ww

w.f

ibl.

org

L‘agriculture biologique à l‘ère du changement

climatiqueAndreas FließbachInstitut de recherche de l‘agriculture biologique (FiBL)Ackerstr.5070 FrickTél. 062 865 72 25andreas.fliessbach@fibl.org

Assemblée générale de Bio Neuchâtel, 12.03.2010

ww

w.f

ibl.

org

Contenu

Introduction au changement climatique

Conséquences pour la production végétale en Suisse et sur le plan mondial

Facteurs globaux aggravants

Capacité d‘adaptation: fertilité du sol et biodiversité

Comment l‘agriculture peut contribuer à atténuer le changement climatique ?

Conclusions

ww

w.f

ibl.

org

Emissions globales de CO2

2006: 8.4 Gigatonnes (Gt) C = 30.8 Gt CO2

Emissions totales y c méthane et oxydes d‘azote: 50 Gt d‘équivalents CO2

TotalPétroleCharbonGaz naturelProduction de ciment

Mio

to

nn

es d

e C

arb

on

e/an

ww

w.f

ibl.

org

Teneur en CO2 dans l‘atmosphère

Co

nc

entr

ati

on

de

CO

2 (

pp

mv

)

Cycle annuel

Mesures effectuées à Mauna Loa, Hawaii

ww

w.f

ibl.

org

Concentration dans l’atmosphère

IPCC (2007) 4th assessment report

Potentiel de gaz à effet de serre Méthane (CH4): 21 * CO2 Oxyde d’azote (N2O): 300 * CO2

ww

w.f

ibl.

org

Emissions de gaz à effet de serre , par secteur

Waldnutzung, Landnutzungsänderung

17.4%

Landwirtschaft13.5%

Industrie19.4%Gebäude

7.9%

Verkehr, Transport13.1%

Energieversorgung25.9%

Abfall und Abwässer2.8%

Déchets et eaux uséesExploitation forestière,

changement d’affectation de l’utilisation du sol

Approvisionnement en énergie

Agriculture

Bâtiments

Transports, déplacements

IPCC (2007) 4th assessment report

ww

w.f

ibl.

org

Sources principales des gaz à effet de serre dans l‘agriculture

Fermentation in Wiederkäuern (CH4)

32%

Boden-Emissionen (CH4

und N20)

38%

Hofdünger (CH4 + N20)

7%

Reis-Anbau (Nass) (CH4)

11%

Verbrennen von Biomasse (CH4 + N20)

12%

Combustion de la biomasse (CH4 + N2O) Riziculture inondée (CH4)

Engrais de ferme (CH4 + N2O)

Fermentation chez les ruminants (CH4)

Emissions du sol (CH4 et N2O)

ww

w.f

ibl.

org

Emissions de gaz à effet de serre provenant de la production et de l‘épandage d‘engrais azotés

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

Pro

du

cti

on

et

uti

lisati

on

d'e

ng

rais

N

[Gt

CO 2

-eq

an

née-1

]

Production + Emissions~1% N2O de l‘engrais N épandu

Production 3.15 kg CO2 / kg N

Production Gigatonnes N / an

ww

w.f

ibl.

org

Erisman et al. (2008)

Pouvons-nous renoncer à l’azote chimique industriel?

Po

pu

lati

on

mo

nd

iale

(m

illi

on

s)

% p

op

ulatio

n m

on

dia

leap

po

rt mo

yen

ne d

es eng

rais [kg N

ha

-1 an-1]

pro

du

ction

de

la viand

e [kg p

erson

ne

-1 an-1]

ww

w.f

ibl.

org

Améliorer l‘utilisation des engrais de ferme et développer la production naturelle d‘azote

Avec les légumineuses, on pourrait produire 140 millions de tonnes de N pour les grandes cultures (cultures intercalaires, sous-semis, cultures associées…) (Badgley et al., 2007).

Engrais de ferme de 18.3 milliards d‘animaux domestiques (FAO) fournissent env. 160 millions de tonnes de N (plus autres éléments nutritifs et humus)

ww

w.f

ibl.

org

Production animale, quel bilan?

La consommation d‘aliments issus de la production animale utilise bien plus de ressources que la consommation de produits végétaux

Elle émet 9 % du CO2

Elle est responsable de 65 % des émissions d‘oxydes d‘azote et de 37 % des émissions de méthane

64 % de l‘ammoniac émis provient de la production animale

ww

w.f

ibl.

org

Répercussions du changement climatique sur la production végétale en Suisse

La température moyenne augmente de 2 °C en hiver, de 3 °C en été.

Les périodes de grande chaleur deviennent plus fréquentes.

Les pluies diminuent de 25 % en été.

La fréquence des événements météo extrêmes augmente

La limite de la neige s‘élève de 400 m.

Vision 2050 de la ” Société Suisse d'Agronomie ”, 2008

ww

w.f

ibl.

org

Le risque de sinistres sévères augmente considérablement

ww

w.f

ibl.

org

Les défis de l‘avenir pour l‘agriculture

Population mondiale: elle va passer de 6.8 Mrd aujourd‘hui à 9 Mrd en 2025.

60 % des prestations de l‘écosystème n‘ont plus lieu à cause de la production de nourriture (Millennium Ecosystem Assessment , 2005).

30 % des sols fertiles ont été détruits de 1950 à 1990 par l‘érosion (Pimentel et al., 1995). Actuellement, pertes de terres de 10 million d‘hectares par an.

L‘agriculture est dévoreuse d‘énergie, alors qu‘elle devrait en fait être autarcique! (Smith et al., 2007).

La capacité d‘adaptation de l‘agriculture au changement climatique est insuffisante ; en Afrique australe et en Asie, elle est même très mauvaise! (Lobell et al., 2008).

ww

w.f

ibl.

org

30 % des sols fertiles ont été érodés durant les 40 dernières années

Pimentel et al., 1995, Science

Et cette dégradation continue à raison de 10 million ha par an!

ww

w.f

ibl.

org

Reganold et al., 1990

a Arthropodesb Vers de terre c Rhizobium bacteriad Champignonse Actinomycètesf Bactéries

Il faut construire et utiliser la fertilité du sol

ww

w.f

ibl.

org

Un sol fertile a une grande capacité d’adaptation

ww

w.f

ibl.

org

Essai de longue durée DOK, Therwil, Suisse

N M

D1 D2

O1 O2

C1 C2

N M

D1 D2

O1 O2

C1 C2

D1 D2

N M

C1 C2

O1 O2

O1 O2

C1 C2

N M

D1 D2

N: témoin sans fumureD: bio-dynamiqueO: organo-biologiqueC: conventionnel (depuis 1992 PER)M: minéral (depuis 1992 PER)

1: fumure réduite (0.7 UGBF/ha)

2: fumure normale (1.4 UGBF/ha)

8 procédés3 cultures4 répétitions96 parcelles à 100m2

Mäder et al. 2002

ww

w.f

ibl.

org

Essai DOK – La fumure (Ø 1978-2005)

0%

25%

50%

75%

100%

125%

N total Nmin P K Corg

D2O2C2M

Apports relatifs (C2 = 100 %)

157kg/ha 101kg/ha 41kg/ha 258kg/ha 2272kg/ha

Mäder et al., 2006, ISOFAR

ww

w.f

ibl.

org

Essai DOK: rendement du blé d‘automne

0

2

4

6

1978-1984 1985-1991 1992-1998 1999-2005

Ren

dem

en

t en

gra

in

(To

nn

es d

e m

ati

ère

sèch

e /

ha

)

D2

O2

C2

M

Mäder et al., 2006, ISOFAR

ww

w.f

ibl.

org

Essai DOK: consommation d’énergie par ha et par kg de matière sèche

GJ eq ha-1 yr-1 MJ eq kg-1 DM

N D O C M

1 2 1 2 1 2

Semences

Produits phytosanitaires

Engrais

Carburants

Transport

Récolte

Soins aux cultures

Traitements phytosanitaires

Epandages d‘engrais

Semis

Travail du sol

Par kg matière sèche

Nemecek et al., 2005

ww

w.f

ibl.

org

Mäder et al. (2002), Science

    Système

Paramètre  Unité BIO PI

Apport d‘éléments nutritifs kg Ntotal / hakg Nmin / ha

kg P / hakg K / ha

101 (58%)34 (30%)25 (62%)

162 (64%)

140112

40254

Pesticides(Matières actives)

g / ha 200 (3%) 6000

Utilisation de carburant(Equivalents diesel)

l / ha340 (60%) 570

Rendement(Moyenne de toutes les cultures)

% 81 100

Biomasse dans le sol (Bactéries, champignons)

t / ha40 (167%)(700 moutons )

24 (400 moutons)

Utilisation efficace des ressources

Essai DOK à Therwil (CH)1978 – 2005 (Ø de 4 rotations)

ww

w.f

ibl.

org

Bio-dynamique PI, sans bétail

Essai DOK: caractéristiques du sol au bout de 21 ans

Mäder et al. (2002), Science

ww

w.f

ibl.

org

Essai DOK: battance

Fotos: Fliessbach Nov. 2002

Bio-dynamique PI, sans bétail

ww

w.f

ibl.

org

La connaissance est un réservoir pour s’adapter aux changements

Grâce aux connaissances locales et aux observations, les agriculteurs se sont adaptés aux cours des siècles aux changements climatiques (Tengo and Belfrages, 2004).

Pour pouvoir nous adapter, nous avons besoin d‘une diversité génétique immense, que ce soit pour les plantes cultivées ou les animaux domestiques

Les connaissances relatives aux variétés locales sont dans la tête de millions de paysans (Johannes Kotschi, 2004).

ww

w.f

ibl.

org

Favoriser la biodiversité dans l’agriculture...

ww

w.f

ibl.

org

...et dans le maraîchage

Eric Wyss, 2006

ww

w.f

ibl.

org

...et dans les serres

Eric Wyss, 2006

www.oekolandbau.de, Thomas Stephan

ww

w.f

ibl.

org

Diversité des espèces sur des surfaces cultivées bio et conventionnelles

Hole et al. 2005 (Données issues de 76 études)

Bio > conv. Bio = conv. Bio < conv.

Plantes 13 2

Oiseaux 7 2

Mammifères 2

Vers de terre 7 4 2

Arthropodes

Coléoptères 13 3 5

Araignées 7 3

Papillons 1 1

autres arthropodes 7 2 1

Microorg. du sol1) 9 8

Total 66 25 8

1) Bactéries, champignons, nématodes

ww

w.f

ibl.

org

R. Lal, Science (2004)

Teneur en humus du sol

ww

w.f

ibl.

org

Essai DOK: teneur en matière organique

75%

80%

85%

90%

95%

100%

105%

1977 1978-1984 1985-1991 1992-1998Mati

ère

org

an

iqu

e d

u s

ol

(100 %

= 1

977)

D2

O2

C2

M

Fließbach et al., 2007, AGEE

ww

w.f

ibl.

org

Essai DOK: teneur en humus à différentes profondeurs

Fliessbach et al. (1999)

0 10000 20000 30000 40000 50000

60-80cm

40-60cm

20-40cm

0-20cm

Teneur en humus (kg Corg/ha)

D

C

D: 114 t/haC: 98 t/ha

ww

w.f

ibl.

org

Fixation de CO2 dans le sol grâce à l‘agriculture biologique

Pimentel et al., 2005, Teasdale et al., 2007, Fliessbach et al., 2007, Mäder et al., 2002, Berner et al., 2008

Essai DOC (CH)

Essai de Rodale(USA)

Essai SADP(USA)

Essai de Frick(CH)

kg C par haet année

Bio, sans labour

Bio, labourConventionnel, sans labour

Bio, avec fumier frais

Bio, sans labour

Conventionnel

Bio, avec

engrais verts

PI, engrais minérauxBio, avec fumier frais

Biodynamique, avec compost de fumier

PI, fumier frais + engrais minéraux

ww

w.f

ibl.

org

Essai de Frick: travail du sol et préparations biodynamiques

ww

w.f

ibl.

org

Essai de Frick: comparaison du travail réduit du sol et du labour

ww

w.f

ibl.

org

Essai de Frick: rendements (2003- 2008, t MS/ha)

Système de travail du sol

Blé d‘aut.

2003

Tourne-sol

2004

Epeautre

2005

PT

2006

PT

2007

Maïs

2008

Moyenne de toutes

les cultures

Charrue 5.18 3.19 2.43 7.51 7.79 12.27 -

Travail réduit du sol 4.43 3.33 2.23 9.66 9.6 16.48 -

Travail réduit en % du labour

86% 104% 92% 129% 123% 134% 111%

Appréciation des différences (significatives ou non significatives)

*** (*) * *** *** ***

(*) = p < 0.1; * = p < 0.05; *** = p < 0.001

Berner et al. 2008

ww

w.f

ibl.

org

0.27

0.19

0.05

0.42

0.21

0.25

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Veränderung % Corg

Ohne Präparate

Mit Präparaten

Pflug

Reduzierte Bodenbearbeitung

Vollgülle

Mistkompost / Gülle

n.s.

***

n.s.

Berner und Gadermeier 2009

1)

1) Tiefe 10-20cm: ns

+17% Corg 2002

Essai de Frick (début en 2002, sol lourd) Evolution de la teneur en matière organique de 2002 à 2008

Profondeur du sol 0-10cm

Sans préparations

Avec préparations

Charrue

Travail réduit du sol

Lisier complet

Compost / Lisier

Evolution de la matière organique en %

Profondeur 10-20 cm: n.s.

ww

w.f

ibl.

org

Avoir un effet neutre sur le climat- cela fonctionne-t-il?

Augmenter le taux d‘humus dans le sol

Renoncer aux engrais azotés industriels

Stabiliser le sol

Utiliser de manière optimale les processus écologiques

Economiser l‘énergie

Produire du biogaz …

Niggli et al. 2009

ww

w.f

ibl.

org

Conclusions

Les émissions de gaz à effet de serre (pas seulement celles venant de l‘agriculture) doivent considérablement diminuer

La production animale (en particulier les ruminants) et l‘azote minéral industriel sont les sources principales d‘émissions provoquées par l‘agriculture

En augmentant le taux d‘humus, on pourrait fixer de grandes quantités de CO2 de l‘atmosphère dans le sol

L‘agriculture biologique peut avoir un effet neutre sur le climat, particulièrement dans les pays du Sud, ce qui peut grandement contribuer à la sécurité alimentaire

Les mesures visant à réduire les émissions servent aussi à renforcer la résistance des systèmes agraires aux catastrophes (sécheresses, inondations…)

ww

w.f

ibl.

org

Merci!

Le groupe « Sciences du sol » de FiBL