Multiscale analysis of the effects of the landscape context and of the agricultural practices on the pest pressure and on the use of insecticides in annual crops and polyculture farming

Dans le contexte d’une nécessaire réduction de la dépendance des systèmes agricoles à l’utilisation de produits phytosanitaires, l’identification des facteurs affectant la capacité des exploitants à réduire l’utilisation de pesticides est un enjeu central. Il est aujourd’hui démontré que, dans certains contextes de production, cette réduction est possible sans perte économique pour les exploitations, en modifiant les systèmes de culture. On peut faire l’hypothèse que cette capacité à réduire les pesticides va dépendre de la pression locale en bioagresseurs, elle-même étant potentiellement affectée par le contexte paysager régional et local des systèmes de cultures. Dans cette thèse, nous avons quantifié des effets du contexte paysager sur la pression en ravageurs et sur les niveaux d’utilisation de pesticides en grandes cultures, à différentes échelles et résolutions spatiales, en mobilisant deux bases de données nationales, AgroSyst qui décrit les systèmes de cultures mis en place sur les 2000 fermes du réseau national DEPHY-Ferme, et Epiphyt, qui rassemble les données du réseau national de surveillance des bioagresseurs et de bases de données cartographiques pour caractériser le contexte agricole et paysager des points d’observation des bioagresseurs et des systèmes de culture du réseau DEPHY-Ferme.. Dans le premier chapitre, nous avons quantifié à l’échelle nationale la variabilité inter-régionale des pressions biotiques observées en 2018 dans 181 petites régions agricoles. Cette variabilité s’explique par des différences météorologiques entre régions mais aussi par les grandes caractéristiques agricoles et paysagères de chaque petite région agricole, avec des pressions inversement liées à la proportion de prairies dans la région. Dans le second chapitre, nous avons analysé les effets de la pression régionale et des caractéristiques du paysage de la commune sur le niveau d’insecticides dans différents types de système de culture. Nous montrons que l’usage d’insecticides augmente avec la pression régionale de bioagresseurs mais décroit quand l’hétérogénéité du paysage environnant augmente. Cet effet paysager s’estompe quand la pression en bioagresseurs est élevée et il diffère en fonction du type de système de culture étudié. Le troisième chapitre pose la même question dans le cas précis de l’utilisation d’insecticide en colza, en intégrant l’effet de pratiques agricoles dans l’analyse. Les résultats confortent le fait que l’utilisation d’insecticides décroit quand l’hétérogénéité du paysage augmente mais l’effet de la pression régionale en bioagresseurs n’est plus détecté. De plus, on note une utilisation plus importante d’insecticides en colza dans les systèmes de cultures avec un travail du sol. Les résultats acquis dans cette thèse confortent ainsi l’hypothèse que le contexte paysager régional et/ou local affecte la pression en ravageurs et les niveaux d’utilisation d’insecticides. Il semble donc important d’intégrer ces leviers territoriaux dans les stratégies mises en place pour réduire la dépendance aux pesticides.In the context of the need to reduce the dependence of agricultural systems on the use of plant protection products, the identification of factors affecting the capacity of farmers to reduce the use of pesticides is a central issue. It has now been shown that, in certain production contexts, this reduction is possible without economic loss for the farms, by modifying the cropping systems. It can be hypothesised that this capacity to reduce pesticides will depend on local pest pressure, which is itself potentially affected by the regional and local landscape context of cropping systems. In this thesis, we quantified the effects of landscape context on pest pressure and pesticide use levels in field crops, at different scales and spatial resolutions, by mobilising two national databases, AgroSyst, which describes the cropping systems implemented on the 2000 farms of the national DEPHY-Ferme network, and Epiphyt, which gathers data from the national pest monitoring network and cartographic databases to characterise the agricultural and landscape context of the pest observation points and cropping systems of the DEPHY-Ferme network. . In the first chapter, we quantified at the national level the inter-regional variability of biotic pressures observed in 2018 in 181 small agricultural regions. This variability is explained by meteorological differences between regions but also by the major agricultural and landscape characteristics of each small agricultural region, with pressures inversely related to the proportion of grassland in the region. In the second chapter, we analysed the effects of regional pressure and landscape characteristics of the commune on the level of insecticides in different types of cropping systems. We show that insecticide use increases with regional pest pressure but decreases with increasing heterogeneity of the surrounding landscape. This landscape effect fades when pest pressure is high and differs according to the type of cropping system studied. The third chapter asks the same question in the specific case of insecticide use in oilseed rape, by integrating the effect of agricultural practices into the analysis. The results confirm the fact that insecticide use decreases when landscape heterogeneity increases but the effect of regional pest pressure is no longer detected. In addition, a higher insecticide use in oilseed rape was observed in cropping systems with tillage. The results obtained in this thesis support the hypothesis that the regional and/or local landscape context affects pest pressure and insecticide use levels. It therefore seems important to integrate these territorial levers in the strategies implemented to reduce pesticide dependency