Impact bottom-up de la fertilisation sur des agents de biocontrôle

Président/te du jury :  Thibaut Malausa                    

 Rapporteurs/trices :                   

• François Verheggen
• Lucia Zappala             

Examinateurs/trices :

• Christine Becker

Directeur/trice de Thèse :

• Nicolas Desneux
• Anne-Violette Lavoir

Résumé :

Dans les agroécosystèmes, les communautés d'arthropodes peuvent être influencées par des forces bottom-up induites par des variations environnementales, telles que la fertilisation, qui modifient les caractéristiques des plantes. Alors que l’effet de ces forces ascendantes sur le deuxième niveau trophique est bien étudié, leur effet sur le troisième niveau trophique reste moins connu. La fertilisation altère le premier niveau trophique, influençant ainsi la qualité nutritionnelle des plantes. Ces changements affectent ensuite le deuxième niveau trophique. L'extension des effets bottom-up jusqu'au troisième niveau trophique est variable et peut agir directement sur les ennemis naturels via la plante ou indirectement via l'herbivore. De plus, si les forces bottom-up atteignent et jouent sur le 3ème niveau trophique i.e. les ennemis naturels i.e. les agents de biocontrôle, elles peuvent modifier la qualité et/ou l'intensité de la régulation top-down i.e. la lutte biologique contre les ravageurs. Dans ce contexte, cette thèse vise à élucider l'influence de la fertilisation sur l'interaction entre plantes, herbivores et ennemis naturels, à la fois au niveau individuel (traits d’histoire de vie et efficacité du biocontrôle) et au niveau de la population (dynamique de la population).
Nous avons étudié l’effet de la réduction de la fertilisation des plantes sur le troisième niveau trophique, en examinant si la diversité du régime alimentaire des ennemis naturels (prédateurs omnivores vs carnivores) ou leur guilde fonctionnelle (prédateurs vs parasitoïdes) modifie l'intensité des effets bottom-up. Pour cela, nous avons évalué l'interaction "plante de tomate-parasites-ennemis naturels" selon trois approches : (a) une méta-analyse pour obtenir une vue d'ensemble de l’état de l’art sur le sujet; (b) des analyses expérimentales au niveau individuel dans des conditions contrôlées en laboratoire (c) et au niveau de la population en serre.
Nos résultats suggèrent que la réduction de la fertilisation ne conduit pas systématiquement à des résultats positifs en termes de réduction de la dynamique des populations de ravageurs, l'efficacité variant en fonction de l'espèce d'herbivore. Plus précisément, nous avons observé que les populations de pucerons augmentaient moins sous une fertilisation moyenne que sous une fertilisation élevée, bien que cette tendance n'ait pas été observée pour les aleurodes. Nos résultats indiquent également des forces ascendantes diluées à travers les niveaux trophiques, en fonction des types d'herbivores. La réduction de la fertilisation d'un niveau élevé à un niveau intermédiaire a eu des effets variables mais globalement marginalement positifs sur la qualité de l'hôte et l'efficacité du biocontrôle. Lors d'expériences en laboratoire, la réduction de la fertilisation à 50 % des niveaux d'application standard (optimaux) a eu un impact positif global, bien que limité, sur l'efficacité du biocontrôle des ennemis naturels dans toutes les guildes fonctionnelles, les parasitoïdes étant moins affectés que les prédateurs. Les parasitoïdes ont montré une réponse positive dans l'efficacité du biocontrôle au niveau de la population, influençant la dynamique temporelle des interactions entre les ennemis naturels et les ravageurs. En outre, cette étude montre comment la manipulation de ces forces pourrait contribuer à la gestion de certaines espèces de ravageurs dans le cadre de la lutte intégrée contre les ravageurs.

Mots Clefs :

Prédateur, parasitoïde, forces écologiques, interaction tri-trophique, agents de biocontrôle, ennemis naturels, réduction des intrants, engrais inorganiques, interaction plante-insecte.