Les pucerons causent des dommages importants aux cultures céréalières et il est de plus en plus crucial de trouver des alternatives à la lutte chimique. Suite au Grenelle de l‟Environnement, les impératifs du développement durable et d‟une agriculture respectueuse de l‟environnement imposent de développer les recherches sur les méthodes de lutte biologique. Dans les paysages agricoles, la régulation naturelle des pucerons est assurée par divers parasites et une guilde diversifiée de prédateurs qui peuvent jouer un rôle régulateur important dans les phases précoces de la saison de reproduction. L‟objectif de cette thèse est de comparer l‟occupation des parcelles de blé et de maïs par les pucerons et leurs prédateurs carabiques dans des situations paysagères contrastées. Le travail a été mené pendant deux années sur 24 parcelles de céréales au sein de la zone atelier Armorique. Nous avons testé l‟effet de diverses variables paysagères sur la diversité et l‟abondance des pucerons et des communautés de carabes dans des parcelles de blé et de maïs. A l‟échelle du paysage, nous avons montré que la densité du bocage favorise l‟abondance des pucerons dans le blé mais pas dans le maïs. En revanche, le paysage ouvert favorise l‟abondance des carabes dans le blé comme dans le maïs. L‟augmentation des surfaces cultivées conduit à une perte d‟espèces des carabes et à un remplacement des espèces de grande taille par des espèces de petite taille A l‟échelle du contexte paysager, il y a une corrélation positive entre l'abondance des pucerons et la proportion de bois et de prairies à grande échelle(500m et 800m). Les proportions des prairies et des haies sont négativement corrélées avec l'abondance des carabes tandis que la richesse spécifique de cette communauté augmente avec la proportion des haies et des prairies. La proportion de bandes enherbées affecte négativement l'abondance des pucerons dans les parcelles de blé, et positivement dans les parcelles de maïs. L'abondance de carabes est positivement corrélée avec la proportion de bandes enherbées à grande échelle dans les deux types de cultures. A échelle locale, on observe une diminution du nombre total de pucerons à mesure qu‟on s‟éloigne de la bordure du champ. Alors que le nombre total de carabes augmente vers le centre des parcelles. La présence des bandes enherbées influence faiblement l‟abondance des pucerons. L‟abondance totale des pucerons et des carabes était significativement corrélée de manière positive dans le paysage ouvert pour les deux cultures , alors que dans le paysage fermé, cette corrélation était négative pour le blé et positive pour le maïs. Nos résultats montrent que les distributions et les relations carabes pucerons dans les paysages agricoles sont complexes puisqu‟elles varient à la fois selon le type de paysage, le contexte local et le type de culture.

Cette thèse en anthropologie de l'environnement se focalise sur les perceptions, par des agriculteurs bretons, de deux objets choisis en tant qu'outils potentiels de résilience écologique d'éléments du paysage agricole. L'étude de l'implantation de bandes enherbées montre une pertinence écologique et sociale faible. L'imposition de la réglementation, ne laissant pas de place à l'initiative et à la valorisation des savoirs des agriculteurs, freine son acceptation sociale et ne permet pas la valorisation des spécificités écologiques locales. A l'opposé, l'étude des raisons du maintien des arbres d'émonde montre la créativité des exploitants adaptant librement cette technique traditionnelle. Ces résultats invitent à une proposition de gestion participative des bandes enherbées afin d'optimiser l'efficience de la mesure. La fréquentation de ce site par les chercheurs permet d'envisager un dialogue entre les savoirs, et de réfléchir à la légitimité de la présence des scientifiques.

La gestion intensive des populations adventices, liée aux risques de perte de rendement et à la dégradation de la qualité de la récolte, a largement conduit à leur régression dans les milieux cultivés au cours de ces dernières décennies. Ce déclin floristique dans le paysage agricole a conduit à une perte de biodiversité plus large car de nombreux organismes (oiseaux, insectes, mammifères) sont dépendants de la ressource trophique que représentent ces communautés végétales. Pour contrer cette perte de biodiversité et limiter les effets néfastes de l'agriculture sur l'environnement, de nombreuses mesures agro environnementales ont été mises en place à travers l'Europe. En France, des bandes enherbées ont été implantées par les agriculteurs le long des cours d'eau pour limiter la dérive des produits phytosanitaires et limiter l'érosion hydrique des sols. Ces bandes sont principalement semées avec des mélanges de graminées et ne reçoivent ni traitement chimique, ni engrais. En conséquence, leur mise en place généralisée dans le paysage agricole pour de nombreuses années et sans contrepartie financière pour les agriculteurs, suscitent des craintes quant aux risques malherbologiques qu'elles peuvent représenter. A l'opposé, ces espaces peuvent être considérés comme des opportunités pour maintenir, dans des compartiments proches des zones cultivées, des populations adventices dont les services écosystémiques rendus à l'agriculture sont de plus en plus mis en évidence. Ce travail de thèse montre que les bandes enherbées hébergent une grande diversité floristique. Les communautés adventices sont principalement structurées par le type de bordure adjacente à la bande enherbée et par les modes de gestion qui y sont conduits. L'alternance perturbation-compétition générée respectivement par le broyage et la compétition des espèces semées ne permet pas aux espèces annuelles de se maintenir dans cet habitat où elles ne peuvent que difficilement y produire des semences. Les espèces fréquemment rencontrées sont vivaces, mais ne dominent que très rarement sur le couvert semé. Bien que les bandes enherbées hébergent une flore riche, composée majoritairement d'espèces des champs, il apparaît que ces espaces ne favorisent pas la dispersion d'espèces adventices vers la parcelle cultivée. En effet, la mise en place d'un couvert semé à l'endroit même où l'on observait auparavant une transition de la flore des bordures vers la flore des champs, limite l'effet des bordures sur les champs, au moins à court terme. En outre, la mise en place et l'entretien de ce couvert ont un coût pour l'agriculteur raisonnable à l'échelle de l'exploitation agricole. Malgré la crainte émise quant au déclin des mauvaises herbes annuelles, les bandes enherbées sont une opportunité pour la gestion des adventices à l'échelle de la parcelle cultivée comme à celle du paysage. Des études conjointes mettant en relation la flore avec d'autres communautés (microflore du sol, criquets) ont été initiées et pourraient permettre de valoriser d'un point de vue biodiversité la mise en place d'une mesure au départ purement agro-environnementale.

Les pollutions par les xénobiotiques, en particulier les pesticides, et les métaux lourds issus des activités agricoles présentent une grande complexité de composition chimique et de dynamique spatio-temporelle. La présence de bandes enherbées entre les parcelles cultivées et les cours d’eau permet une limitation de la diffusion de ces pollutions résiduelles vers les milieux naturels. Le compartiment végétal de ces bandes enherbées peut jouer de multiples rôles dans ce contexte de protection environnementale. L’étude comparative réalisée in situ et en conditions contrôlées de laboratoire a permis de mettre en évidence le rôle biologique du compartiment végétal avec son implication directe dans les processus in planta d’absorption, de stockage et/ou de dégradation au moins partielle. Un tel rôle phytoremédiateur est dépendant de la capacité des plantes à se maintenir sur ces milieux pollués, qui diffère selon l’espèce considérée et structure ainsi les communautés végétales des bandes enherbées. L’étude intégrative en conditions contrôlées des réponses des plantes aux interactions avec les xénobiotiques à faibles doses, à différentes échelles de complexité du fonctionnement végétal, a permis de montrer les effets de ces stress chimiques chez l’espèce modèle Arabidopsis thaliana et chez l’espèce prairiale Lolium perenne. Les xénobiotiques et les métaux lourds à des doses subtoxiques ont induit d’importants bouleversements métabolomiques et moléculaires chez ces espèces, avec des effets cryptiques de ces polluants et de leurs produits de dégradation. L’analyse en conditions de multi-pollution, qui reflètent de manière réaliste les pollutions péri-agricoles, a montré la complexité et la difficulté de prédiction des interactions entre les effets des contaminants en mélange. Ces mécanismes de réponses diffèrent selon l’espèce et le polluant et laissent supposer des divergences en termes de perception et/ou de transport des polluants, ou de coordination des réponses moléculaires et métaboliques. Arabidopsis a ainsi présenté une coordination de ses réponses orientée vers une augmentation des métabolites de stress, et une diminution des métabolites carbonés (sucres solubles), en parallèle de modifications de l’expression de gènes impliqués dans les défenses antioxydantes, les défenses contre les stress xénobiotiques, ou dans la dynamique des phytohormones. Le stress chimique a entraîné chez Lolium des modifications majeures du métabolisme azoté, ainsi qu’un remaniement des processus de photorespiration. L’analyse transcriptomique de cette espèce a de plus montré que la majorité des gènes identifiés sont impliqués dans des voies de transduction de signal, montrant ainsi la complexité des mécanismes de réponse et les couplages qui existent entre les signaux métaboliques, en particulier liés aux sucres, les voies de signalisation associées aux phytohormones, les signaux de stress et la photosynthèse. / Environmental pollutions by xenobiotics, especially by pesticides and heavy metals derived from agricultural activities, show an important complexity of chemical composition and of spatiotemporal dynamic. Vegetative filter strips between cultivated fields and streams limit the diffusion of these residual pollutions to natural environments. However, the exact biological role of plant in these buffer strips is poorly understood in this context of environmental and ecological protection. A comparative study carried out in situ and in controlled conditions highlighted the role of plant compartment in the processes of absorption, storage and/or partial degradation of pollutants in planta. Such capability of phytoremediation depends on the maintenance of a vegetal cover in area subjected to recurring flow of pesticides, it varies according to species and leads to the structuration of vegetative filter strip communities. An integrative study in controlled conditions of plant responses to low doses of pollutants allowed to analyze at different levels of complexity the impacts of chemical stresses on the model species Arabidopsis thaliana and the grassland species Lolium perenne. Low and sublethal doses of xenobiotics, associated degradation products and heavy metals induced cryptic perturbations at metabolic and molecular levels. Multi-pollution analyses, which reflect realistic conditions of environmental exposure, highlighted complex interactive effects between pollutants in mixture and the difficulty to predict them. The mechanisms of response to these chemical stresses differ according to the species and the pollutant, and suggest differences in term of perception and/or transport of pollutants, or of coordination of molecular and metabolic responses. Arabidopsis presented a coordination of its responses toward an increase of stress metabolites, a decrease of carbon metabolites (soluble carbohydrates), in parallel with modifications of gene expressions implicated on antioxidant defences, defence against xenobiotic stresses, or phytohormone dynamic. Chemical stress leads to major modifications of nitrogen metabolism in Lolium, and perturbations of processes of photorespiration. De novo transcriptomic analysis of Lolium therefore showed that a majority of identified genes are related to signal transduction pathways, highlighting the complexity of response mechanisms and the links between metabolic signals, especially linked to carbohydrate, hormonal signaling pathways, stress signals and photosynthesis. Subtoxic chemical stress induced cryptic re-engineering of plant processes that may explain the development of tolerance for some species and their persistence in area affected by residual pollution.