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Dung beetles, but not rodents, contribute to brown bear feces removal, disaggregation, and secondary seed dispersal
No full textarticle de 14 p.Data (Pauly et al., 2025) are available from Data INRAE: https://doi.org/10.57745/KFWPNI.International audienceSeed dispersal by endozoochory is essential to plant dynamics, but once released in the feces, the seeds face a hostile environment that is not always favorable to germination. Indeed, feces may contain inhibitors, have high seed density, and be densely structured. However, feces visitors such as vertebrates and invertebrates may play an essential role in secondary seed dispersal (SSD) and can alleviate the chemical and physical constraints of the feces. Yet, their relative roles in the dispersal of small-and medium-sized seeds are not well documented. In this study, we designed a field experiment in the French Pyrénées mountains to disentangle the relative role of vertebrate and invertebrate on feces removal, disaggregation, and secondary dispersal of small-and medium-sized seeds. We thus used 30 brown bear (Ursus arctos) fresh feces and separated each of them into three sub-samples submitted to different treatments allowing total access of any visitor, access restricted to invertebrates, and no visitor access, respectively. We inserted eight raspberry (Rubus idaeus) and five blueberry (Vaccinium myrtillus) marked seeds in each sub-sample to assess SSD. In parallel, we used camera and pitfall traps to document the presence of vertebrate and invertebrate visitors, respectively. After ten days, we weighed the fecal matter remaining, counted the remaining seeds, and assessed the feces disaggregation based on visual examination and objective criteria. We observed a significant effect of invertebrates on feces removal, disaggregation, and secondary dispersal of both seed species. Vertebrates did not visit the feces. Dung beetles caught in pitfall traps appear as the main secondary seed dispersers and disaggregation agents in this area. We also pinpointed that diet composition and structure of brown bear feces affect dung beetle attraction and activities. Our study in a temperate mountainous area identifies dung beetles as key agents in the disaggregation of large feces and secondary dispersal of small-and medium-sized seeds, with no evidence of rodents. Diet composition and the fecal matter trapping the seeds affect seed fate by modulating dung beetle activity. By releasing variable fecal contents, omnivorous primary seed vectors have an even more complex effect on seed fate than expected.La dispersion des graines par endozoochorie est essentielle à la dynamique des plantes, mais une fois dans les fèces, elles sont confrontées à un environnement hostile à la germination. En effet, les fèces peuvent contenir des inhibiteurs, une forte densité de graines et être densément structurées. Cependant, les visiteurs des fèces (vertébrés et invertébrés) peuvent jouer un rôle essentiel dans la dispersion secondaire des graines (DSG) et limiter les contraintes des fèces. Dans cette étude, nous avons conçu une expérience dans les Pyrénées pour démêler le rôle relatif des vertébrés et des invertébrés sur la désagrégation des fèces de l'ours brun ( Ursus arctos ) et la dispersion secondaire de graines de petite et moyenne taille. Nous avons utilisé 30 fèces fraîches d'ours brun pyrénéens et séparé chacune d'entre elles en trois sous‐échantillons permettant soit un accès total à tout visiteur, un accès limité aux invertébrés ou aucun accès. Nous avons inséré huit graines de framboise ( Rubus idaeus ) et cinq graines de myrtille ( Vaccinium myrtillus ) marquees dans chaque sous‐échantillon pour évaluer la DSG. Parallèlement, nous avons utilisé des pièges photos et des pièges à fosse pour capturer respectivement la presence de vertébrés et invertébrés. Après dix jours, nous avons pesé la fèces, compté les graines et évalué la désagrégation des fèces. Nous avons observé un effet significatif des invertébrés sur l'élimination et la désagrégation des fèces et la DSG des deux plantes. Les vertébrés n'ont pas visité les fèces. Les bousiers, capturés dans les pièges à fosse, semblent être le principal agent de désagrégation et de DSG. Nous avons également mis en évidence que la composition du régime alimentaire des fèces de l'ours brun affecte l'attraction des bousiers et leurs activités. Notre étude dans une zone montagneuse tempérée identifie les bousiers, mais pas les rongeurs, comme des agents clés dans la désagrégation et la dispersion secondaire des graines de petite et moyenne taille. La composition des fèces qui contiennent les graines influencent le devenir des graines en modulant l'activité des bousiers. En libérant des fèces de composition variable, les omnivores vecteurs primaires de graines ont un effet encore plus complexe que prévu sur le devenir des graines
Valuing the use of agrobiodiversity by combining policy instruments and local measures: from the diversity of initiatives to policy recommendations
No full textInternational audienc
Impacts of agricultural intensification on weed floral and competitive traits: a spatiotemporal study in French vineyards and annual crops
No full textInternational audienceWeeds play a dual role in agroecosystems, offering both ecosystem services and disservices. Agricultural intensification, particularly herbicide use, has reshaped weed communities, with distinct effects in annual and perennial cropping systems. However, how intensification influences weed multifunctionality—especially in terms of competition and pollination—remains limited. This study explores how weed communities respond to agricultural intensification along spatial and temporal gradients, focusing on traits related to competition and pollination. Specifically, (1) the variation in floral and competitive traits across cropping systems, (2) their responses to management practices, especially herbicides, using national weed surveys from annual crops and vineyards, and (3) long-term changes in floral functional diversity, using two diachronic weed survey datasets, are examined. The results show that vineyards support weed communities more favourable to pollinators than annual crops. While herbicides reduce floral resources in annual systems, practices such as tillage and mowing in vineyards can help maintain floral diversity. In contrast, competitive traits showed no consistent response to herbicide use, highlighting context-dependent effects. Over time, diverging trends in weed floral diversity were observed: a decline in annual crops from the 1970s to 2020 s, and an improvement in vineyards from the 1980s onward. These results underscore the importance of considering both functional roles of weeds and their management context. To fully grasp the contribution of weeds to agroecosystem multifunctionality, long-term monitoring of weed–pollinator interactions and farming practices is essential
Chapter 9. Epigenetics and Crop Improvement
No full textInternational audienceThis chapter presents how epigenetic mechanisms can play a part in the various stages of a selection scheme and contribute to plant improvement, using the example of two agronomic species with very different characteristics: rice and grapevine. The use of epigenetic variations in plant breeding presents the problem of recognizing these variations as a stable trait enabling a new variety to be distinguished. Agronomic, technological and environmental value is another important criterion before a new variety can be registered in the official catalog and marketed. Beyond the regulatory aspect (tested in multilocation trials), the adaptation of a new rice or grape variety to its target environment is an essential aspect for its adoption by rice farmers or winegrowers. Genetics and epigenetics are intimately linked during varietal improvement processes. They must therefore be taken into account as explanatory factors. However, breeders are still reluctant to use epigenetic mechanisms in their day-to-day practices
Enhancing the resilience of short food supply chains: toward a relational understanding of the resilience process in the face of inflation
No full textInternational audienceShort food supply chains (SFSCs) have proven their resilience during recent challenges, including the COVID-19 global pandemic. The recent rise in inflation in France has posed new challenges too. This study examines how short food supply chains in the South of France are responding to the challenges posed by inflation including rising production costs and a potentially shrinking consumer base. We propose integrating the resilience literature with the concept of embeddedness. Through this cross-fertilization, we conceptualize resilience as a dynamic process shaped by relationships and consisting of distinct stages: absorption, adaptation, and transformation. The study, based on 30 semi-structured interviews with horticultural farmers, reveals the existence of distinct phases in farmers' responses to the situation. In the early stages, farmers collectively tackled the problem of rising costs by using shared resources and social networks. During the adaptation phase, pricing strategies were adjusted, facilitated by cooperative agreements between producers in different SFSCs. In the transformation phase, farmers shifted to direct sales to reduce their dependence on unreliable retail intermediaries. SFSCs not only adapted to economic shocks but also cultivated resilient strategies that strengthened community ties. Our research highlights the complex and multifaceted nature of relationships within SFSCs, which typically begin as primarily transactional and often evolve to include elements of friendship and mutual support. Such relationships facilitate flexible and collective responses to disruptions. In addition, the study identifies shortcomings in current resilience frameworks, particularly with regard to addressing systemic challenges and the role of public policy. Future research would benefit from exploring how institutional support and territorial embeddedness can further enhance the resilience of SFSCs in different socio-economic contexts
Application de Scaled Particle Theory à la Problématique de la Solubilité de Kafirine
No full textInternational audienceProteins have multiple functionalities such as structuring ability (aggregation-gelation, coacervation) and sur-face properties (emulsification, foaming, solid surface adsorption). Our working hypothesis is that protein sol-ubility is the key to controlling these functionalities, through the Gibbs free energy of cavity creation (ΔGC), one of component of solvation free energy. In order to better rationalise the solvation process of plant pro-teins, we used the Scaled Particle Theory, SPT, to compute ΔGC and chose to work with proteins known for their particularly low solvation rate in water, sorghum kafirin.Kafirin, sorghum’s storage proteins, are known for their high content of hydrophobic amino acids (60-65 %) in comparison to other prolamins, like wheat gluten proteins or corn zeins (about 50-55%). The resulting high hydrophobicity and self-assembling properties of kafirins lower their solubility.We aim to compute the energy needed to solvate these hydrophobic proteins by focusing on the structure of solvent molecules around non polar residues based on cavity formation. Cavity creation is pointed out to be an entropy driven process. In this study, we calculated ΔGC by SPT [1], [2], [3], using the characteristics of kafirin, in tert-butanol, isopropanol, ethanol and water.Following an experimental design, we showed that ΔGC is one of the main factors influencing kafirin solubility, along with temperature. The ΔGC for the different solvents tested varies from 0.157 to 0.317 kJ.mol-1.Å-2. The solvents’ ranking of cost of cavity creation is ΔGC(tert-butanol) < ΔGC(Isopropanol) < ΔGC(Ethanol) < ΔGC(Water). Finally, solvents with high packing density and low density fluctuations, decrease the energy of cavity creation resulting in increased protein solubility.References:[1] Graziano, G. (2006). Scaled Particle Theory Study of the Length Scale Dependence of Cavity Thermodynamics in Different Liquids. The Journal of Physical Chemistry B, 110(23), 11421‑11426. https://doi.org/10.1021/jp0571269[2] Graziano, G. (2015). The Gibbs energy cost of cavity creation depends on geometry. Journal of Molecular Liquids, 211, 1047‑1051. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2015.08.034[3] Pierotti, R. A. (1976). A scaled particle theory of aqueous and nonaqueous solutions. Chemical Reviews, 76(6), 717‑726. https://doi.org/10.1021/cr60304a002Les protéines possèdent de multiples fonctionnalités, telles que la capacité de structuration (agrégation-gélification, coacervation) et les propriétés de surface (émulsification, moussage, adsorption sur surface solide). Notre hypothèse de travail est que la solubilité des protéines est la clé pour contrôler ces fonctionnalités, grâce à l'énergie libre de Gibbs de création de cavité (ΔGC), l'une des composantes de l'énergie libre de solvatation. Afin de mieux rationaliser le processus de solvatation des protéines végétales, nous avons utilisé la Scaled Particle Theory (SPT) pour calculer ΔGC et avons choisi de travailler avec des protéines connues pour leur taux de solvatation particulièrement faible dans l'eau, les kafirines de sorgho.Les kafirines, protéines de réserve du sorgho, sont connues pour leur teneur élevée en acides aminés hydrophobes (60 à 65 %) par rapport à d'autres prolamines, comme les protéines de gluten de blé ou les zéines de maïs (environ 50 à 55 %). L'hydrophobicité élevée et les propriétés d'auto-assemblage qui en résultent réduisent la solubilité des kafirines.Nous visons à calculer l'énergie nécessaire pour solubiliser ces protéines hydrophobes en nous concentrant sur la structure des molécules de solvant autour des résidus non polaires sur la base de la formation de cavités. La création de cavités est considérée comme un processus entropique. Dans cette étude, nous avons calculé ΔGC par SPT [1], [2], [3], en utilisant les caractéristiques des kafirines, dans le tert-butanol, l'isopropanol, l'éthanol et l'eau.À la suite d'un plan d'expérience, nous avons montré que le ΔGC est l'un des principaux facteurs influençant la solubilité de la kafirine, avec la température. Le ΔGC pour les différents solvants testés varie de 0,157 à 0,317 kJ.mol-1.Å-2. Le classement des solvants en fonction du coût de création de cavités est le suivant : ΔGC(tert-butanol) < ΔGC(isopropanol) < ΔGC(éthanol) < ΔGC(eau). Enfin, les solvants à haute densité de packing et à faibles fluctuations de densité réduisent l'énergie nécessaire à la création de cavités, ce qui augmente la solubilité des protéines.Bibliography :[1] Graziano, G. (2006). Scaled Particle Theory Study of the Length Scale Dependence of Cavity Thermodynamics in Different Liquids. The Journal of Physical Chemistry B, 110(23), 11421‑11426. https://doi.org/10.1021/jp0571269[2] Graziano, G. (2015). The Gibbs energy cost of cavity creation depends on geometry. Journal of Molecular Liquids, 211, 1047‑1051. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2015.08.034[3] Pierotti, R. A. (1976). A scaled particle theory of aqueous and nonaqueous solutions. Chemical Reviews, 76(6), 717‑726. https://doi.org/10.1021/cr60304a00
High rates of nitrogen fixation and transfer by Cajanus cajan to associated crop in a semi-arid agroforestry system
No full textIn semi-arid regions where nitrogen de ciency limits crop productivity, the integration of leguminous tree species into agroforestry systems (AFS) is likely to enhance nitrogen availability for associated crops. We tested this hypothesis in southern Madagascar, a region characterized by erratic and low rainfall, and nutrient-poor soils where the pigeon pea grown as a pure crop or mixed with cassava. Over a 3-month period, we estimated the atmospheric nitrogen xation rate (%Ndfa) by two-year-old pigeon pea (Cajanus cajan) grown as a pure crop and in association with cassava (Manihot esculenta) using N dilution method, and the transfer of N from pigeon pea to cassava (%Ndft) in the mixed pigeon pea-cassava plots. Six-month-old pure cassava plots were used as reference.Each system was replicated three times. 15 N soil labeling (98 atom% 15 N) was used to estimate %Ndfa and %Ndft. %Ndfa was 100% in both pigeon pea systems. Considering %Ndfa of 100% from planting date, the quantity of N xed was two times higher in pure pigeon pea plot than in mixed pigeon peacassava plots, with values of 17.1 kg N ha-¹ and 8.5 kg N ha-¹, respectively. This nding was consistent with the 2.8 times higher planting density in pure pigeon pea plots compared to mixed pigeon pea-cassava plots. Nitrogen transfer from pigeon pea to cassava was greater (72.9%) when the cassava plant was positioned farther from pigeon pea rows (in the middle) compared to when it was planted next to pigeon pea row (42.4%). Our results suggest that integrating pigeon pea into semiarid agroforestry systems could enhance nitrogen status of the associated crop, particularly in unfertilized AFS.</div
Phosphorus dynamics in a sandy soil amended with ph-modified pig slurry: insights from a rhizobox study using 33P isotopes
No full textInternational audienceBackground and aims This study assessed the impact of pH modification of pig slurry on the dynamics of slurry-and soil-derived phosphorus (P) after surface application, as a potential alternative to inorganic P fertilizers. Methods Mineral acidification (pH 5), bio-acidification (pH 5), and alkalinization (pH 9.5) were the strategies used to modify the pH of pig slurry using paper industry by-products and additive combinations. Maize seedlings were grown in rhizoboxes to monitor root and shoot traits over 23 days. The labile P pool in the sandy loam soil was labeled with 33 P to distinguish between soil-and fertilizer-derived P. Post-harvest analyses included acid phosphatase activity and mycorrhizal root colonization. Results All (bio)-acidified treatments significantly increased slurry water-extractable P by 70% but spent acid by-product reduced maize root growth and total P uptake. Alkalinized slurry did not affect root growth, P uptake, or soil enzymatic activity. Root branching and length were diminished in all acidified treatments, accompanied by a 59% reduction in enzymatic activity and mycorrhizal root colonization remaining below 10% across treatments. Conclusion While acidified slurry improved P solubility, gains in plant P uptake and biomass were</div
Frontiers in earth observation for global soil properties assessment linked to environmental and socio-economic factors
No full textInternational audienceSoil has garnered global attention for its role in food security and climate change. Fine-scale soil-mapping techniques are urgently needed to support food, water, and biodiversity services. A global soil dataset integrated into an Earth observation system and supported by cloud computing enabled the development of the first global soil grid of six key properties at a 90-m spatial resolution. Assessing them from environmental and socio-economic perspectives, we demonstrated that 64% of the world's topsoils are primarily sandy, with low fertility and high susceptibility to degradation. These conditions limit crop productivity and highlight potential risks to food security. Results reveal that approximately 900 Gt of soil organic carbon (SOC) is stored up to 20 cm deep. Arid biomes store three times more SOC than mangroves based on total areas. SOC content in agricultural soils is reduced by at least 60% compared to soils under natural vegetation. Most agricultural areas are being fertilized while simultaneously experiencing a depletion of the carbon pool. By integrating soil capacity with economic and social factors, we highlight the critical role of soil in supporting societal prosperity. The top 10 largest countries in area per continent store 75% of the global SOC stock. However, the poorest countries face rapid organic matter degradation. We indicate an interconnection between societal growth and spatially explicit mapping of soil properties. This soil-human nexus establishes a geographically based link between soil health and human development. It underscores the importance of soil management in enhancing agricultural productivity and promotes sustainable-land-use planning
Les coopératives sont elles vectrices de la transition numérique de l’agriculture ?
No full textInternational audienceObjectif et/ou questions de recherche : Le développement du numérique dans le secteur agricole est perçu par les institutions publiques et internationales comme un levier de production efficace et durable, de renforcement de la sécurité alimentaire (Trendov, 2019), mais aussi de réponse aux défis environnementaux à travers les technologies de l’agriculture de précision et autres modèles numériques (DeLonge et al., 2016). Cependant, les bénéfices attribués à ces outils, suscitent encore des controverses dans les débats scientifiques et professionnels agricoles. Ces réactions soulèvent des questionnements sur la connaissance autour du numérique et son déploiement dans les systèmes agricoles. Dans ce cadre, la littérature met en lumière le rôle central des organisations intermédiaires dans la diffusion des innovations, notamment celui des coopératives agricoles. Au-delà de leur fonction initiale de mutualisation des moyens de production et de commercialisation de leurs membres, celles-ci promeuvent l’innovation auprès des agriculteurs à travers le transfert de technologies et de connaissance, et le conseil (Bidet et Defourny, 2019). Toutefois, leur rôle dans la digitalisation de l’agriculture n’a jusqu’ici fait l’objet que de très peu d’études. C’est pourquoi, cette recherche s’intéresse aux coopératives en tant que catalyseurs de la transition numérique de l’agriculture pour des systèmes agricoles plus durables et responsables. Elle vise à comprendre comment, en tant qu’intermédiaires d’innovation, les coopératives peuvent favoriser l’adoption d’innovations numériques dans les systèmes agricoles. Cadre conceptuel : Peu d’études concernent à ce jour les coopératives agricoles, malgré leur rôfle clé dans l’innovation amont (Magrini et al., 2013). Néanmoins, quelques travaux sur les systèmes 2 d’innovation, ont permis de mettre en évidence les rôles des coopératives dans le transfert de la connaissance agricole (Kilelu et al., 2011 ; Yang et al., 2014). Sur le plan théorique, cette recherche mobilise la littérature sur les organisations intermédiaires et les processus d’innovation à partir des travaux de Howells, (2006), qui conçoit un intermédiaire de l’innovation comme « une organisation ou un organisme qui agit en tant qu'agent ou courtier au cours d’un processus d'innovation, en mettant en relation deux ou plusieurs parties ». Méthodologie : D’un point de vue méthodologique, nous examinons le rôle des coopératives françaises dans les filières viticoles, ainsi que fruits et légumes en matière de diffusion des outils numériques destinés à la production agricole. Notre recherche s’appuie sur une démarche de recherche qualitative, et une approche à la fois inductive et abductive. L’étude repose sur 44 entretiens semi-directifs, dont 20 réalisés auprès de dirigeants et d’agents techniques de coopératives et 24 auprès d’agriculteurs associés-coopérateur. Résultats et apports : Les résultats des entretiens indiquent une réelle implication des coopératives dans la transition numérique de l’agriculture. Nos analyses montrent ainsi une évolution du rôle des coopératives vers des fonctions d’intermédiation plus diversifiées. Ainsi, nous avons identifié dans cette recherche dix fonctions et actions d’intermédiation couvrant un très large spectre d’activités. La plupart de ces fonctions correspondent à celles proposées dans la théorie. Toutefois, deux fonctions non mentionnées dans la littérature émergent de notre analyse, à savoir la co- conception et la conception d’outils numériques à l’échelle des coopératives. En outre, il ressort que les actions entreprises par les coopératives pour promouvoir l’adoption du numérique dans les exploitations, semblent être influencées davantage par leur profil et leurs caractéristiques organisationnelles (gouvernance, orientations stratégiques, relation extérieure, taille, filière) que par la nature de l’outil. Par exemple, les coopératives ayant un mode de gouvernance plus participatif, disposant d’un service technique et dont les orientations stratégiques sont axées sur des démarches environnementales et de durabilité, sont plus susceptibles d’assurer des actions favorisant le transfert de connaissance et d’information pour réduire les asymétries d’information, l’établissement de connexion entre les parties en coordonnant leurs interactions, faciliter l’accès au financement. De même, les résultats révèlent que la taille et la filière de production (viticulture ou fruits et légumes) des coopératives peuvent influencer les types d’activités et les moyens qu’elles mettent en œuvre pour encourager l’adoption du numérique. Toutefois, les entretiens avec les agriculteurs soulignent que l’adoption de ces outils n’est effective que grâce à la confiance des agriculteurs envers leur coopérative. Notre recherche met en exergue le rôle central et démultiplicateur des coopératives dans l’adoption du numérique en agriculture, dans une démarche de transformation des pratiques agricoles. Elle souligne aussi la nature disruptive de la digitalisation de l’agriculture, qui nécessite un accompagnement particulier des agriculteurs que les coopératives sont à même de réaliser sous certaines conditions organisationnelles. Ce travail apporte une contribution à la littérature sur le rôle des coopératives en tant qu’organisations intermédiaires et catalyseurs des 3 processus d’innovations numériques. De façon pragmatique, elle met en évidence le place des coopératives agricoles au cœur du développement et du déploiement du numérique dans le secteur agricole. Les politiques publiques pourraient donc s’appuyer davantage sur ces acteurs intermédiaires pour faciliter cette dynamique vers la digitalisation de l’agriculture