. © Inra, william beaucardet

L'Inra, l'agriculture et le climat

Mieux valoriser la ressource "sol"

Comment concilier les intérêts des exploitants agricoles avec les impératifs écologiques que nous impose le changement climatique ? Depuis de nombreuses années, cette question préoccupe les chercheurs de l’Inra. Aujourd’hui, grâce aux nombreuses expérimentations menées sur le long terme à travers tout le territoire, grâce à l’étude approfondie des systèmes de culture et grâce à la connaissance accrue des mécanismes d’émissions de GES, des solutions commencent à se dessiner. Mais si l’on connaît mieux les moyens de s’adapter aux aléas climatiques et de réduire les émissions, la mise en œuvre des pratiques peine à se généraliser. Certaines parce qu’elles imposent parfois un changement important des techniques d’exploitation, voire un surplus de travail, d’autres parce qu’elles entraînent un manque à gagner pour l’exploitant, tout au moins à court terme. Pourtant, les systèmes agricoles basés sur les principes de l’agroécologie peuvent contribuer à lutter efficacement contre le changement climatique. Et ce n’est pas leur seul avantage.
L’agroécologie vise à comprendre et utiliser les processus naturels, pour obtenir des systèmes de production multiperformants. Trois exemples sont présentés ici.

Mis à jour le 22/12/2015
Publié le 22/12/2015

Agriculture de conservation : un socle vertueux reposant sur trois piliers

L’agriculture de conservation s’inscrit dans ce mouvement. Elle repose sur un tripode de pratiques qui, lorsqu’elles sont convenablement associées, entraînent des économies d’énergies fossiles, limitent la pollution des eaux et atténuent les émissions de GES.
• Premier pilier : le non travail du sol qui permet de préserver la vie biologique, par exemple le développement des mycorhizes, des champignons qui améliorent la capture d’éléments minéraux comme le phosphore. Autre effet bénéfique, l’accumulation de matière organique agit comme un piège pour le carbone, qui reste stocké dans le sol. Même si le non labour n’est pas suffisant en climat humide pour causer une accumulation de carbone sur l’ensemble du profil du sol, il entraîne une réduction substantielle des dépenses de carburants fossiles. Il comporte aussi des risques, qui doivent être maîtrisés, en termes de contrôle des adventices et d’emploi excessif d’herbicides.
• Second pilier : les rotations de culture longues, intégrant des légumineuses. Ces dernières captent l’azote de l’air et contribuent à la fertilité du sol. Conséquence, les besoins d’apports en azote minéral sous forme d’intrants sont réduits pour les cultures principales suivantes (blé, maïs...), ce qui limite les émissions de protoxyde d’azote (N2O).
• Troisième pilier : la couverture permanente du sol. Plutôt que de labourer et laisser la terre en repos entre deux cultures, on sème une interculture, par exemple de la féverole, qui ne sera pas récoltée, mais broyée et laissée en surface. Ce « mulch » constitue un apport organique qui augmente la fertilité du sol. Pour l’agriculteur, cette technique permet de limiter l’utilisation d’engrais chimiques et donc de réduire ses coûts d’exploitation. Pour la société, c’est moins de GES et une baisse de la pollution des eaux dans les bassins versants. Bref, tout le monde y gagne. Pour autant, l’agriculture de conservation est encore peu développée en France. Ces pratiques vertueuses diffèrent largement des techniques de l’agriculture conventionnelle. Un apprentissage est donc nécessaire, qui peut dissuader les agriculteurs. En outre, des risques comme une moindre disponibilité en eau pour la culture principale suivant la culture intermédiaire doivent être pris en considération. Mais les choses évoluent. Dans toutes les régions, des agriculteurs, séduits par ces nouveaux enjeux, se regroupent afin de partager leurs connaissances et leurs expériences, pour améliorer les méthodes et accroître leur efficacité.

Association entre culture et élevage

Paturage de brebis sur un herbage cultivé de l'Aveyron.. © © INRA, MEURET Michel
Paturage de brebis sur un herbage cultivé de l'Aveyron. © © INRA, MEURET Michel
Les fermes mixtes couplant cultures et élevages ont fortement régressé. Jusqu’aux années cinquante, les exploitations comprenaient à la fois de l’élevage et des cultures. L’élevage fournissait le fumier pour les champs, lesquels en retour, apportaient la paille et le grain nécessaires au bétail. Désormais, certaines régions sont spécialisées en culture ou en élevage, ou, au sein d’une même région, les exploitations se consacrent à l’une ou l’autre des activités. Pour tenter de rétablir cette synergie, profitable à tous, l’Inra a piloté un projet européen nommé Cantogether (Crops and ANimals together) destiné à concevoir de nouveaux systèmes agricoles qui associent productions animales et végétales afin de concilier productivité et maîtrise des flux d’énergie, de carbone et de nutriments. Cette synergie peut s’exercer à l’échelle de la ferme, mais aussi par le développement d’échanges entre exploitations spécialisées en culture et élevage. Un dispositif de recherche, en partenariat dans la vallée de l’Aveyron, a ainsi montré que les exploitations de grandes cultures de la zone de Montauban pourraient remplacer une partie du maïs grain, qui nécessite beaucoup d’eau durant l’été, par du maïs ensilage. Récolté plus tôt et donc moins consommateur d’eau, il servirait à alimenter le bétail de la zone de Rodez. Autre option, remplacer une partie des cultures traditionnelles (maïs, tournesol, blé) par de la luzerne. Cette méthode, qui induit une surcharge de travail, entraîne aussi une perte de revenus pour l’exploitant. Mais ce manque à gagner peut être compensé par l’amélioration de la fertilisation du sol par la légumineuse, synonyme de réduction des besoins d’apports d’engrais azotés pour les cultures suivantes. L’intérêt est à la fois économique et environnemental, puisque ces fertilisants sont à l’origine de la plus grande partie des émissions d’un des plus puissants GES, le protoxyde d’azote.

Agroforesterie : la synergie entre les cultures et les arbres

Moisson de blé dur dans une parcelle agroforestière expérimentale adulte près de Vézénobres.. © Inra, DUPRAZ Christian
Moisson de blé dur dans une parcelle agroforestière expérimentale adulte près de Vézénobres. © Inra, DUPRAZ Christian
L’agroforesterie désigne l’association d’arbres et de productions agricoles au sein d’une même parcelle. La pratique n’est pas innovante. Des documents anciens attestent que, jusqu’au début du 20e siècle, les arbres occupaient une place non négligeable dans les terres agricoles, non seulement en bordure, mais aussi dans les champs. Après la Seconde Guerre mondiale, le développement de la mécanisation, l’apparition des produits phytosanitaires et l’augmentation de la surface des champs ont entraîné l’arrachage des arbres, devenus incompatibles avec les nouvelles pratiques de cultures. Aujourd’hui, on redécouvre les avantages de cette synergie. Et ils sont nombreux. Premier atout, les sous-produits ligneux (feuilles, brindilles, fruits, racines...) produisent un humus qui enrichit les sols et accroît leur fertilité. Autre avantage, l’ombre des arbres réduit les besoins en eau des cultures, ce qui retarde le stress hydrique des cultures. Un avantage qui pourrait être décisif avec le changement du climat. Et les racines des arbres capturent en profondeur l’azote qui a échappé aux cultures, évitant ainsi la pollution des eaux souterraines. Mais ce n’est pas tout, l’arbre contribue à l’esthétique du paysage, améliore la biodiversité en accueillant notamment des ennemis des ravageurs. Il protège les sols de l’érosion, et, bien entendu, constitue un puissant piège à carbone (1 à 2 tonnes par hectare et par an pour 50 à 100 arbres à l’hectare). Bref, que des avantages... tout au moins pour la société. Parce que pour l’exploitant agricole, ce n’est pas aussi simple. Soyons clairs, une parcelle traversée par des rangées d’arbres est moins facile à travailler qu’un immense champ vide de tout obstacle. Et les arbres nécessitent un entretien régulier. En plus, malgré leurs atouts, les arbres ne suppriment pas automatiquement les besoins d’apports en produits phytosanitaires. Bref, pour de nombreux agriculteurs, la surcharge de travail et les contraintes engendrées par ce mode de culture se révèlent dissuasives. Les arbres constituent pourtant une source de revenus très importante... mais à long terme. Or, à moins de les planter dès le lancement de son activité professionnelle, ce n’est pas l’exploitant, mais ses successeurs ou enfants qui en profiteront. D’où l’intérêt de sensibiliser les jeunes agriculteurs à cette pratique. Parce que le bois, ça rapporte. Beaucoup. En Isère, où l’agroforesterie avec les noyers est traditionnelle, une plantation adulte de 100 noyers par hectare, représente un capital supérieur à 100 000 euros de bois... par hectare ! De quoi se constituer un joli capital retraite.

10 actions pour réduire les émissions de GES de l’agriculture

L’agriculture est à l’origine de 20 % des émissions de GES au niveau national. C’est trop ! Dans le but de réduire ces impacts, 22 experts de l’Inra ont étudié durant trois ans les causes de ces émissions, et les moyens à mettre en œuvre pour les réduire. Ils ont identifié quatre leviers : la réduction des émissions de protoxyde d’azote et de méthane, le stockage du carbone dans les sols et la biomasse, l’économie d’énergie et enfin la production de biogaz par méthanisation des effluents d’élevage. Les scientifiques ont ainsi déterminé 10 actions et 26 sous-actions, qui, si elles sont cumulées, peuvent conduire à l’horizon 2030, à une atténuation annuelle de 32 millions de tonnes de CO2 équivalent sans perte de production. Bien sûr, toutes ne sont pas aussi simples à mettre en œuvre. Si 1/3 des actions entraîne un bénéfice financier pour l’agriculteur (par exemple en réduisant la quantité d’engrais sans nuire au rendement), un deuxième tiers nécessite des investissements parfois importants, en partie compensés par des revenus supplémentaires (vente de bois, d’électricité...). Le dernier tiers se révèle plus coûteux à mettre en œuvre, car nécessitant des achats ou du temps de travail sans contrepartie. Tout au moins financière. Car ces actions, par exemple la mise en œuvre de cultures intermédiaires, la plantation de haies ou la création de bandes enherbées ont aussi des effets positifs sur la biodiversité, la lutte contre l’érosion et la qualité des eaux, en plus d’un effet positif sur le climat.

    

Intercultures : quand le champ devient prairie

Et si l’on mettait des vaches dans les champs cultivés ? L’idée peut sembler saugrenue, mais elle fait son chemin. Par exemple, une interculture de féverole ou de colza associés éventuellement à d’autres plantes et semés en re deux cultures principales peut être pâturée, plutôt que d’être roulée pour produire du mulch. Cette pratique permet à l’agriculteur d’introduire un troupeau sans pour autant accroître sa surface d’exploitation. Et améliorer ainsi la plus-value à l’hectare de certaines parcelles de son exploitation.

La haie : un puissant allié de l’agriculture

Afin d’accroître la taille des parcelles, les exploitants agricoles ont arraché les haies sans se douter des bénéfices qu’elles pouvaient apporter. Grave erreur ! Parce que ces rangées d’arbres et d’arbustes n’ont pas qu’un caractère esthétique : les haies modifient aussi le microclimat de la parcelle dans un sens favorable. Mais surtout, elles abritent les ennemis naturels des bioagresseurs. Par exemple les syrphes, dont les larves raffolent des pucerons. Alors bien sûr, les haies empiètent sur la parcelle, et leur entretien entraîne un surplus de travail pour l’exploitant. Mais le manque à gagner peut être compensé par la vente des branchages sous forme de bois énergie (1 km de haie produit 0,5 tonne équivalent pétrole). Sans oublier les économies réalisées grâce à la diminution des traitements insecticides appliqués sur les champs.

Le métaprogramme ACCAF

Quelles vont être les conséquences du changement climatique à court, moyen et long termes, pour la société en général, et l’activité agricole en particulier, et comment s’y préparer ? C’est pour répondre à ces questions qu’a été lancé ACCAF - pour Adaptation au Changement Climatique de l’Agriculture et de la Forêt - l’un des huit métaprogrammes de l’Inra. Doté d’un budget annuel de 5 millions d’euros (en incluant les salaires des agents Inra impliqués), il mobilise, depuis 2011, les compétences de 12 départements scientifiques autour de l’adaptation au changement climatique. Depuis son lancement, 31 projets nationaux et internationaux ont déjà été financés. Ils abordent tous les domaines : élevage, agriculture, sylviculture, biodiversité, santé animale ou végétale, ressources en eau... et mobilisent de nombreuses disciplines avec des objectifs communs : évaluer et anticiper les risques, développer des stratégies et techniques d’adaptation, améliorer les espèces animales et végétales par la sélection génétique et favoriser leur adaptation en stimulant leurs capacités intrinsèques pour les rendre compatibles avec les changements à venir, et bien sûr, évaluer l’efficacité et les coûts financiers des différentes mesures. La gouvernance d’ACCAF est assurée conjointement par des chercheurs et ingénieurs de l’Inra et un comité scientifique international. Un comité des porteurs d’enjeux favorise les échanges avec de nombreux acteurs (agences environnementales, instituts techniques, coopératives agricoles...) afin de mieux intégrer leurs attentes et communiquer sur la stratégie et les actions du métaprogramme.