Lagriculture biologique à lère du changement climatique Andreas Fließbach Institut de recherche de lagriculture biologique (FiBL) Ackerstr Frick Tél Assemblée générale de Bio Neuchâtel,

Contenu Introduction au changement climatique Conséquences pour la production végétale en Suisse et sur le plan mondial Facteurs globaux aggravants Capacité dadaptation: fertilité du sol et biodiversité Comment lagriculture peut contribuer à atténuer le changement climatique ? Conclusions

Emissions globales de CO : 8.4 Gigatonnes (Gt) C = 30.8 Gt CO 2 Emissions totales y c méthane et oxydes dazote: 50 Gt déquivalents CO 2 Total Pétrole Charbon Gaz naturel Production de ciment Mio tonnes de Carbone/an

Teneur en CO 2 dans latmosphère Concentration de CO 2 (ppmv) Cycle annuel Mesures effectuées à Mauna Loa, Hawaii

Concentration dans latmosphère IPCC (2007) 4th assessment report Potentiel de gaz à effet de serre Méthane (CH 4 ): 21 * CO 2 Oxyde dazote (N 2 O): 300 * CO 2

Emissions de gaz à effet de serre, par secteur Déchets et eaux usées Exploitation forestière, changement daffectation de lutilisation du sol Approvisionnement en énergie Agriculture Bâtiments Transports, déplacements IPCC (2007) 4th assessment report

Sources principales des gaz à effet de serre dans lagriculture Combustion de la biomasse (CH 4 + N 2 O) Riziculture inondée (CH 4 ) Engrais de ferme (CH 4 + N 2 O) Fermentation chez les ruminants (CH 4 ) Emissions du sol (CH 4 et N 2 O)

Emissions de gaz à effet de serre provenant de la production et de lépandage dengrais azotés Production + Emissions ~1% N 2 O de lengrais N épandu Production 3.15 kg CO 2 / kg N Production Gigatonnes N / an

Erisman et al. (2008) Pouvons-nous renoncer à lazote chimique industriel? Population mondiale (millions) % population mondiale apport moyenne des engrais [kg N ha -1 an -1 ] production de la viande [kg personne -1 an -1 ]

Améliorer lutilisation des engrais de ferme et développer la production naturelle dazote 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 danimaux domestiques (FAO) fournissent env. 160 millions de tonnes de N (plus autres éléments nutritifs et humus)

Production animale, quel bilan? La consommation daliments issus de la production animale utilise bien plus de ressources que la consommation de produits végétaux Elle émet 9 % du CO 2 Elle est responsable de 65 % des émissions doxydes dazote et de 37 % des émissions de méthane 64 % de lammoniac émis provient de la production animale

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 sélève de 400 m. Vision 2050 de la Société Suisse d'Agronomie, 2008

Le risque de sinistres sévères augmente considérablement

Les défis de lavenir pour lagriculture Population mondiale: elle va passer de 6.8 Mrd aujourdhui à 9 Mrd en % des prestations de lécosystème nont 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 lérosion (Pimentel et al., 1995). Actuellement, pertes de terres de 10 million dhectares par an. Lagriculture est dévoreuse dénergie, alors quelle devrait en fait être autarcique! (Smith et al., 2007). La capacité dadaptation de lagriculture au changement climatique est insuffisante ; en Afrique australe et en Asie, elle est même très mauvaise! (Lobell et al., 2008).

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!

Reganold et al., 1990 a Arthropodes b Vers de terre c Rhizobium bacteria d Champignons e Actinomycètes f Bactéries Il faut construire et utiliser la fertilité du sol

Un sol fertile a une grande capacité dadaptation

Essai de longue durée DOK, Therwil, Suisse N M D 1 D 2 O 1 O 2 C 1 C 2 N M D 1 D 2 O 1 O 2 C 1 C 2 D 1 D 2 N M C 1 C 2 O 1 O 2 C 1 C 2 N M D 1 D 2 N: témoin sans fumure D: bio-dynamique O: organo-biologique C: conventionnel (depuis 1992 PER) M: minéral (depuis 1992 PER) 1: fumure réduite (0.7 UGBF/ha) 2: fumure normale (1.4 UGBF/ha) 8 procédés 3 cultures 4 répétitions 96 parcelles à 100m 2 Mäder et al. 2002

Essai DOK – La fumure (Ø ) Mäder et al., 2006, ISOFAR

Essai DOK: rendement du blé dautomne Mäder et al., 2006, ISOFAR

Essai DOK: consommation dénergie par ha et par kg de matière sèche GJ eq ha -1 yr -1 MJ eq kg -1 DM NDOCM Semences Produits phytosanitaires Engrais Carburants Transport Récolte Soins aux cultures Traitements phytosanitaires Epandages dengrais Semis Travail du sol Par kg matière sèche Nemecek et al., 2005

Mäder et al. (2002), Science Système Paramètre UnitéBIOPI Apport déléments nutritifskg N total / ha kg N min / ha kg P / ha kg K / ha 101 (58%) 34 (30%) 25 (62%) 162 (64%) Pesticides (Matières actives) g / ha 200 (3%)6000 Utilisation de carburant (Equivalents diesel) l / ha 340 (60%)570 Rendement (Moyenne de toutes les cultures) %81100 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)

Bio-dynamique PI, sans bétail Essai DOK: caractéristiques du sol au bout de 21 ans Mäder et al. (2002), Science

Essai DOK: battance Fotos: Fliessbach Nov Bio-dynamiquePI, sans bétail

La connaissance est un réservoir pour sadapter 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 dune 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).

Favoriser la biodiversité dans lagriculture...

dans le maraîchage Eric Wyss, 2006

dans les serres Eric Wyss, Thomas Stephan

Diversité des espèces sur des surfaces cultivées bio et conventionnelles Hole et al (Données issues de 76 études) Bio > conv.Bio = conv.Bio < conv. Plantes132 Oiseaux72 Mammifères2 Vers de terre742 Arthropodes Coléoptères1335 Araignées73 Papillons11 autres arthropodes721 Microorg. du sol 1) 98 Total ) Bactéries, champignons, nématodes

R. Lal, Science (2004) Teneur en humus du sol

Essai DOK: teneur en matière organique Fließbach et al., 2007, AGEE

Essai DOK: teneur en humus à différentes profondeurs Fliessbach et al. (1999) D:114 t/ha C:98 t/ha

Fixation de CO 2 dans le sol grâce à lagriculture 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 ha et année Bio, sans labour Bio, labourConventionnel, sans labour Bio, avec fumier frais Bio, sans labour Conventionnel Bio, avec engrais verts PI, engrais minéraux Bio, avec fumier frais Biodynamique, avec compost de fumier PI, fumier frais + engrais minéraux

Essai de Frick: travail du sol et préparations biodynamiques

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

Essai de Frick: rendements ( , t MS/ha) Système de travail du sol Blé daut Tourne- sol 2004 Epeaut re 2005 PT 2006 PT 2007 Maïs 2008 Moyenne de toutes les cultures Charrue Travail réduit du sol 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 < Berner et al. 2008

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 cm: n.s.

Avoir un effet neutre sur le climat- cela fonctionne-t-il? Augmenter le taux dhumus dans le sol Renoncer aux engrais azotés industriels Stabiliser le sol Utiliser de manière optimale les processus écologiques Economiser lénergie Produire du biogaz … Niggli et al. 2009

Conclusions Les émissions de gaz à effet de serre (pas seulement celles venant de lagriculture) doivent considérablement diminuer La production animale (en particulier les ruminants) et lazote minéral industriel sont les sources principales démissions provoquées par lagriculture En augmentant le taux dhumus, on pourrait fixer de grandes quantités de CO 2 de latmosphère dans le sol Lagriculture 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…)

Merci! Le groupe « Sciences du sol » de FiBL