en fr Spatiotemporal integration of resources sharing in a walnut-cereals silvoarable agroforestry system: a key to understanding productivity Lintégration spatiale et temporelle du partage des ressources dans un système agrofoReport as inadecuate




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1 SYSTEM - Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens

Abstract : Measurements on experimental silvoarable agroforestry plots mixed tree-crop showed exceptionally high productivity, with yields more than 30% higher compared to the separate crop and tree systems. We developed a 3-D process-based model Hi-sAFe and used it to 1 test if the spatiotemporal integration of resources sharing light, water, nitrogen between species could explain this productivity and 2 assess how agroforestry design or management may affect this productivity. We developed a novel method for the analysis of simulated data to identify and sort the processes determining yield by order of importance. The model was parameterized and calibrated on a hybrid walnut - durum wheat located on the Restinclières field Hérault, France. After a detailed analysis of the functioning of this system, we explored by virtual experiments its response to design choices : 1 phenological traits of associated species, and 2 density and location of trees on the plot. The comprehensiveness of the Hi-sAFe model provides a new insight into the functioning of agroforestry systems. It clarifies the complexity of the real system. Our results put forward a deterministic interpretation of the performance of each species and of the total productivity of the crop-tree association Land Equivalent Ratio. The analysis of virtual experiments offers practical ways for optimizing agroforestry systems.

Résumé : Des mesures sur parcelles agroforestières mélanges d-arbres et de cultures expérimentales mettent en évidence des productivités exceptionnelles, avec des gains de plus de 30% par rapport à l-assolement de cultures pures. Nous avons mis au point et utilisé un modèle numérique dynamique en 3-D Hi-sAFe pour 1 tester si l-intégration spatio-temporelle du partage des ressources lumière, eau, azote entre espèces suffit à expliquer cette productivité et 2 évaluer l-impact de différents choix de conception ou de gestion sur cette productivité, à partir d-une compréhension des processus impliqués. Nous avons développé une méthode originale d-analyse des données simulées pour identifier et hiérarchiser les processus déterminant le rendement. Le modèle a été paramétré et calibré sur un système noyer hybride - blé dur situé sur le domaine de Restinclières Hérault, France. Après une analyse détaillée du fonctionnement de ce système, nous avons exploré par expérimentation virtuelle sa réponse à des choix de conception : 1 traits phénologiques des espèces associées, et 2 densité et disposition des arbres sur la parcelle. Par la richesse de son comportement, Hi-sAFe permet un regard nouveau sur le fonctionnement des systèmes agroforestiers. Il éclaire la complexité du système réel. Nos résultats permettent de proposer une interprétation déterministe du rendement de chaque espèce et de la productivité totale de l-association Land Equivalent Ratio. L-analyse des expérimentations virtuelles permet de proposer des pistes concrètes pour l-optimisation des systèmes agroforestiers.

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Keywords : Silvoarable agroforestry Walnut Durum wheat process-based model Virtual Experiments Complementarity

Mots-clés : Agroforesterie Noyer Blé dur Land Equivalent Ratio modélisation mécaniste 3-D Hi-sAFe Expérimentation virtuelle Complémentarité Compétition Facilitation





Author: Grégoire Talbot -

Source: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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