Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / After the World War II, with the support of private foundations, such as Rockfeller, a technology package was developed under the name Green Revolution, based on the use of chemical inputs, pesticides, on monoculture, selection of seeds and animals, motorization and mechanization. Due to this model’s severe impacts, movements for an alternative agriculture based on agroecology have emerged. This thesis aims to analyze contributions from the Peasant to Peasant Network (in Portuguese: Rede Camponês a Camponês - RCAC) and from the social technology Integrated and Sustainable Agroecological Production (in Portuguese: Produção Agroecológica Integrada e Sustentável - PAIS) for peasant resistance in land reform settlements in Estância, Sergipe, considering as an analytical framework peasant strategies created for the construction/diffusion of agroecology. The RCAC is founded on knowledge exchanges between peasants, based on the Peasant Mode of Production and on agroecology. On the other hand, the PAIS is a re-applicable social technology that aims the improvement of feeding for poor people in rural areas, as well as the learning of agroecological knowledge. This package has as its scope the social entrepreneurship and combat of poverty. Therefore, we intend to analyze the contradictions in the process of agroecological construction. To this end, we delimited as empirical framework three land reform settlements: Rosa Luxemburgo, 17 de abril and Paulo Freire II. This research has qualitative and quantitative elements. On the first case, we collected data from the National System of Rural Registration to help us to comprehend the agrarian structure in Sergipe and Estância; from the Report of Socioterritorial Impacts (in Portuguese: Relatório de Impactos Socioterritóriais – RIST), applied to the settlements aforementioned; and, at last, we used data from the Agricultural Census, which helped us to understand the pesticides consumption and chemical and organic fertilizer. As for its qualitative dimension, from a perspective of participant observation, we tried to to enter RCAC’s exchange activities, besides the application of semistructured interviews to the network’s peasants. For our analysis of the RCAC and PAIS, we used interpretation of disputes for imaterial territories conceived from the agrarian studies, which are: the Agrarian Question Paradigm (in Portuguese: Paradigma da Questão Agrária – PQA) and Agrarian Capitalism Paradigm (in Portuguese: Paradigma do Capitalismo Agrário – PCA). One of the questions raised in this study is the relation that these two paradigms maintain with the agroecology practiced by the RCAC and the PAIS. Another important element refers to an analysis of expansion of monopolist citriculture capital in Sergipe, essential to understand the resistance process in Estância. This last process is related to the process of peasant territorialization by means of fight for land and in the land. In this thesis, we analyzed contributions from the RCAC and the PAIS for peasant resistance in settlements in Estância, Sergipe. We also approached peasant’s active role in selecting experiences, which allows the Network delimit its own concept of agroecology. We also delimited the concept of agroecology stablished in the RCAC and in the PAIS. / Após a segunda guerra mundial, foi desenvolvida com o apoio de fundações privadas, como a Rockfeller, um pacote tecnológico chamado de Revolução Verde, baseado no uso de insumos químicos, na monocultura, na seleção de sementes e de animais, na motorização e mecanização. Devido aos graves impactos deste modelo surgiram movimentos de agricultura alternativa, que possuem como base de sustentação a agroecologia. O objetivo de nossa dissertação é analisar a contribuição da Rede Camponês a Camponês (RCAC) e da tecnologia social Produção Agroecológica Integrada e Sustentável (PAIS) para a resistência camponesa nos assentamentos de reforma agrária de Estância (SE), tendo como recorte analítico as estratégias camponesas criadas para a construção/difusão da agroecologia. A RCAC está fundamentada na troca de saberes entre camponeses, cuja base é o Modo Camponês de Fazer Agricultura (MCFA) e a agroecologia. Já a PAIS é uma tecnologia social reaplicável, que visa a melhoria da alimentação de populações pobres no campo, bem como o aprendizado de conhecimento agroecológicos. Esta tem como um dos seus escopos empreendedorismo social e o combate a pobreza. Portanto, busca-se aqui analisar as contradições do processo de construção da agroecologia. Para tal, delimitamos como recorte empírico três assentamentos de reforma agrária, a saber: Rosa Luxemburgo, 17 de abril e Paulo Freire II. Nossa pesquisa possui elementos quantitativos e qualitativos. Na primeira, reunimos dados do Sistema Nacional de Cadastro Rural para nos auxiliar na leitura da estrutura fundiária sergipana e estanciana; dados do Relatório de Impactos Socioterritóriais (RIST), aplicados nos assentamentos supracitados; e por fim os dados do Censo Agropecuário, que nos auxiliou no tocante ao consumo de agrotóxicos e de adubos químicos e orgânicos. Em sua dimensão qualitativa, a partir da perspectiva da observação participante, buscamos nos inserir nas atividades dos intercâmbios da RCAC, além da aplicação de entrevistas semiestruturadas junto aos camponeses da rede. Para nos auxiliar em nossa análise da RCAC e da PAIS, nos valemos da leitura das disputas por territórios imateriais concebidos a partir dos estudos agrários, que são eles: o Paradigma da Questão Agrária (PQA) e o Paradigma do Capitalismo Agrário (PCA). Uma das questões levantadas por nós neste estudo reside na relação que estes paradigmas possuem com a agroecologia praticada pela RCAC e pela PAIS. Outro elemento importante, se refere à análise da expansão do capital monopolista da citricultura em Sergipe, fundamental para entendermos o processo de resistência no município de Estância. Este último, está relacionado ao processo de territorialização do campesinato por meio da luta pela terra e na terra. Abordamos também o papel ativo do campesinato ao selecionar experiências, fato que permite à própria Rede delimitar um conceito próprio de agroecologia. Demarcamos também o conceito de agroecologia estabelecido na RCAC e na PAIS. .

La thèse porte sur les organisations de coopération agricole au stade de la production (OCAP) en Belgique. Elle s’inscrit dans le champ de l’économie institutionnelle, de l’économie sociale et de l’économie politique agraire. À partir d’une enquête empirique, la recherche s’efforce d’étayer la thèse de la complexité du fonctionnement interne des OCAP en Belgique étant donné la multiplicité des objectifs poursuivis par leurs membres et la nature des relations sociales dans lesquelles sont insérées ces structures coopératives de production agricole. En tant qu’objet d’étude, les OCAP sont définies comme les formes volontaires de coopération qui portent sur les processus biologiques de la culture des plantes et de l'élevage des animaux. Ces arrangements institutionnels sont caractérisés par la construction d'un ensemble de règles collectives qui organisent la mise en commun de ressources et d’activités et par la négociation entre associés des critères de répartition des résultats monétaires et non monétaires issus du travail. Les OCAP se distinguent des coopératives agricoles largement développées depuis le 19e siècle en Europe de l’Ouest pour offrir des services en amont ou en aval de la production. Ces coopératives de services ont été constituées pour faciliter l’intégration verticale sur les marchés d’exploitations indépendantes tandis que les OCAP, en intervenant au stade de la production, organisent la coopération horizontale entre agriculteurs associés.Les OCAP sont relativement peu développées en Europe et ailleurs dans le monde. Pourtant, les arguments pour coopérer au stade de la production agricole sont multiples et articulent des motivations d’ordre économique, social, politique, écologique et idéologique. Elles relèvent notamment de la volonté d’accéder aux ressources productives, de bénéficier d’économies d’échelle, d’améliorer les conditions de travail ou de renforcer les interdépendances des exploitations avec leur environnement biophysique et socioéconomique. Plusieurs raisons peuvent toutefois expliquer le fait que les OCAP sont peu répandues, comme l’attachement des agriculteurs à leur terre ou l’apparition de déséconomies d’échelle à partir d’un seuil de dimension relativement bas, liées aux coûts de déplacement des travailleurs et du matériel et aux coûts de coordination du travail. Malgré ces difficultés, depuis les années 2000 en Belgique, de nouvelles initiatives coopératives au stade de la production agricole sont portées par des néo-agriculteurs et coexistent avec les autres types d’exploitations agricoles. Notre recherche interroge en particulier la diversité des pratiques organisationnelles déployées au sein des OCAP à travers l’analyse des conditions sociales de production, des mécanismes qui permettent d’articuler la multiplicité des objectifs poursuivis et des processus de démocratisation de l’économie rurale. Pour cela, nous avons mené trois enquêtes empiriques complémentaires à partir d’une combinaison de méthodes de recherche qualitative. La première permet de caractériser la diversité organisationnelle des OCAP par la construction d’une typologie empirique menée sur la base d’un échantillon de 31 organisations. Trois variables dichotomiques définissent les types d’OCAP :la mise en commun du travail de la terre, le contrôle de la production et l’étendue de la coopération. L’analyse des conditions sociales de production dans chacun des types procède ensuite à l’examen des formes d’accès au foncier et au capital d’exploitation, des modes de prise de décision, des conditions de travail et des modalités de répartition des résultats produits. Cette première étude met finalement en évidence les tensions qui caractérisent la nature des relations que les agriculteurs nouent entre eux et avec d’autres catégories d’acteurs. La deuxième enquête empirique investigue les mécanismes par lesquels les membres des structures intégrales de coopération agricole, dont la particularité est d’organiser en commun le travail de la terre selon des principes agroécologiques, parviennent à construire une cohérence interne à leur organisation étant donné la multiplicité des objectifs qu’ils poursuivent. À travers une analyse comparative de dix organisations, les structures coopératives de production agroécologique sont alors étudiées à travers le prisme des organisations hybrides car, au-delà de la logique commerciale, elles combinent des demandes contradictoires issues de leur engagement dans des logiques d’autogestion, d’agroécologie et d’ancrage territorial. Après avoir défini les propriétés de ces logiques institutionnelles, l’analyse met en évidence les tensions paradoxales qui découlent de leur combinaison et les réponses organisationnelles mises en œuvre pour poursuivre dans la durée les multiples rationalités engagées. La troisième analyse consiste en une monographie d’une OCAP dont la singularité est de répartir le contrôle de la production agroécologique entre agriculteurs et citoyens. L’analyse vise à préciser la notion de démocratie économique à partir des principes qu’elle sous-tend et des principales praxis démocratiques mises en œuvre par les acteurs pour réguler leurs activités économiques. En particulier, nous avons cherché à comprendre les contradictions des pratiques organisationnelles avec les principes de démocratie économique et avec certains fondements du mouvement coopératif, ainsi que les tensions internes qui en résultent. Ce travail nous permet finalement d’appréhender dans une perspective critique et nuancée la transformation du rôle des citoyens dans les activités économiques et la diversification contemporaine des formes coopératives dans le secteur agricole et alimentaire induites par l’émergence d’initiatives aux multiples parties prenantes. / This thesis focuses on agricultural production cooperatives (APCs) in Belgium. It is framed within the fields of institutional economics, social economics, and agrarian political economy. Based on qualitative empirical research, this work seeks to untangle the thesis of the complexity of the internal functioning of APCs in Belgium, given the multiplicity of objectives pursued by their members, and the nature of the social relations in which these agricultural production cooperatives are embedded. APCs are defined here as voluntary forms of cooperation that deal with the biological processes of cropping plants and rearing animals. These voluntary arrangements are premised upon the construction of a set of collective rules that organize the pooling of resources and activities, as well as the negotiation between associates of the criteria for redistribution of monetary and non-monetary working outcomes. APCs are different from the agricultural cooperatives that, since the 19th century, have developed widely in Western Europe to offer upstream or downstream production services. The latter were established to facilitate the vertical integration of independent farms into markets. Instead, APCs, by intervening at the production stage, organize horizontal cooperation between associated farmers.APCs are relatively undeveloped in Europe and elsewhere in the world. However, incentives for cooperating at the agricultural production stage are multiple, and articulate economic, social, political, ecological, and ideological motivations. Such motivations relate to the desire to access productive resources, to benefit from economies of scale, to improve working conditions, or to strengthen the interdependence of farms with their biophysical and socioeconomic environment. Notwithstanding this, various elements may explain the limited presence of APCs such as farmers' attachment to the land or the appearance of diseconomies of scale from low dimension thresholds, linked to the costs of moving workers and equipment and the costs of coordinating work. Despite these difficulties, in Belgium, from the 2000s, new initiatives of agricultural production cooperation have been created by neo-farmers, and coexist with other social types of farms.Our research specifically examines the diversity of organizational practices implemented within APCs through the analysis of the social conditions of production, the mechanisms that allow the combination of the multiple objectives pursued and the processes of democratization of the rural economy. To do this, we conducted three complementary empirical analyses using a combination of qualitative research methods. The first analysis allows us to characterize the organizational diversity of APCs by constructing an empirical typology based on a sample of 31 organizations. Three dichotomous variables define the types of APCs: the pooling of labour on the land, the control of production, and the extent of cooperation. From the analysis of the social conditions of production in each type of APCs, it then proceeds to examine the forms of access to land and capital, the modes of decision-making, the working conditions, and the modalities of outcomes distribution.The second empirical study investigates the mechanisms by which members of the integral structures of agricultural cooperation, whose peculiarity is to organize farming labour collectively according to agroecological principles, manage to build an internal coherence within their organization given the multiple objectives they pursue. Through a comparative analysis of ten organizations, agroecological production cooperatives are studied through the prism of hybrid organizations, as they combine contradictory demands stemming from their commitment to logics of self-management, agroecology, and territorial embeddedness. After defining the properties of these institutional logics, the analysis reveals the paradoxical tensions that arise from the combination and the organisational responses adopted to pursue this multiplicity of rationalities on the long run. The third empirical analysis consists of a single case study on one type of APC, whose singularity is to allocate the control of production between farmers and citizens. Through an in-depth study of a citizen agroecological production cooperative, the analysis aims to clarify the notion of economic democracy by looking at its underpinning principles, and at the main democratic praxis that actors implement to regulate their economic activities. In particular, we unveil the internal contradictions that emerge from the organizational practices with the principles of economic democracy and certain foundations of the cooperative movement. This work finally allows us to grasp, through the adoption of a critical and nuanced perspective, the transformation of the citizen's role in economic activities, and the contemporary diversification of cooperative forms propelled by the emergence of multi-stakeholder initiatives in the agricultural sector. / Doctorat en Sciences politiques et sociales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Ce travail de thèse explore les aspects organisationnels de l’accompagnement local de la transition agroécologique. Cet accompagnement nécessite d’articuler différents processus individuels et collectifs de transformation des activités de la production et du développement agricole. En construisant un dispositif de recherche-action au sein d’un projet de transition agroécologique porté par une association d’éleveurs et conseillers dans le rayon de Roquefort, nous mettons en oeuvre avec eux une forme d’expérimentation sociale qui nous permet de comprendre le problème de l’accompagnement de la transition à la fois sur le plan théorique et pratique. Dans notre cas, l’articulation des transformations individuelles et collectives a été permise par un travail de co-conception entre éleveurs et conseillers des outils de l’accompagnement des changements dans les fermes. Ce processus a permis de débattre de la diversité des modèles agricoles et des représentations des acteurs de la transition agroécologique au sein du groupe, ainsi que d’engager conjointement éleveurs et conseillers dans la transformation de leurs pratiques. Ces transformations ont été d'autant plus facilitées que la coconception a été envisagée comme un processus dialogique entre conception et expérimentation dans différentes situations réelles d’usage dans les fermes. A l’issue de ce travail, nous proposons une approche pragmatiste pour accompagner localement la transition agroécologique / We explore in this research the organizational dimensions of agroecological transition and the ways to support it locally. The support of agroecological transition requires connecting differentprocesses of individual and collective transformations of agricultural development and production activities. We design a device for action reseach within an agroecological transition project, carriedby a farmers and advisers association in the Roquefort area. We implement with them a social experiment to explore this problem both from theoretical and practical point of view. In our casethe connection between individual and collective transformation of participant activities required farmers and advisers to design together tools to accompany the agroecological transition on farms. This process allowed the debate about the diversity of agricultural models and representations that actors have regarding agroecological transition. It as well allows engaging advisers and farmers jointly in the agroecological transition. These transformations have been enhanced by the fact that the co-design process was organized as a dialogical process between design and experimentation of the tools in diverse real situations of use on farms. At the end of this journey, we propose to develop a pragmatist approach to accompany locally the agroecological transition

SummaryToday one of the world’s biggest challenges remains the precarious livelihood situation of millions of smallholder farmers. Grounded in new types of traditionally-based technologies and locally available natural and social resources, agroecology seems to be a promising livelihood strategy, above all for African smallholder farmers, many of whom cannot afford expensive technologies and inputs. In fragile environments where entire families depend on small-scale agriculture, as in Eastern Burkina Faso, it is of utmost importance to understand whether agroecology can really improve livelihood outcomes and under what conditions. The present study explores the process of agroecological transitions in a developing cooperation context so as to understand how and why adoptions and adaptations of agroecologically-based development programs impact on farmers’ livelihoods. To encompass the complexity of agroecology in a development intervention context, the study is built on a triple interdisciplinary conceptual framework that combines the sustainable livelihoods approach, the agronomy-based comparative agriculture approach and the development anthropology-based ECRIS approach (Rapid Collective Inquiry for the Identification of Conflicts and Strategic Groups). Thriving from extensive qualitative field research in Gnagna Province, including semi-guided interviews with ninety smallholder farmers and eighteen key personalities as well as participant observation, the research shows the gap between agroecology’s potential in theory and its actual impacts on various farmers’ livelihoods when deployed in a development cooperation context.The study shows that development organisations choose among the manifold interpretations of agroecology and often ignore its transdisciplinary, participatory, bottom-up and action-orientated attributes. Nonetheless, results suggest that the promotion of agroecology-based farming techniques by the local NGO ARFA (“Association pour la Formation et la Recherche en Agro-écologie”) makes sense in the given context of environmental degradation and relatively weak livelihood asset bases of most farmers in the region and that the adoption of these techniques has a positive overall impact on farmers’ livelihoods. A deeper understanding, however, reveals precisely how farmers with the weakest livelihood asset base – manually-tilling, livestock-deprived, labour- and time-constrained, illiterate, and with the poorest household situation in terms of shelter, possession of everyday objects, diet quantity and quality, as well as with the lowest social status and influence – in the end benefit least from ARFA’s programs. Already better-off farmers typically become leader members of ARFA’s farmer groups, that are used as a medium to transfer the promoted agroecological techniques. These techniques are based on indigenous or traditional knowledge gleaned from farmers elsewhere, which means that farmers “targeted” by the program must acquire new knowledge, know-how, as well as equipment and inputs. The study shows that ARFA uses the farmer groups as seemingly neutral diffusion organs, failing to consider structural factors of a social, power and relational nature within the groups. Internal power structures, however, decide which group members have access to the best knowledge input via participation in farmer field schools, as well as access to equipment distributed via the groups. The benefits of belonging to new organisational structures more equally affect all group members, especially in the form of enhanced organisational capacities and new communication and social skills, yet the imbalance between better-off and worse-off farmers remains in force.By adopting a more aggregate perspective the study further demonstrates a new dependency of farmers created by agroecological development programs, that can be interpreted as conflicting with agroecology’s call for farmer autonomy. Furthermore, the feasibility of scaling-up agroecology within the existing transforming structures and processes at different levels is restricted. The results indicate the limitations of the idea of propagating agroecology in developing countries without simultaneously working towards a different global food system. / RésuméAujourd’hui, l’un des plus grands défis du monde est la situation précaire de dizaines de millions de petits agriculteurs. Fondée sur de nouveaux types de technologies traditionnelles et sur des ressources naturelles et sociales disponibles localement, l'agroécologie semble être une stratégie d’existence prometteuse, surtout pour les petits agriculteurs africains, dont beaucoup ne peuvent pas accéder à des techniques et à des intrants coûteux. Dans les environnements fragiles où des familles entières dépendent de l'agriculture à petite échelle, comme dans l'est du Burkina Faso, il est très important de comprendre si l'agroécologie peut réellement améliorer les moyens d’existence des ménages agricoles et dans quelles conditions. La présente thèse explore le processus de transition agroécologique dans un contexte de coopération au développement, afin de comprendre comment et pourquoi les adoptions et les adaptations d’innovations basées sur l’agroécologie ont un impact sur les moyens de subsistance des agriculteurs. Afin d’appréhender la complexité de l’agroécologie dans un contexte d’interventions de développement, l’étude est fondée sur un triple cadre conceptuel interdisciplinaire qui combine l'approche des moyens d'existence durables, l'approche agronomique de l’Agriculture Comparée et l’approche ECRIS (Enquête Collective Rapide d’Identification des Conflits et des Groupes Stratégiques) issue de l'anthropologie du développement. S'appuyant sur des recherches de terrain qualitatives approfondies dans la province de la Gnagna, incluant des entretiens semi-directifs avec quatre-vingt-dix agriculteurs et dix-huit acteurs-clés ainsi que de l’observation participante, la recherche montre l'écart entre le potentiel théorique de l'agroécologie et ses impacts réels sur les moyens de subsistance de diverses catégories d’agriculteurs.La thèse montre que les organisations de développement choisissent parmi les nombreuses interprétations de l'agroécologie, et ignorent souvent ses attributs de transdisciplinarité, de participation, de démarche ascendante et d’orientation vers l'action. Néanmoins, les résultats suggèrent que la promotion par l'ONG locale ARFA (Association pour la Recherche et la Formation en Agro-écologie) de techniques agricoles basées sur l'agroécologie a du sens dans le contexte régional de dégradation de l'environnement, et de moyens d’existence relativement faibles, de la plupart des agriculteurs :de manière générale, l'adoption de ces techniques a un impact positif sur les moyens d’existence des agriculteurs. Une analyse plus approfondie révèle toutefois comment les agriculteurs disposant des moyens d’existence les plus faibles – labour manuel, pas d’animaux, peu de force de travail, illettrés et vivant dans les ménages les plus démunis en termes d’habitation, de possession d’objets de consommation courante, de régime alimentaire en quantité et en qualité, ayant aussi un statut social bas et une faible influence – bénéficient le moins des programmes d’ARFA en fin de compte. Les agriculteurs un peu plus aisés constituent les membres principaux des groupements d’agriculteurs d’ARFA, qui servent de moyen pour diffuser les techniques agroécologiques promues. Ces techniques sont basées sur des connaissances traditionnelles d’agriculteurs d’autres régions ou pays, ce qui signifie que les agriculteurs « ciblés » par les programmes doivent acquérir de nouvelles connaissances, ainsi que du matériel et des intrants. L'étude montre qu’ARFA utilise les groupements d'agriculteurs comme des organes de diffusion apparemment neutres, sans prendre en compte les hiérarchies sociales et les relations de pouvoir structurelles au sein des groupements. Pourtant, les structures de pouvoir internes aux groupements décident quels membres ont accès au meilleur apport de connaissances par le biais de la participation à des champs écoles paysans, ainsi qu’au matériel distribué via les groupements. Les avantages liés à l’appartenance à de nouvelles structures organisationnelles - notamment sous la forme de capacités d’organisation renforcées, de nouvelles compétences sociales et en matière de communication - sont plus équitablement répartis. Mais, le déséquilibre entre les agriculteurs un peu plus aisés et les moins nantis demeure.En adoptant une perspective plus globale, l’étude démontre une nouvelle dépendance des agriculteurs induite par les programmes de développement agroécologique. Cette dépendance peut être considérée comme allant à l’encontre de l’appel de l’agroécologie à l’autonomie des agriculteurs. En outre, le passage de l’agroécologie à une échelle supérieure est réduit. Les résultats indiquent les limites de l'idée de propager de l'agroécologie dans les pays en développement sans une transition simultanée vers un système alimentaire mondial différent. / Doctorat en Sciences politiques et sociales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Augmenter la diversité végétale au sein même du champ permet de réguler les populations de ravageurs dans de nombreux agroécosystèmes. Les mélanges variétaux (diversité intraspécifique) ou les associations de cultures avec une plante compagne (diversité interspécifique) sont considérées comme des pratiques agroécologiques prometteuses pour les systèmes de culture à bas intrants ou l'agriculture biologique. En effet, ces pratiques favorisent de nombreux services écosystémiques tels que la régulation des ravageurs, des maladies ou des adventices, ainsi que la fertilisation azotée. Cependant, le potentiel de régulation des ravageurs du blé par la combinaison de ces deux pratiques de diversification n'a pas encore été étudié.Nous avons combiné ces deux pratiques dans le cadre d'expérimentations menées en plein champ et sur deux saisons de culture, afin d'examiner leurs impacts sur les populations de pucerons et d'ennemis naturels. Nous avons également évalué le potentiel de régulation des ravageurs en mesurant les taux de prédation de proies sentinelles.La combinaison des diversités intra- et interspécifique n'est pas plus performante pour réduire les populations de pucerons que les pratiques prises séparément. L'association de culture blé-trèfle tend à être moins infestée par les pucerons, tandis que le mélange variétal est plus infesté que la variété la moins sensible. Les variations annuelles des conditions climatiques impactent fortement le développement du blé et du trèfle, ainsi que la date d'apparition du pic de puceron. Le rendement du blé, ainsi que le taux d'azote du grain sont réduits par l'association de culture par 7 à 10%, mais pas par le mélange variétal. La présence d'un couvert de trèfle dans les champs de blé, semble avoir favorisé la biodiversité fonctionnelle, particulièrement les ennemis naturels tels que les carabes, mais pas le mélange variétal. Les résultats sont variables selon la famille d'arthropodes concernée et leur position au sein du couvert végétal (au sol ou dans le feuillage). Le couvert de trèfle et le champ ont influencé la composition de la communauté de carabes prédateurs. Les taux de prédation des proies sentinelles n'ont pas été impactés par les pratiques de diversifications.En laboratoire, nous avons évalué comment l'association du blé avec des légumineuses (trèfle ou pois) pouvait modifier le comportement du puceron du blé Sitobion avenae en terme de location de sa plante hôte et du développement de la population. Les pucerons ont résidé moins de temps sur le blé quand il était associé à du trèfle. Les populations de pucerons se sont moins développées dans les associations du blé avec une légumineuse par rapport à du blé seul, mais si l'on prend en compte la biomasse du blé, seulement l'association blé-trèfle a considérablement réduit les densités de pucerons sur le blé. Ainsi l'espèce associée et sa densité sont des paramètres importants qui devraient être pris en compte dans les études sur la diversité interspécifique, car ils pourraient expliquer la grande variation dans les résultats rapportés par les analyses bibliographiques.Nos résultats suggèrent qu'augmenter la diversité cultivée au sein du champ peut aider à réguler les pucerons dans une certaine mesure, mais la combinaison des deux pratiques de diversification ne résultent pas en un trade-off entre la régulation des ravageurs et les performances agronomiques particulièrement attractifs pour les agriculteurs. / Increasing intrafield plant diversity has been shown to regulate pest populations in various agroecosystems. Polyvarietal mixtures of a crop species (intraspecific diversity) or associations of a crop and a companion plant (interspecific diversity) are both considered as promising agroecological practices for low-input or organic agriculture systems by providing several ecosystem services such as pest, disease and weed control, and nitrogen fertilization. However, combining both diversification practices has not been studied yet in perspective of winter wheat pest control.In organic field experiments over two growing seasons, we combined both practices and examined the direct impact on aphid and natural enemy populations and on wheat production. We also investigated the potential pest regulation service through the assessment of the rate of predation by using sentinel preys.Results show that combining intra- and interspecific diversity did not outperform each practice individually in reducing aphid populations, thus not clearly showing synergetic effects. Taken separately, intercropping tended to have lower aphid infestation, while it the cultivar mixtures was more infested by aphids than the least susceptible cultivar. Yearly variation in climatic conditions strongly impacted wheat and clover development, as well as the appearance of aphid peaks. Wheat yields and grain nitrogen content were reduced in intercropping by 7 to 10%, but not in cultivar mixtures. Functional biodiversity, especially natural enemies such as ground beetles, tended to be positively correlated to the presence of a clover cover in the wheat fields (interspecific diversification), but did not respond to the wheat cultivar mixture (intraspecific diversification). Results varied according to the family of arthropods concerned and their position within the vegetation layer (ground dwelling or foliage dwelling arthropods). The cover of white clover and the field context influenced the community composition of predatory ground dwelling beetles. Rates of predation on sentinel preys were not influenced by any of the diversification practices.Under laboratory conditions, we evaluated how combining wheat and legumes (clover or pea) modifies the behaviour of the cereal aphid Sitobion avenae in terms of host-plant location, and population growth. We observed that aphids’ residence time on wheat was decreased when this host-plant was intercropped with clover. At the population level, wheat-legume intercrops reduced the number of aphids on wheat plants compared to wheat sole crops but if we take into account plant biomass, only intercropping clover with wheat significantly reduced aphid densities on wheat. The species used as non-host plants and their density are important parameters that should be taken into account in studies on intercropping systems and that may explain the large variability in the results observed in the literature.Our findings suggest that intrafield diversification may regulate wheat aphids to some extent, but combining the two diversification practices did not result in an interesting trade-off between pest regulation and wheat production in real farming conditions.

In the studied Kagera region (NW Tanzania), smallholder banana-coffee-based farming systems developed over hundreds of years. To this day, they traditionally consist of four components: the older and younger homegardens (kibanja and kikamba in the local Bantu language), woodland (kabira), and grassland (rweya). The management of organic farm waste has played an essential role in maintaining soil fertility, diversity, and agricultural productivity in these agroforestry systems. However, rapid population growth since Tanzania’s independence in the 1960s, an influx of refugees in the 1990s, and accompanying environmental degradation have shaped large parts of the study region. As a result, farm sizes, crop yields, and food security have declined, soils and farming systems have degraded, and impoverishment has increased. The overall objective of this study was to investigate whether degraded homegardens can be transformed back into multifunctional, sustainable, and fertile agroforestry systems through sustainable organic farm waste management. Organic farm waste embraced crop and tree residues, kitchen and food waste including cooking ash (as inorganic residue), livestock manure and urine, animal bones, as well as human faeces and urine. The objective was subdivided into three targets and related research foci: (1) to understand the status quo of organic farm waste management in the research area, (2) to evaluate modification options for sustainable banana-coffee-based systems, and (3) to evaluate an optimisation of organic farm waste management to increase agricultural production. An interview of 150 smallholder households on the current availability and uses of organic farm waste was conducted (1). The survey encompassed geographical variables, economic data, and household and agricultural information relating to the Water-Soil-Waste Nexus and the Water-Energy-Food Nexus. A farm household typology was constructed to categorise the farm households according to their biomass production and use of organic farm waste. Five focus group discussions were held in a local farmer field school to evaluate training on sustainable land use management (2). The farmer field school had trained about 750 farm households in de-graded banana-coffee-based farming systems in the last two decades. Also here, a typology construction of trained farm households was created. Both typologies were compared to each other. Nutrient cycles of the homegardens of trained and untrained farm house-holds were calculated (3) using the following scenarios: S0: business as usual; S1: the use of 80% of the available human urine; S2: the incorporation of 0.5 t yr-1 of the herbaceous legume species Crotalaria grahamiana into the soil; S3: the production of 5 m3 yr-1 of CaSa-compost (human excreta and biochar) and its application on 600 m2 of land; and S4: a combination of S1, S2, and S3. Results revealed that integrated organic farm waste management still plays a key role in farm nutrient and soil fertility management in these farming systems, but to a lower extent than in the past (status quo). Smallholder farmers that apply organic farm waste to their fields – using in situ, pit, ring-hole, and mixed composting techniques – have higher yields. However, the knowledge on waste management – traditionally passed on from generation to generation – has declined. Today, only one-third of these households earn a reasonable living from their agricultural products. Female-led households with a high age-dependency ratio and farmers with problematic socio-economic backgrounds continue to be the most vulnerable to food insecurity. In comparison, the implementation of training on sustainable land-use management has considerably improved farmers’ livelihoods. Successfully implemented knowledge on sustainable soil and farm nutrient management, including the modification of composting techniques, afforestation, selection of appropriate crop and tree species, improved labour allocation and time management, agricultural record-keeping, as well as gender-responsive communication and decision-making, has led to a transition: from degraded agricultural to multifunctional agroforestry systems. However, also here, one-third of the trained farmers has hardly transformed at all and has remained vulnerable to difficulties with food security, income diversification, and access to education. Comparing the nutrient balance between the homegardens of untrained and trained households, the homegardens of trained households are more likely to have a positive nutrient balance than those of untrained ones. Although untrained households would improve the nutrient balance under all management scenarios, their nutrient balances do not actually turn positive, especially not for nitrogen. Besides, nutrient cycles in the homegardens of all households remain ‘open’ because farmers currently import nutrients from the surrounding area, e.g., through fodder from the grassland. To overcome this dependency, short-term nutrient deficiencies might be alleviated with a precise application of mineral fertiliser and by fostering zero grazing. However, limited access to mineral fertiliser, labour-intensive manure collection and compost production against a background of land scarcity, labour shortage, prolonged dry seasons, and socio-economic imbalances, remain major challenges. To conclude, action needs to be taken and supporting policies and regulations need to be developed, e.g., on the safe use of organic farm waste and wastewater in smallholder agriculture to contribute towards achieving key Sustainable Development Goals of the United Nations. The relevant goals are Goal 2 (Zero hunger), Goal 7 (Affordable and clean energy), and Goal 15 (Life on land). None of the un-trained smallholder households lives under the conditions that these goals intend to prescribe. Only one-third of the trained farming households is one step closer to achieving these targets. To counteract this, a roadmap may serve as a starting point for future initiatives to develop coherent policies and science-based guidelines.:List of figures 7 List of tables 13 Abbreviations and acronyms 17 Units 20 Abstract 21 Zusammenfassung 23 1 Introduction 29 1.1 Problem identification and structure of this thesis 29 1.2 Study area 31 1.2.1 Environment 31 1.2.2 History and development of agriculture 37 1.2.3 Social, economic, and ecological challenges 44 1.3 Objectives 46 1.4 Research questions 47 1.4.1 The status quo of organic farm waste management 48 1.4.2 The transition towards multifunctionality 49 1.4.3 The optimisation of farm waste management 50 1.5 List of publications 53 2 Status quo of organic farm waste management 55 Highlights 55 Graphical abstract 56 Abstract 56 Keywords 57 2.1 Introduction 57 2.2 Background 59 2.2.1 The development of banana-coffee-based farming systems in Karagwe 59 2.2.2 The traditional role of organic farm waste 62 2.3 Materials and methods 63 2.3.1 Study area 63 2.3.2 Methods 65 2.4 Results 67 2.4.1 Farm household typology 67 2.4.2 Status quo of the farm waste management 72 2.4.3 Today's gender roles in agriculture 75 2.5 Discussion 78 2.6 Conclusions and recommendations 81 2.7 Declaration of competing interest 82 2.8 Acknowledgements 82 2.9 References 83 3 Traditional and adapted composting practices 91 Abstract 91 3.1 Introduction 92 3.1.1 Banana-coffee-based farming systems in the highlands of Tanzania 95 3.1.2 Composting practices 98 3.1.3 Traditional: In-situ and pit composting 100 3.1.4 Adapted: On-surface composting 101 3.2 Case studies 102 3.2.1 Traditional composting in the Kagera region 102 3.2.2 On-surface composting in the Morogoro region 104 3.3 Discussion 107 3.4 Conclusion 109 3.5 References 110 4 Transition towards multifunctional farming systems 115 Graphical abstract 115 Highlights 116 Abstract 116 Keywords 117 4.1 Introduction 117 4.2 Materials and methods 120 4.2.1 Study area 120 4.2.2 CaSa-compost 120 4.2.3 Data collection 121 4.2.4 Data analysis 124  4.3 Results 125 4.3.1 Group A: Successful farm households 126 4.3.2 Group B: Moderate successful farm households 134 4.3.3 Group C: Failing farm households 136 4.3.4 Remaining challenges and bottlenecks 138 4.4 Discussion 139 4.5 Conclusions and recommendations 143 4.6 Acknowledgements 144 4.7 References 145 5 Optimised nutrient management 155 Abstract 155 Keywords 156 5.1 Introduction 157 5.2 Materials and methods 158 5.2.1 Study area 158 5.2.2 Data 160 5.3 Results 175 5.4 Discussion 181 5.4.1 Methodology 181 5.4.2 Results 181 5.5 Conclusions and recommendations 186 5.6 Appendix A 188 5.7 References 192 6 Synthesis 199 6.1 Summary and discussion of the results 199 6.1.1 The status quo of organic farm waste management 199 6.1.2 The modification of traditional farm waste management 203 6.1.3 The optimisation of farm waste management 206 6.2 Relevance to the Sustainable Development Goals (SDGs) 208 6.3 Outline of a roadmap for the implementation of the SDG target 2.4 211 6.4 Limitations 215 6.5 Concluding discussion and recommendations 215 7 References 221 8 Appendix 233 8.1 Data set of smallholder farm households 233 Abstract 234 Keywords 235 8.1.1 Specifications table 235 8.1.2 Value of the data 237 8.1.3 Data description 237 8.1.4 Experimental design, materials, and methods 238 Ethics statement 240 Declaration of competing interest 240 Acknowledgments 240 References 240 8.2 Survey data 243 8.2.1 Meta data 243 8.2.2 Geographical data 245 8.2.3 Household information 251 8.2.4 Agricultural information 257 8.2.5 Economic data and Water-Energy-Food (WEF) Nexus 285 8.2.6 Gender-specific distribution of tasks within the farming family 298 / Bananen-Kaffee-basierte Anbausysteme haben eine lange Tradition in Ostafrika. In der Kagera-Region im Nordwesten Tansanias entwickelten sich über Jahrhunderte hinweg ertragreiche Bananen-Kaffee-basierte Anbausysteme in kleinbäuerlicher Landwirtschaft. Die Böden der Hausgärten waren durch die kontinuierliche Zugabe von kompostierten organischen Abfällen dunkel, humusreich und fruchtbar. Jedoch verlor dieses nachhaltige Agroforstsystem in der Kagera-Region in den letzten 50 Jahren zunehmend an Bedeutung. Die Gründe dafür waren in erster Linie der rasche Anstieg der Bevölkerung seit der Unabhängigkeit Tansanias in den 1960er-Jahren sowie der Zustrom von Flüchtlingen in den 1990er-Jahren. Beides führte zu einer Erhöhung der Nachfrage nach Nahrungsmitteln, Baumaterial und Brennholz, die noch immer wichtigste Energiequelle zum Kochen mit einhergehender Degradierung, massiver Entwaldung sowie nachlassender Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit und das Auslassen notwendiger Brachzeiten und Gründungen. Infolgedessen wurden den Böden über fünf Jahrzehnte mehr Nährstoffe entzogen als zugefügt, was zu einer Abnahme der Bodenfruchtbarkeit führte. Die Ernteerträge aller ein- und mehrjährigen Kulturpflanzen sind zurückgegangen und die Böden sowie die Vegetation der Hausgärten sind teilweise stark degradiert. Seitdem sind die Ernährungssicherheit und der Wohlstand der lokalen Bevölkerung sowie die für Tansanias Wirtschaft wichtigen Exporte von Bananen (Musa L.) und Kaffee (Coffea canephora L. var. robusta) aus der Kagera-Region gefährdet. Ziel dieser Dissertation war es, zu untersuchen, ob der jetzigen Degradierung der Hausgärten, die für die Ernährungssicherung der Bevölkerung entscheidend sind, durch eine erneute, stärkere und nachhaltige Einbindung organischer Abfälle entgegengewirkt werden kann und so wie einst multifunktionale, nachhaltige und fruchtbare Agroforstsysteme entstehen können. Dieses Ziel wurde in drei untergeordnete Ziele unterteilt: (1) das Verständnis des Ist-Zustandes des organischen Abfallmanagements im Forschungsgebiet, (2) die Untersuchung von Modifikationsmöglichkeiten für nachhaltige Bananen-Kaffee-basierte Agrarforstsysteme sowie (3) die Evaluierung der Optimierungsmöglichkeiten des organischen Abfallmanagements zur Steigerung der landwirtschaftlichen Produktion. Für jedes Ziel wurde eine Forschungsfrage entwickelt: (1) Inwieweit werden die organischen Abfälle bereits genutzt (Ist-Zustand) und kann abgeschätzt werden, ob das momentane Abfallmanagement ausreicht, um die Bodenfruchtbarkeit und die Produktion von Nahrungsmitteln und Energieträgern zu erhöhen und damit die Armut zu reduzieren; (2) Ob und wie das derzeitige Management organischer Abfälle verbessert werden könnte, um die Bodenfruchtbarkeit und die Biomasseproduktion zu erhöhen; (3) Ob und wie negative Nährstoffbilanzen in positive umgewandelt werden können, wenn das organische Abfallmanagement in den Anbausystemen optimiert und verbessert in den landwirtschaftlichen Stoffkreislauf integriert werden würde. Zur Beantwortung der ersten Frage wurden 150 kleinbäuerliche Haushalte zu ihrer aktuellen landwirtschaftlichen Produktion, der Verfügbarkeit und Aufbereitung von organischen Abfällen sowie deren Verwendung im Anbau der wichtigsten ein- und mehrjährigen Kulturpflanzen befragt. Die Befragung umfasste geografische und ökonomische Daten sowie haushaltsbezogene und landwirtschaftliche Informationen in Bezug auf den Wasser-Boden-Abfall-Nexus und den Wasser-Energie-Nahrungsmittel-Nexus. Mit den erhobenen Daten wurde eine expertenbasierte Typologie der befragten Haushalte erstellt, um diese nach ihrer Biomasseproduktion sowie der Nutzung von organischen Abfällen zu kategorisieren. Bezüglich der zweiten Frage wurden fünf Fokusgruppendiskussionen mit den Ausbildern und Ausbilderinnen einer lokalen Bauernschule durchgeführt, die in den vergangenen zwei Jahrzehnten mehr als 700 kleinbäuerliche Haushalte in nachhaltiger Landwirtschaft schulten. Dabei wurde ebenfalls eine expertenbasierte Typologie der geschulten Haushalte erstellt. Beide Haushaltstypologien wurden hingehend ihrer Biomasseproduktion, organischen Abfallnutzung und Wohlstandes miteinander verglichen. Im Rahmen der dritten Fragestellung wurden die Nährstoffkreisläufe der Hausgärten von geschulten und nicht geschulten Bauernhaushalten analysiert. Dabei wurden folgende Szenarien berücksichtigt: S0: der normale Betrieb ohne Änderungen (Ist-Zustand); S1: die Nutzung von 80 % des verfügbaren menschlichen Urins; S2: die Einarbeitung von 0,5 Tonnen pro Jahr der krautigen Leguminosenart Crotalaria grahamiana in den Boden; S3: die Produktion von jährlich 5 Kubikmetern CaSa-Kompost, bestehend aus menschlichen Ausscheidungen und Biokohle, und dessen Ausbringung auf 600 Quadratmetern in den Hausgärten; und S4: eine Kombination aus S1, S2 und S3. Entsprechende Daten wurden der Literatur entnommen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Einbindung organischer Abfälle auch in degradierten Bananen-Kaffee-basierten Anbausystemen noch immer eine Schlüsselrolle im Nährstoff- und Bodenfruchtbarkeitsmanagement spielt, jedoch zu einem niedrigeren Ausmaß als noch vor 50 Jahren. An Bedeutung verlor dabei auch die traditionelle Weitergabe des Wissens über Kompostierung durch erschwerte sozio-ökonomische Bedingungen. Generell wurde festgestellt, dass Kleinbauernfamilien, die organische Abfälle auf ihren Feldern ausbringen, höhere landwirtschaftliche Erträge erzielen. Das Potenzial zur Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit wird dabei jedoch aktuell nicht vollständig ausgeschöpft, und nur ein Drittel der herkömmlichen kleinbäuerlichen Haushalte erzielt einen den Lebensumständen annähernd angemessenen Lebensunterhalt (Ist-Zustand). Ein weiteres Drittel der ungeschulten Haushalte nutzt organische Dünger zu einem geringeren Ausmaß und erzielt deswegen und wegen weiterer Schwächen im landwirtschaftlichen Management geringere Ernteerträge. Sie sind damit stärker armutsgefährdet als die erstgenannte Gruppe. Jedoch sind v. a. Haushalte, die von alleinerziehenden Frauen geführt werden (ebenfalls ein Drittel der befragten Haushalte), am stärksten von Ernährungsunsicherheit und Armut betroffen. Dabei spielen problematische, sozio-ökonomische Hintergründe eine erschwerende Rolle. Um das Ausmaß dieser Armutsspirale zu verringern, entwickelte eine lokale Bauernschule eine umfangreiche Ausbildung im Bereich nachhaltiger Landwirtschaft. Die erfolgreiche Implementierung der Ausbildung in die eigene Produktion hat die Lebensgrundlage von mindestens einem Drittel der geschulten Bauernhaushalte deutlich verbessert. Erfolgreich umgesetztes Wissen haben dazu geführt, dass degradierte Bananen-Kaffee-basierte Anbausysteme sich zunehmend zu multifunktionalen Agroforstsystemen entwickeln. Hierdurch hat sich nur für ein Drittel der ausgebildeten Bauern bereits die Lage signifikant verbessert. Ein weiteres Drittel befindet sich noch in dem Transformationsprozess. Ihre Erträge bleiben jedoch unter denen der ersten Gruppe. Die dritte Gruppe innerhalb der geschulten Bauernhaushalte konnte das erworbene Wissen wiederum nicht oder nur kaum in die Praxis umsetzen. Diese Gruppe bleibt in Bezug auf Ernährungssicherheit, Einkommens-diversifizierung und Zugang zu Bildung stark vulnerabel. Im Vergleich der Nährstoffbilanzen der Hausgärten zwischen den geschulten und den ungeschulten Bauernhaushalten zeigen erstere eher eine positive Nährstoffbilanz als letztere. Obwohl sich die Nährstoffbilanzen der Felder ungeschulter Haushalte unter allen Managementszenarien verbessern würden, würden sie jedoch noch negativ bleiben, insbesondere für Stickstoff. Darüber hinaus sind die Nährstoffkreisläufe in den Hausgärten aller Familien nicht geschlossen, da ein Großteil der Nährstoffe aus der Umgebung importiert wird, z. B. durch die Verwendung von Futtermittel aus dem umliegenden Grasland.:List of figures 7 List of tables 13 Abbreviations and acronyms 17 Units 20 Abstract 21 Zusammenfassung 23 1 Introduction 29 1.1 Problem identification and structure of this thesis 29 1.2 Study area 31 1.2.1 Environment 31 1.2.2 History and development of agriculture 37 1.2.3 Social, economic, and ecological challenges 44 1.3 Objectives 46 1.4 Research questions 47 1.4.1 The status quo of organic farm waste management 48 1.4.2 The transition towards multifunctionality 49 1.4.3 The optimisation of farm waste management 50 1.5 List of publications 53 2 Status quo of organic farm waste management 55 Highlights 55 Graphical abstract 56 Abstract 56 Keywords 57 2.1 Introduction 57 2.2 Background 59 2.2.1 The development of banana-coffee-based farming systems in Karagwe 59 2.2.2 The traditional role of organic farm waste 62 2.3 Materials and methods 63 2.3.1 Study area 63 2.3.2 Methods 65 2.4 Results 67 2.4.1 Farm household typology 67 2.4.2 Status quo of the farm waste management 72 2.4.3 Today's gender roles in agriculture 75 2.5 Discussion 78 2.6 Conclusions and recommendations 81 2.7 Declaration of competing interest 82 2.8 Acknowledgements 82 2.9 References 83 3 Traditional and adapted composting practices 91 Abstract 91 3.1 Introduction 92 3.1.1 Banana-coffee-based farming systems in the highlands of Tanzania 95 3.1.2 Composting practices 98 3.1.3 Traditional: In-situ and pit composting 100 3.1.4 Adapted: On-surface composting 101 3.2 Case studies 102 3.2.1 Traditional composting in the Kagera region 102 3.2.2 On-surface composting in the Morogoro region 104 3.3 Discussion 107 3.4 Conclusion 109 3.5 References 110 4 Transition towards multifunctional farming systems 115 Graphical abstract 115 Highlights 116 Abstract 116 Keywords 117 4.1 Introduction 117 4.2 Materials and methods 120 4.2.1 Study area 120 4.2.2 CaSa-compost 120 4.2.3 Data collection 121 4.2.4 Data analysis 124  4.3 Results 125 4.3.1 Group A: Successful farm households 126 4.3.2 Group B: Moderate successful farm households 134 4.3.3 Group C: Failing farm households 136 4.3.4 Remaining challenges and bottlenecks 138 4.4 Discussion 139 4.5 Conclusions and recommendations 143 4.6 Acknowledgements 144 4.7 References 145 5 Optimised nutrient management 155 Abstract 155 Keywords 156 5.1 Introduction 157 5.2 Materials and methods 158 5.2.1 Study area 158 5.2.2 Data 160 5.3 Results 175 5.4 Discussion 181 5.4.1 Methodology 181 5.4.2 Results 181 5.5 Conclusions and recommendations 186 5.6 Appendix A 188 5.7 References 192 6 Synthesis 199 6.1 Summary and discussion of the results 199 6.1.1 The status quo of organic farm waste management 199 6.1.2 The modification of traditional farm waste management 203 6.1.3 The optimisation of farm waste management 206 6.2 Relevance to the Sustainable Development Goals (SDGs) 208 6.3 Outline of a roadmap for the implementation of the SDG target 2.4 211 6.4 Limitations 215 6.5 Concluding discussion and recommendations 215 7 References 221 8 Appendix 233 8.1 Data set of smallholder farm households 233 Abstract 234 Keywords 235 8.1.1 Specifications table 235 8.1.2 Value of the data 237 8.1.3 Data description 237 8.1.4 Experimental design, materials, and methods 238 Ethics statement 240 Declaration of competing interest 240 Acknowledgments 240 References 240 8.2 Survey data 243 8.2.1 Meta data 243 8.2.2 Geographical data 245 8.2.3 Household information 251 8.2.4 Agricultural information 257 8.2.5 Economic data and Water-Energy-Food (WEF) Nexus 285 8.2.6 Gender-specific distribution of tasks within the farming family 298

This study explores the role Comunidad Milpa (Milpa) plays in implementing agroecology food systems in Comunidad Pacheco, Argentina. From teaching residents about food cultivation practices, to the importance of a healthy diet and developing relationship with local agroecology producers, the method builds upon the idea of food sovereignty and self-governance. Research conducted for this study focused on obstacles residents encountered while seeking to incorporate local agroecology foods into their diet. Incentives encouraging residents to support area agroecology efforts were also investigated, as well as barriers producers experienced while marketing their products. Design methods used for the investigation included both qualitative and quantitative methods in the form of surveys and interviews with members and participants of Milpa. Data gathered through both methods resulted in identifying the perspective Milpa participants have of the organization, their food practices and choices, and obstacles food producers encounter within the community.

Ruminant animals comprise the greatest proportion of herbivores around the world, provide essential ecosystem services and human consumable protein by consuming grass and human inedible dietary fiber. Herbivory pressure alters plant communities and species diversity, effectively making grazing animals ecosystem engineers in dynamic ecosystems. Development of advanced computer processing power coupled with biometric and ecosystem sensors may be employed in the internet of things framework to create an integrated information system designed to inform understanding of grazing system function and animal energy balance. Towards this end, I utilized Bos indicus / Bos taurus crossbred steers (n = 20) across two study sites each in consecutive calendar years and fitted them with GPS and accelerometer collar systems. Steers were grazed in improved grass pastures containing Tall Fescue (Festuca arundinacea) and Bermudagrass (Cyanodon dactylon). Forage samples were collected in a 20-m grid pattern at 35-day intervals to test nutritional composition, and NDVI maps were created using remotely sensed data collected using a UAV mounted camera system. In the first chapter, I utilize the movement ecology framework to investigate metabolic theory and animal behavior on energy budgets, then explore available technology to utilize in an integrative information system. In Chapter 2, I tested preprocessing and behavior collection methods used to train a machine learning randomforest classification model to predict animal behavior using triaxial accelerometers. Landscape functional scale and optimal sampling density is the primary focus of Chapter 3, where I explored the complex relationship between sampling regime, interpolation strategy, and landscape complexity, demonstrating that sampling density is a product of desired accuracy and landscape complexity. Finally, I focused on animal growth in Chapter 4, demonstrating the functionality of a walk-over-weigh system, and identified robust regression as the most accurate smoothing method to identify and remove spurious animal weights.

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Pour des raisons patrimoniales autant que pour les services qu'elle rend à l'humanité, il apparaît nécessaire de soutenir la diversité des organismes vivants et, pour cela, de connaître leur utilisation des milieux dans les paysages ruraux. En particulier, des travaux récents soutiennent un modèle de colonisation cyclique qui énonce qu'une partie des espèces circulant dans les milieux cultivés en été trouvent un abri propice à l'hivernation dans les milieux semi-naturels. Notre but était ici de mettre au jour les facteurs locaux et paysagers déterminant la répartition spatiale et la structure des assemblages de Carabidae dans un paysage rural des coteaux de Gascogne. Les patrons de répartition des Carabidae, obtenus à deux échelles spatiales différentes, celle du paysage et celle de la parcelle, et à deux moments clés de la vie de ces insectes, la période durant laquelle ils sont actifs (circulants) et la période d'hivernation, ont été interprétés en termes de processus écologiques grâce à la prise en compte des traits biologiques et écologiques des espèces de Carabidae. Les résultats montrent que le type de milieu a un effet structurant majeur sur les assemblages de Carabidae circulants comme hivernants, comparable aux effets des conditions environnementales locales et paysagères réunies. Par ailleurs, les effets de lisière sur les Carabidae circulants, au niveau des interfaces entre les bois et les cultures, sont limités à quelques mètres ou quelques dizaines de mètres. Concernant les Carabidae hivernants, nous avons noté de manière surprenante que leur densité était de deux à six fois plus élevée dans les marges (cultivées) des cultures que dans les milieux semi-naturels. De plus, nous n'avons noté aucun contraste de répartition spatiale entre les Carabidae hivernants et les Carabidae circulants, quels que soient les espèces ou les groupes fonctionnels considérés. Ceci indique donc que les marges des cultures sont des milieux d’hivernation très importants dans le contexte considéré et que si un mouvement de colonisation cyclique existe pour les Carabidae des cultures, il doit se dérouler entre leur zone intérieure et leur marge. L'ensemble de nos résultats soutient l'idée que si l'agencement spatial des milieux seminaturels dans le paysage est important pour promouvoir les populations de Carabidae auxiliaires dans les cultures, la gestion des cultures elles-mêmes, et notamment de leurs marges, est également de première importance. / Supporting biodiversity is an ethical as well as a practical issue since it provides numerous ecosystem services. In that purpose, it is necessary to determine how organisms use the different habitats in rural landscapes. In this view, recent studies suggest that a number of arthropods cyclically colonise cultures, where they feed and reproduce, and semi-natural areas, where they overwinter. We aimed to determine the local and landscape determinants of spatial distribution and structure of ground beetle (Coleoptera: Carabidae) assemblages in a rural landscape of south-western France. We studied spatial distribution patterns of ground beetles at landscape and habitat scales, and at two key periods of their life, that when they are active, and winter. We then considered biological and ecological traits to deduce from these spatial patterns ecological processes affecting ground beetles. Our results show that habitat type has a major effect on species assemblages of active (circulating) as well as overwintering ground beetles, equivalent to that of local conditions and landscape context combined. Edge effects on circulating ground beetles at the woodlot-filed interface were limited to a few meters or a few dozen of meters in both habitats. Amazingly, we found that the density of overwintering ground beetles was two-to six-fold higher in crop margins than in semi-natural habitats. Moreover, we failed to show any difference between the spatial distribution of overwintering ground beetles and circulating ground beetles, whatever the species or functional group considered. Crop margins are thus major overwintering sites in the context studied and cyclic colonisation of ground beetles in crops, if real, may take place between the inner zone and the margins of crops. These results suggest that, in addition to spatial arrangement of semi-natural habitats, crop management, and in particular management of crop margins, is important to promote ground beetles and their beneficial effects on crop protection in agro-forested landscapes.