Une importante diversité végétale améliore le contrôle naturel des insectes herbivores dans les prairies

 Thèmes : biodiversité, agrosystème, flux de matière et d'énergie dans les écosystèmes

Maintenir les fonctions et services écosystémiques dans les prairies naturelles et agricoles est crucial. Avec une demande croissante pour nourrir la population mondiale par l'agriculture intensive, ces prairies sont de plus en plus exploitées. Les insectes herbivores causent une perte estimée de 18 à 26% de la production agricole mondiale, ce qui a entrainé une croissance significative de l'utilisation de pesticides coûteux pour l'environnement.

Pour déterminer si et comment l'augmentation de la diversité végétale peut réduire naturellement l'impact des herbivores sur les plantes, une équipe internationale de chercheurs dirigée par le Centre allemand de recherche intégrative sur la biodiversité, l'Université de Leipzig et l'Université Friedrich Schiller de Jena a réalisé deux expériences de longue durée sur la biodiversité des prairies en Europe et en Amérique du Nord: l'expérience Jena en Allemagne et l'expérience Cedar Creek Biodiversity au Minnesota (USA). Les travaux de cette équipe ont été publiés dans Science Advances. 

Pendant deux ans, les scientifiques ont collecté des données à partir de ces deux expériences analogues, fournissant un aperçu approfondi de la structure du réseau trophique des monocultures et des prairies riches en espèces. 

Les prairies expérimentales où ont été effectuées
les expériences à Jena (Allemagne).
Photo : Matthias Ditscherlein
Source : https://media.eurekalert.org/multimedia_prod/
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Les chercheurs ont découvert que les plantes de communautés plus diversifiées perdent beaucoup moins de biomasse à cause des insectes herbivores. Dans les mélanges à haute diversité, le taux d'alimentation des herbivores par gramme de biomasse végétale était de 44% inférieur à celui des monocultures. Cela signifie que lorsque plusieurs espèces sont plantées ensemble, cela produira plus de biomasse végétale par mètre carré, et chaque plante individuelle dans divers mélanges recevra moins de dommages causés par les herbivores.

L'explication vient du fait que les communautés végétales riches en espèces sont moins attrayantes pour les herbivores. Dans les parcelles avec une plus grande diversité végétale, les insectes herbivores ont moins de chances de rencontrer leurs espèces végétales préférées - ce qui rend moins probable qu'ils resteront dans ces parcelles de haute diversité. En outre, des recherches antérieures avaient montré des niveaux inférieurs de protéines tissulaires (azote) dans les communautés végétales à forte richesse en espèces, ce qui rend ces plantes moins nutritives pour les herbivores. 

De plus, les prédateurs des herbivores sont plus nombreux dans les parcelles riches en biodiversité végétale, ce qui permet de réguler leur nombre. Donc il y a un effet "top-down" qui s'ajoute à un effet "bottom-up" pour réduire la pression des herbivores sur les végétaux.

 Source : https://advances.sciencemag.org/content/
6/45/eabb6603/tab-pdf

Ces expériences montrent que la conservation de la diversité végétale offre de multiples avantages pour lutter contre les herbivores ravageurs, et qu'elle joue un rôle clé dans la réduction des apports de produits agrochimiques et l'amélioration de la productivité des plantes.