmes de culture testés sont abordées

Connaître, caractériser et évaluer les rotations en systèmes de grandes cultures biologiques

Le choix de la rotation des cultures en grandes cultures biologiques spécialisées (sans élevage) est le premier levier activé pour maîtriser de nombreux problèmes, avant tout techniques (maintenir la fertilité des sols, maîtriser les bio-agresseurs, adventices en tête), mais aussi économiques (assurer le revenu de l’agriculteur). Diverses démarches développées dans le cadre du projet RotAB (Casdar 2008-2010) ont permis de mieux connaître les rotations pratiquées en grande culture biologique, de les caractériser et les évaluer. Il ressort que leur conception dépend de nombreux facteurs, avant tout pédoclimatiques (cultures possibles, potentiels de rendement, possibilité d’interventions mécaniques…) et économiques (existence et pérennité des débouchés). Si l’alimentation azotée et la maîtrise de la flore adventice demeurent les principales préoccupations agronomiques des producteurs en AB, la disponibilité en phosphore risque d’être le prochain facteur limitant à moyen et long terme en matière de fertilité des sols et de durabilité de ces systèmes

Vignes biologiques : s'appuyer sur la fertilité des sols et la biodiversité

L’objectif de cette fiche est de présenter les principes et les techniques sur lesquels repose la viticulture biologique, tout particulièrement l’importance de la gestion de la fertilité des sols et de la biodiversité. Par ailleurs, des travaux en cours sur l’élaboration de règles en matière de vinification biologique sont brièvement présentés

Desarrollo de herramientas de previsión de la evolución de la estabilidad estructural de los suelos bajo efecto de la gestión orgánica de los suelos

La estabilidad estructural está una propiedad física importante de los suelos, indicadora de su sensibilidad al sellado superficial del suelo y a la erosión. Los suelos limosos, que cubren superficies importantes en Francia y en el norte de Europa tienen debido a su textura y a su bajo contenido en materias orgánicas, una baja estabilidad estructural. En un contexto donde hay preocupación de la disminución de contenido en materia orgánica y donde se diversifica prácticas y sistemas de cultivo, aparece necesario desarrollar herramientas de predicción de la estabilidad estructural en función de la cuantidad y de la calidad de materias orgánicas. Desarrollamos una función de pedotransferencia (o relación estadística) que liga estabilidad de la estructura a su constitución, en particular el contenido en carbono orgánico, a partir de una base de datos Agresta de 480 suelos reunidos durante el proyecto. El examen de 7 ensayos de larga duración o de redes de parcelas sobre suelos limosos mostró mejoramientos de la estabilidad de la estructura en algunos años con prácticas que permiten un aumento del contenido en C en el horizonte de superficie (no laboreo, praderas temporarias, scv, aportes repetidos de compostas). El contenido en C total del horizonte está así un mejor indicador de la estabilidad estructural que las fracciones orgánicas (azucares solubles al agua caliente, materias orgánicas en partículas) o que la biomasa de los microorganismos. Experimentaciones de aporte de materias orgánicas (residuos de cultivos, compostas…) en suelos al laboratorio permitieron confirmar que le papel de estos aportes estuvo esencialmente indirecto, por la estimulación de los microorganismos del suelo que su descomposición lleva; estos microorganismos que agregan las partículas de los suelos por sus secreciones o mecánicamente. Propusimos un modelo predictivo de la estabilidad estructural seguido a aportes orgánicos cuyos se conoce la calidad bioquímica: Cantis-Stab, que copla un modelo de descomposición de materias orgánicas con una función estadística. Como la gestión de las materias orgánicas constituye un volante de acción mayor para actuar sobre la sensibilidad de los suelos limosos al sellado superficial y a la erosión, las herramientas propuestas pueden servir de base a preocupaciones agronómicas o al aporte razonado de productos residuales orgánicos al suelo.La stabilité structurale est une propriété physique des sols importante, indicatrice de leur sensibilité à la battance et à l’érosion. Les sols limoneux, qui couvrent des surfaces importantes en France et dans le Nord de l’Europe ont, du fait de leur texture et de leur faible teneur en matières organiques, une stabilité structurale faible. Dans un contexte où l’on se préoccupe de la diminution de la teneur en matière organique des sols, où se développe l’apport de produits résiduaires organiques au sol et où se diversifient les pratiques culturales et les systèmes de culture, il apparaît nécessaire de développer des outils de prédiction de la stabilité structurale en fonction de la quantité et de la qualité des matières organiques. Nous avons développé une relation statistique qui relie la stabilité de la structure à la constitution des sols, en particulier à leur teneur en carbone organique (C), à partir d’une base de données AGRESTA de 480 sols assemblée pendant cette étude. Cependant sa faible capacité prédictive ne permet pas de l’utiliser comme fonction de pédotransfert. L’examen de 7 essais de longue durée ou réseaux de parcelles sur sols limoneux a montré des améliorations de la stabilité de la structure en quelques années avec des pratiques qui permettent une augmentation de la teneur en C dans l’horizon de surface (non labour, prairies temporaires, semis direct sous couvert végétal (SCV), apports répétés de composts). La teneur en C totale de l’horizon est souvent un meilleur prédicteur de la stabilité structurale que des fractions organiques (carbohydrates solubles à l’eau chaude, matières organiques particulaires) ou que la biomasse des microorganismes. Des expérimentations réalisées en laboratoire d’apport de matières organiques (résidus de culture, composts) à des sols limoneux, nous ont permis de confirmer que le rôle de ces apports était essentiellement indirect, par la stimulation des microorganismes du sol que leur décomposition entraîne. Les microorganismes agrégent les particules de sols par leur sécrétions ou mécaniquement. Nous avons proposé un modèle prédictif de la stabilité structurale suite à des apports organiques dont on connaît la qualité biochimique : CANTIS-STAB, qui couple un modèle de décomposition des matières organiques à une fonction statistique. Comme la gestion des matières organiques constitue un volant d’action majeur pour agir sur la sensibilité de sols limoneux à la battance et à l’érosion, les outils proposés doivent être développés, afin de servir de base à des préconisations agronomiques ou à l’apport raisonné de produits résiduaires organiques au sol.Aggregate stability is a major soil physical property, which is a good indicator of the sensitivity of soils to crusting and erosion. Silty soils, which cover large surface areas in France and Northern Europe, have a low aggregate stability, because of their texture and of their frequent low organic matter contents. In the present context of (i) soil organic matter content depletion, (ii) development of organic wastes application to soils and (iii) diversification of cropping systems, it is necessary to have tools to predict changes in soil aggregate stability with changes in soil organic matter content and quality. Using a data base of 480 soils, established during this study, we developed a statistical relationship which relates soil aggregate stability with soil characteristics, in particular with its organic carbon (C) content. However, its low predictive capacity does not allow to use it as a pedotransfer function. Based on 7 in situ long term experiments or cultivated plots series, we found rapid increased of soil aggregate stability when practices that increases the soil C content in the surface layer are implemented (no till, rotations with leys, permanent coverage of soil with plants, repeated compost additions). The total C content of soil was often better correlated to aggregate stability than other organic variables, such as hot water soluble polysaccharides, particulate organic matter contents, or microbial biomass C. Laboratory experiments, in which a wide range of organic materials (crop residues, composts) were added to soil showed that the effect of the organic materials was indirect, through the stimulation of the microbial decomposers, which aggregated the soil. We proposed a new model to simulate the temporal changes in aggregate stability after organic matter additions of given biochemical qualities and in controlled amounts. “CANTIS-STAB” couples a decomposition model with a statistical function. Managing organic matter in soils is a powerful option to decrease the sensitivity of silty cultivated soils to crusting and erosion. The different tools proposed in this program will be developed further, to serve as a basis to optimize agronomic practices and organic wastes addition in this perspective.Fil: Chenu, Claire. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Abiven, Samuel. Institut National de la Recherche Agronomique; FranciaFil: Annabi, Mohamed. Institut National de la Recherche Agronomique; FranciaFil: Barray, S.. Université de Rouen; Francia. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Bertrand, M.. Institut National de la Recherche Agronomique; FranciaFil: Bureau, F.. Université de Rouen; FranciaFil: Cosentino, Diego. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía; Argentina. Institut National de la Recherche Agronomique; Francia. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Darboux, F.. Institut National de la Recherche Agronomique; FranciaFil: Duval, O.. Institut National de la Recherche Agronomique; FranciaFil: Fourrié, L.. Association de coordination Techniques Agricoles; FranciaFil: Francou, C.. Centre de Recherche pour l’Environnement, l’Energie et le Déchet; FranciaFil: Houot, S.. Institut National de la Recherche Agronomique; FranciaFil: Jolivet, C.. Institut National de la Recherche Agronomique; FranciaFil: Laval, K.. Institut Polytechnique UniLaSalle; FranciaFil: Le Bissonnais, Y.. Institut National de la Recherche Agronomique; FranciaFil: Lemée, L.. Université de Poitiers; Francia. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Menasseri, S.. Institut National de la Recherche Agronomique; FranciaFil: Pétraud, J. P.. Institut National de la Recherche Agronomique; FranciaFil: Verbèque, B.. Chambre d’Agriculture du Loiret; Franci