améliorez le bilan environnemental avec les protéagineux
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1
Les bénéfices environnementaux des
protéagineux dans les rotations
de grandes cultures
Benoit Carrouée, UNIP
2
Environnement : des enjeux croissants
Réduire les impacts environnementaux des systèmes de cultures =
Une exigence sociale de plus en plus forte, qui se traduit par :– des mesures contraignantes (ex. pièges à nitrate, bandes enherbées, éco-
conditionalité…)– ou des mesures incitatives (ex. mesures rotationnelles)– ou une valorisation économique (ex : marché carbone)
Une condition : la durabilité économique des systèmes
3
Une complexité à maîtriser
L’analyse environnementale implique de prendre en compte plusieurs paramètres indépendants, sans unité de mesure commune8 paramètres dans les « Analyses de cycle de vie » standard :– Energie fossile (épuisement des réserves de pétrole, charbon, gaz, uranium…)– Gaz à effet de serre (réchauffement climatique par CO2, N2O, CH4… protocole de Kyoto)– Formation d’ozone (pollution atmosphérique via NO, NO2… oxydation des cellules vivantes)– Eutrophisation (enrichissement par nitrates+phosphates asphyxie des sols et de l’eau)– Acidification (acidification des sols et de l’eau via NH3… protocole de Göteborg)– Exotoxité terrestre (impacts sur la faune et la flore du sol)– Ecotoxité aquatique (impacts sur la faune et la flore des rivières et des mers)– Toxicité humaine (impacts sur la santé humaine)
+ implique de prendre en compte les effets à long terme (ex : gaz à effet de serre = 100 ans minimum)
4 La méthode des « Analyses de cycle de vie » (ACV)
• Principe : prendre en compte les coûts en amont (comme en économie ! )ex : impacts de la fabrication et du transport des engrais
• Avantages (par rapport aux indicateurs agro-environnementaux) : - une méthode quantitative- des références internationales (normes Iso 14 000)- utilisée dans le secteur industriel- permet d’identifier les points sensibles et de quantifier les marges de progrès
• Difficulté : - nécessite de lourdes bases de données quantitatives sur toutes les étapes amont
• Limite : - manque de références et de normalisation sur des paramètres spécifiquement adaptés à l’agriculture : fertilité de sols, biodiversité…
5
Sachsen-Anhalt (Allemagne de l‘Est)R1 : 60 % blé, 20 % colza, 20 % orge R2 : 40 % blé, 20 % colza, 20 % pois, 20 % orge
Barrois- Bourgogne (France)R1 : 50 % blé, 25 % colza, 25 % orge R2 : 40 % blé, 20 % colza, 20 % pois, 20 % orge
Canton de Vaud (Suisse)Castille-Leon (Espagne)
Résultats d’ACV réalisées dans le cadre du programme européen GL-Pro
(Université de Zurich, méthode SALCA,)
4 régions étudiées : comparaison de rotations avec et sans légumineuses
Dont deux en régions à dominante de Colza-Blé-Orge
6Introduction de 20 % de pois dans des systèmes à base de colza-blé-orge
Des résultats favorables sur les 8 paramètres
effet très favorableeffet favorabledifférence non significativeeffet défavorableeffet très défavorable
Impacts de la rotation 2 (avec 20 % de pois) en % des impacts de la rotation 1 (assolement local sans pois)
principales causes
Critère Barrois Saxe-Anhalt
Consommation d'énergie fossile[MJ-eq]
88% 86%
Gaz à effet de serre[kg CO2-eq] (normes IPCC 2006) 89% 85%
Formation d'ozone[g C2H4-eq]
94% 90%
Eutrophisation [kg N-eq]
94% 98%
Acidification [kg SO2-eq]
82% 83%
Ecotoxicité terrestre[points, méthode EDIP]
89% 63%
Ecotoxicityé aquatique[points méthode EDIP]
86% 102%
Toxicité humaine [points méthode CML]
88% 85%
Utilisation des ressources
Management des fertilisants
Management des phytosanitaires
7
Focus sur l’exemple du Barrois
Performance des 2 rotations R1 : Colza-Blé-Blé-OrgeR2 : Colza-Blé-Pois- Blé-Orge
Rotation 1Assol. local
Rotation 220 % pois
rotation 2 / rotation 1
Marge brute en €/ha 368 375 102%
Energie (brute - consommée) en GJ/ha 74 72 97%
Protéines MAT totale en kg/ha 710 730 103%
Engrais azoté kg N /ha 184 147 80%
Moyennes observées 2001-2006 (Sources : Centre de gestion de
l'Aube - enquêtes parcellaires)
Conduite des cultures : moyennes pondérées des pratiques observées
Même marge brute = durabilité économique
Peu de différences selon le choix de l’unité fonctionnelle : marge brute, énergie brute ou protéines / ha
ColzaPois
d'hiverBlé
assoléBlé de
bléOrge
d'hiver
Rendement (q/ha) 30 39 70 63 67
Prix (livraison moisson) €/t 211 118 95.0 95.0 93
Charges d'appro. €/ha 326 249 302 322 290
Marge brute 390 346 423 340 352
engrais N kg/ha 186 0 188 208 155
8Focus sur l’exemple du Barrois Consommation d’énergie fossile : l’engrais azoté représente la
moitié de la consommation des cultures non fixatrices d’azote
0
5
10
15
20
25
30
R1 R2
GJ-
eq/h
a*an
.
0
5
10
15
20
25
30
Col
za Blé
Blé
Org
e
Col
za Blé
Poi
s
Blé
Org
e
rotation 1 rotation 2
GJ-
eq/
ha
Travail du sol SemisEpandage engrais PulvérisationRécolte TransportSéchage EngraisPhytosanitaires Semences
- 11 %
- 11.2 GJ # -270 kg éq pétrole
9Focus sur l’exemple du Barrois
Gaz à effet de serre : une réduction très sensible avec le pois
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
Rotation 1 Rotation 2
t C
O2
-eq
/ha
/an
.
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
Co
lza
Blé
Blé
Org
e
Co
lza
Blé
Po
is
Blé
Org
e
rotation 1 rotation 2
t CO
2-e
q/h
a
Dioxyde de carbone (CO2) Protoxyde d'azote (N2O)
Methane (CH4) Autres émissions
- 0.4 t/ha
- 2 t/ha- 53 %
10Gaz à effet de serre : principalement dus aux émissions de N2O
au champ et à la fabrication d’engrais azoté
Rappels : • N2O = 300 fois le pouvoir réchauffant du CO2 : impact majeur en grandes cultures• Normes IPCC (International pannel on climatic change = GIEC) depuis 2006 : émissions de N2O au champ = 1 % de l’azote minéral apporté et 0 % de l’azote fixé + 1.25 % de l’azote des résidus de culture
Emission de gaz à effet de serre
équivalent CO2 en t / ha
Fabrication, transport et manutention de
l’engrais azoté (CO2 + N2O + CH4)
Volatilisation de N2O au champ issu de l’engrais et de la
fixation
N2O issu de la minéralisation des résidus de
culture
Culture fertilisée
200 kg N/ha (ex Blé/blé)0.8 (variable suivant
le type d’engrais)0.9 (variable suivant
le type de sol)0.5 ?
Pois 0 0 0.5 ?
11Valoriser l’atout « Gaz à effet de serre » des
légumineuses ?
• « Marché carbone » et quotas d’émissions liés au protocole de Kyoto : seules les grandes installations industrielles sont concernées – Prix de la t de CO2 en 2008 sur le marché à terme : 23 € / t en mai 2007
• L’agriculture pourra valoriser des réductions d’émissions à partir de 2008 au travers de « projets domestiques » – financés par la Caisse des dépôts (prix de la t de CO2 non encore fixé)– méthodologie approuvée par la mission interministérielle des gaz à effet
de serre– autour d’un « porteur de projet » capable de rassembler plus de 10 000 t de
réductions en 5 ans– 2 types de projets déjà éligibles : méthanisation et combustion biomasse
pour chauffage et co-génération
12Ecotoxicité terrestre : un effet principalement liée au choix des produits phytosanitaires (Focus sur l’exemple du Barrois)
0
2 000
4 000
6 000
8 000
10 000
12 000
14 000
16 000
18 000
R1 R2
eco
tox
poin
ts/(
ha
*a)
0
2 000
4 000
6 000
8 000
10 000
12 000
14 000
16 000
18 000
colz
a
blé
blé
orge
colz
a
blé
pois
blé
orge
Rotation 1 Rotation 2
Eco
toxi
cité
ter
rest
re p
oin
ts/h
a .
Mécanisation Transport Engrais
Herbicides Fongicides Insecticides
Autres phyto Semences
permet de cibler ceux qui « pèsent lourd »Part des produits poisAclonifen 0%Bentazone 1%Chlorothalonil 19%Glyphosate 2%Lamda-Cyhalothrin 76%Pirimicarb 1%
Méthode EDIP
13
Conclusions des ACV
1) Quatre paramètres très corrélés à la quantité d’engrais azotés = un atout commun à toutes les légumineuses,
très marqué dans les systèmes intensifs européens :
(ordre de grandeur de l’effet pour 1 t de N minéral)
- Énergie fossile (# 1,2 t fuel / t N)
- Gaz à effet de serre ( # 8 t CO2-éq / t N)
- Acidification des sols et de l’eau- Formation d’ozone
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Conclusion suite
2) Eutrophisation des sols et de l’eau :
= pas d’effet des protéagineux (effets négatifs # effets positifs)paramètres lié à la gestion des engrais (interculture, date, doses…)
3) Toxicité humaine, aquatique et terrestre :
effets bénéfiques marqués du pois dans les 2 cas étudiés
-> paramètres surtout liés au choix des produits phytosanitaires= non spécifique des légumineuses
Les effets probables à long terme liés à la diversification des assolements (réduction des herbicides et fongicides), non pris en compte dans cette étude, sont un atout supplémentaire, commun à toutes les cultures contribuant à l’équilibre des rotations
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