Assessment of the diversity of crop rotations based on network analysis indicators
Évaluation de la diversité des rotations culturales à partir d'indicateurs d'analyse de réseau
Résumé
CONTEXT: More diversified crop rotations are a key factor in reducing weed, disease and pest pressure while reducing the use of phytosanitary products. The increase in available data calls for the development of new methods and indicators to characterize crop rotations.OBJECTIVES: This paper presents an application of network analysis to assess the diversity of crop rotations from the Land Parcel Identification System, which now provides field boundaries and type of crops grown in a given year for farmers receiving subsidies from the European Common Agricultural Policy. Different indicators are presented to compare the diversity of crop rotations for the 22 regions of mainland France (corresponding to the boundaries of former administrative regions) and the influence of some methodological choices are discussed. METHODS: Using LPIS data, previous-following crop pairs have been identified for two thirds of the French fields for three crop successions (from 2017 to 2018, from 2018 to 2019 and from 2019 to 2020). These data were used to build crop rotation networks for each region. Crop rotations were simulated from those networks in order to estimate the return time of soft winter wheat, which is the most cultivated crop in the country.RESULTS AND CONCLUSION: Crop rotation networks were similar between the three crop successions compared, but differed among regions. Ignoring the most uncommon previous-following crop pairs, the mean number of precedents per crop ranged from three to nine depending on the region. The estimated return times for winter wheat increase when taking into account grasslands in crop rotation networks, but in any case the use of phy-tosanitary products was negatively correlated with the return time. SIGNIFICANCE: The methodology developed in this article provides some initial guidelines for developing relevant agronomic indicators from crop rotation network analysis. It has been shown that the estimated return time could be an indicator of the intensity of use of phytosanitary products, and could therefore be used to guide public policies aimed at reducing the use of these products.
LE CONTEXTEDes rotations de cultures plus diversifiées sont un facteur clé pour réduire la pression des mauvaises herbes, des maladies et des ravageurs tout en réduisant l'utilisation de produits phytosanitaires. L'augmentation des données disponibles nécessite le développement de nouvelles méthodes et indicateurs pour caractériser les rotations culturales.OBJECTIFSCet article présente une application de l'analyse de réseau pour évaluer la diversité des rotations de cultures à partir du Land Parcel Identification System, qui fournit désormais les limites des champs et le type de cultures cultivées au cours d'une année donnée pour les agriculteurs recevant des subventions de la politique agricole commune européenne. Différents indicateurs sont présentés pour comparer la diversité des assolements pour les 22 régions métropolitaines (correspondant aux limites des anciennes régions administratives) et l'influence de certains choix méthodologiques est discutée.MÉTHODESA partir des données du SIPA, des couples de cultures précédent-suivant ont été identifiés pour les deux tiers des champs français pour trois successions de cultures (de 2017 à 2018, de 2018 à 2019 et de 2019 à 2020). Ces données ont été utilisées pour construire des réseaux de rotation des cultures pour chaque région. Des rotations de cultures ont été simulées à partir de ces réseaux afin d'estimer le temps de retour du blé tendre d'hiver, qui est la culture la plus cultivée dans le pays.RÉSULTATS ET CONCLUSIONLes réseaux de rotation des cultures étaient similaires entre les trois successions de cultures comparées, mais différaient selon les régions. En ignorant les paires de cultures précédentes-suivantes les plus rares, le nombre moyen de précédents par culture variait de trois à neuf selon la région. Les temps de retour estimés pour le blé d'hiver augmentent avec la prise en compte des prairies dans les réseaux de rotation des cultures, mais dans tous les cas l'utilisation de produits phytosanitaires est corrélée négativement avec le temps de retour.IMPORTANCELa méthodologie développée dans cet article fournit quelques premières lignes directrices pour développer des indicateurs agronomiques pertinents à partir de l'analyse des réseaux de rotation des cultures. Il a été montré que le temps de retour estimé pouvait être un indicateur de l'intensité d'utilisation des produits phytosanitaires, et pouvait donc être utilisé pour orienter les politiques publiques visant à réduire l'utilisation de ces produits.
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