Characterization of pulses' functional diversity for the design of sustainable agro-ecosystems under low-input conditions

Caractérisation de la diversité fonctionnelle des légumineuses à graines pour la conception d'agro-ecosystèmes durable en condition bas intrants Les légumineuses à graines sont généralement reconnues pour leurs nombreux avantages nutritionnel et environnementaux. Cependant, la plupart de ces espèces peuvent être définies comme des cultures orphelines. Ce constat souligne le manque de données et de connaissances quant à la diversité des légumineuses. L'étude de cette diversité via l'approche des traits fonctionnels pourrait guider l'insertion des légumineuses dans les agro-écosystèmes. Le but de ces travaux a été de synthétiser les connaissances actuelles sur la diversité fonctionnelle des légumineuses cultivées au niveau interspécifique, ainsi que de produire de nouvelles connaissances sur les relations entre les traits fonctionnels et le fonctionnement des agro-écosystèmes. Nous nous sommes concentrés sur un certain nombre de propriétés des agro-écosystèmes dont nous supposons qu'elles sont de bons indicateurs de trois services agro-écosystemiques importants et liés à l'approvisionnement alimentaire des système bas intrants : le rendement en conditions sèches, la fixation de l'azote et la compétitivité face aux adventices. Pour cela, nous avons combiné des méthodes et des approches issues de différentes disciplines : écologie fonctionnelle, physiologie et agronomie. Nous avons appliqué des méthodes de statistique multivariée sur une base de données collectées dans la littérature puis aux données originales recueillies lors d'une expérience au champ pour explorer les relations entre traits et propriétés des agro-écosystèmes dans des environnements multiples (données de la littérature) ou dans des conditions environnementales communes et optimales (expérience sur le terrain). Une expérience en conditions contrôlées a également permis d'évaluer l'effet du déficit en eau sur des processus clés tels que la transpiration et la fixation biologique de l'azote. Nos résultats ont mis en évidence la structure de covariation ainsi que des compromis entre les propriétés soutenues par différentes espèces de légumineuses. La diversité des légumineuses a également été décrite par le biais de traits fonctionnels. Les traits foliaires ont été mis en évidence comme étant le principal élément de variabilité inter- et intra-espèces. La teneur en azote des organes végétaux et des semences constituait également un facteur important de la diversité des légumineuses. Ces traits ont été liés aux propriétés des agro-écosystèmes. Bien que ces derniers puissent être prédits par de multiples combinaisons de traits, il a été possible d'identifier le LNC comme un indicateur important des propriétés de l'agro-écosystème. Nous avons comparé différentes approches (méta-analyse et expérimentale) et discuté de la variabilité intra-espèce. L'expérience contrôlée a révélé une grande variabilité intra et interspécifique dans la réponse de la fixation de l'azote et de la dynamique de la transpiration, ainsi que des relations entre traits foliaires, métabolisme C/N et réponses de la croissance, de la transpiration et de la fixation du N2 au dessèchement du sol. Nous avons également discuté des limites intrinsèques de l'approche basée sur les caractères et de son potentiel pour l'application dans la conception d'agro-écosystèmes diversifiés.