Agriculture irriguée aux États-Unis : des situations et des adaptations contrastées

Pour les auteurs du rapport Trends in U.S. Irrigated Agriculture: Increasing Resilience Under Water Supply Scarcity, publié par le ministère américain de l’Agriculture (USDA) en décembre 2021, les cultures irriguées sont une composante essentielle de l’économie agricole américaine, dont dépendent d’autres secteurs comme l’élevage et l’énergie. En 2017, les 20 % des surfaces irriguées du territoire contribuaient à 54 % de la valeur totale de sa production agricole. L’irrigation a pris son essor avec l’adoption en 1902 du Reclamation Act, qui scellait la « reconquête » du désert et des territoires de l’Ouest. D’importantes infrastructures d’approvisionnement en eau sont alors financées par la Fédération. De 1890 à 2017, la superficie irriguée passe ainsi de 1,2 million d’hectares à plus de 23,7 millions, même si les dynamiques diffèrent beaucoup entre les États fédérés (carte ci-dessous). Au début du XXI^e siècle, des sécheresses touchent successivement les principales régions agricoles. Face à la réduction de la disponibilité des eaux de surface et à la concurrence croissante entre les usages, les prélèvements agricoles d’eaux souterraines augmentent, conduisant à l'épuisement des principaux aquifères des régions productives, à leur pollution et leur salinisation.

Distribution spatiale des superficies irriguées 1997-2017

Source : USDA

Lecture : les points sont associés aux changements de la superficie irriguée (1pt = 400 ha), à l’échelle du comté, entre 1997 et 2017, tels que rapportés par les recensements agricoles de ces deux mêmes années. La couleur du point indique une augmentation (bleu) ou une diminution (rouge) dans le périmètre considéré. Environ 57 % des comtés n'ont pas connu d'augmentation ou de diminution de la superficie irriguée supérieures à 800 ha. La région du delta du Mississippi et les hautes plaines du nord concentrent le plus d'augmentations, alors que la Central Valley de Californie et les Southern High Plains (Texas, Oklahoma) concentrent le plus de diminutions.

L'adaptation de l'agriculture aux pénuries d’eau implique souvent une combinaison de mesures : réduction des surfaces irriguées et changement de cultures, modernisation des systèmes d’irrigation et amélioration des pratiques de gestion, modification des sources d'approvisionnement (réutilisation d'eaux usées traitées, etc.). L’efficacité globale de l’utilisation agricole de l’eau augmente, même si l’adoption des technologies d’irrigation est hétérogène, freinée par ses coûts, l'accès au capital et l'incertitude quant à la disponibilité future de la ressource. Le rapport mentionne aussi le développement de marchés de l’eau dans certains États, c'est-à-dire la possibilité de vendre ses droits d’eau à d'autres utilisateurs lors de pénuries. Il cite également l'exemple d’une assurance récolte, pour partie subventionnée, couvrant les pertes de rendement de producteurs s'étant engagés à réduire leur consommation d'eau.

Si des gains d'efficacité dans l'utilisation de la ressource sont encore possibles, les auteurs remarquent qu’ils n'entraînent pas toujours une meilleure gestion. Les incitations à la modernisation des infrastructures d’irrigation devraient donc être couplées à des stratégies de gestion de la demande (limitations des surfaces irriguées, restrictions des prélèvements, etc.).

Cécile Poulain, Centre d'études et de prospective

Source : USDA

Conséquences des dynamiques des paysages agricoles sur la pollinisation

Soutenue en novembre 2021, la thèse de doctorat en biologie de l’environnement et des populations de Maxime Ragué s’intéresse aux conséquences de la dynamique spatiale et temporelle des paysages agricoles sur les interactions plantes-pollinisateurs et la pollinisation. Les successions culturales entraînent des variations importantes de ces paysages, jusqu’à présent peu étudiées. Cette recherche a porté sur un espace marqué par une grande diversité paysagère, la Zone atelier plaine et val de Sèvre (ZAPVS), située dans les Deux-Sèvres. Le chercheur a assuré le suivi des plantes adventices, des insectes pollinisateurs et de leurs interactions, ainsi que la quantification de la fonction de pollinisation sur plus d’une centaine de parcelles (figure ci-dessous).

Vue d'ensemble des observations et design expérimentaux mis en place dans la ZAPVS

Source : M. Ragué, CEBC-CNRS

Les résultats montrent que cette dynamique spatiale et temporelle conduit les pollinisateurs à visiter différents habitats et à butiner des ressources florales diverses (fleurs cultivées ou sauvages). Ainsi, les cultures à floraison massive sont très attractives pour ces insectes, en particulier les abeilles mellifères. Cette situation semble favoriser la compétition avec les pollinisateurs sauvages, exclus des fleurs cultivées : cette exclusion est compensée par l’existence de plantes adventices, avec un partitionnement des ressources. Ensuite, si les ressources florales de ces cultures sont limitées dans le temps, il existe une complémentarité spatio-temporelle des habitats qui permet de maintenir les populations de pollinisateurs. La dispersion spatiale et temporelle des ressources, les interactions trophiques et la compétition constitueraient donc des facteurs importants dans les interactions entre plantes et pollinisateurs.

À l’issue de ce travail, l’auteur propose notamment de maintenir la diversité des habitats pour assurer la conservation des pollinisateurs et la fonction de pollinisation, en favorisant les habitats semi-naturels ou les plantes adventices dans les cultures (figure ci-dessous). De plus, la réduction de la taille des parcelles favoriserait l’accessibilité des ressources pour les pollinisateurs sans que cette baisse n’impacte la production agricole.

Représentation d’un paysage agricole du printemps à l’été en milieu tempéré favorisant le maintien des pollinisateurs et de la fonction de pollinisation

Source : M. Ragué

Lecture : CFM : cultures à floraison massive ; HSN : habitats semi-naturels.

Johann Grémont, Centre d’études et de prospective

Source : CEBC-CNRS

« Dans les coulisses du climat » : expériences scientifiques pour le GIEC

Dans une série de dix reportages (dont six à paraître) intitulée « Dans les coulisses du climat », Universcience, le CNRS, l’IRD et INRAE présentent des observations et des expériences scientifiques sur lesquelles se fondent les travaux du Groupe intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC). Diffusé le 20 décembre 2021, le troisième épisode, « Sécheresse : le futur est dans le pré », traite d'une expérimentation permettant, sous une structure mobile simulant un climat extrême (protection contre la pluie puis exposition au rayonnement solaire), de mesurer la réaction à la sécheresse de dactyles (plante fourragère), issus de différentes zones d’Europe. Plus rapidement qu’en conditions réelles, sont identifiées puis sélectionnées les variétés les plus résistantes, afin de les croiser pour obtenir un idéotype adapté aux conditions climatiques que pourrait connaître l’Europe en 2050.

Source : Le blob

Allocation des terres et modes de production agricole : effets comparés du land sparing et du land sharing sur la biodiversité

Si les effets de l'activité humaine sur l'environnement ne font plus débat dans la communauté scientifique, les stratégies à mettre en œuvre pour en limiter l’impact suscitent encore des questions. Une analyse publiée en octobre 2021 dans le Journal of Zoology passe en revue différents travaux académiques évaluant les niveaux d'impact des modes de production agricole sur la biodiversité. Elle s'intéresse plus précisément à un continuum d'approches de l'allocation des terres, du land sharing au land sparing (figure ci-dessous). Le land sharing consiste à étendre les surfaces cultivées avec des pratiques agricoles respectueuses de l'environnement (diminution des intrants chimiques, préservation des habitats naturels, etc.), jusqu'à atteindre un niveau de production donné. Avec le land sparing, il s'agit à l'inverse de concentrer cette activité sur une surface minimale, en augmentant au maximum les rendements pour avoir le même niveau de production et préserver ainsi plus de terres « sauvages » (wild landscapes).

Le continuum entre les stratégies extrêmes de partage et de sauvegarde des terres

Source : Journal of Zoology

Lecture : (a) sur la base d'une zone de paysage hypothétique de 5 km x 5 km, pour atteindre un même niveau de production : à gauche, le degré le plus élevé de partage des terres, nécessitant de cultiver l'ensemble de la zone au rendement le plus bas (rose moyen) ; à l'extrémité droite, le degré le plus poussé de sauvegarde des terres, avec le rendement le plus élevé (rouge foncé) sur la surface minimale cultivée.

(b) courbes de densité de population végétale ou animale selon les rendements pour, de gauche à droite, des espèces « gagnantes » (la densité de leur population augmente avec les rendements), puis des espèces perdantes selon les scénarios d'allocation des terres (land sharing, land sparing, niveau intermédiaire).

D'après l'auteur, les études s'accordent sur les impacts globalement négatifs sur la biodiversité de l'activité agricole, aussi respectueuse soit-elle. En revanche, leurs conclusions sur la meilleure stratégie à adopter sont discutées en fonction des indicateurs considérés. Le land sharing aurait un impact moindre sur la densité de population d'un plus grand nombre d'espèces, alors que le land sparing permettrait d'en conserver un nombre plus important en préservant les espèces animales ou végétales dites « spécialisées » (ayant besoin de conditions environnementales spécifiques pour prospérer). De plus, d'après des travaux récents, cette stratégie d'économie de terres serait associée au stockage d'une plus grande quantité de carbone organique dans les sols.

L'auteur préconise donc une stratégie de production agricole à haut rendement durable, préférable à une agriculture intensive, sur des zones peu étendues et déjà cultivées, optimisant les surfaces de terres « sauvages » sauvegardées. Il applique cette idée de concentration de l’empreinte de l’activité humaine à d'autres secteurs (urbanisme, pêche, aquaculture, etc.), afin de gérer au mieux la préservation de l'environnement par rapport aux besoins de la population.

On pourra sur ce sujet se reporter à une Analyse récente sur les liens entre hétérogénéité des paysages agricoles, biodiversité et services écosystémiques.

Jérôme Lerbourg, Centre d'études et de prospective

Source : Journal of Zoology

Une comparaison d'outils d'aide à la décision pour la fertilisation azotée

Les agriculteurs disposent d'une large palette d'Outils d'aide à la décision (OAD) pour maîtriser la fertilisation azotée de leurs cultures et déterminer la dose à apporter pour maximiser leur marge tout en limitant la lixiviation. Dans un article publié en octobre 2021 dans la revue Agricultural Systems, des chercheurs étasuniens comparent l'efficacité de deux familles d'OAD : les « statiques », qui fournissent une recommandation indépendante des conditions météorologiques ou pédologiques ; les « dynamiques », supposés plus précis car ajustant leurs conseils selon ces paramètres. Leur travail, fondé sur la simulation de recommandations pour 4 200 parcelles de l'Illinois, montre cependant que les outils dynamiques ne sont pas plus performants sur le plan environnemental, et même moins efficaces d'un point de vue économique. Pour eux, le recours à des outils de plus en plus sophistiqués n'est donc pas nécessairement le gage d'une meilleure performance.

Source : Agricultural Systems

Impacts de l’épandage d'effluents d'élevage sur la biodiversité des sols

L'Union européenne (UE) produit et épand chaque année 1,4 milliard de tonnes d'effluents d'élevage (fumiers, lisiers, purins). Dans un article publié dans la revue Agricultural Systems, des chercheurs analysent les effets de ces épandages sur la biodiversité des sols, et ils formulent des recommandations pour mieux prendre en compte ces impacts dans les politiques publiques européennes. Leurs travaux reposent sur une revue de la littérature (407 publications), essentiellement scientifique.

Production annuelle (millions de tonnes) d'effluents d'élevage dans l'UE selon le type d'animaux

Source : Agricultural Systems

La première partie de l'article s'intéresse aux paramètres susceptibles de moduler l'effet des effluents sur la biodiversité des sols. Il est difficile d'en donner ici une vision synthétique, tant les mécanismes en jeu sont complexes et les déterminismes multifactoriels. Avant l'épandage, la nature des effluents (types d'animaux, teneurs en métaux lourds, présence d'antibiotiques, etc.), la façon dont ils sont stockés (exposition à l'air, conditions de température et d'hygrométrie, compostage, etc.), et éventuellement traités (traitements physiques, chimiques et thermiques, digestion anaérobique, etc.), modifient leur composition et leurs impacts sur la biodiversité pédologique. Au moment de l'épandage, la méthode utilisée (aspersion, épandage par pendillard, injection, etc.), les quantités apportées et le contexte pédologique sont également déterminants.

Les auteurs constatent que les réglementations des États membres, sur le sujet, se restreignent le plus souvent aux quantités apportées. Ils recommandent donc une approche plus globale, qui prenne mieux en compte l'ensemble des caractéristiques des effluents, et pas uniquement leur volume. De plus, une part des effluents faisant l'objet de transactions, ils suggèrent de mettre en place une labellisation, permettant à l’agriculteur qui épand des éléments ne provenant pas de son exploitation d'en connaître la composition exacte.

Toutefois, les auteurs considèrent que la concentration en effluents dans l'UE est de toute façon trop importante pour que ceux-ci soient gérés de manière à ne pas dégrader la biodiversité des sols. Réduire la quantité d'effluents à épandre, et donc le nombre d'animaux élevés, leur apparaît donc indispensable.

Mickaël Hugonnet, Centre d'études et de prospective

Source : Agricultural Systems

Déclinaison de la directive sur l'utilisation durable des pesticides : une comparaison dans huit États membres

La directive 2009/128/EC vise à limiter les effets négatifs des pesticides, et à promouvoir la lutte intégrée contre les ravageurs et l'utilisation d'alternatives aux substances les plus dangereuses. Publié en septembre 2021 dans Plos One, un article compare les plans d'action nationaux de l'Allemagne, du Danemark, de la France, de la Hongrie, des Pays-Bas, de la Pologne, de la Roumanie et du Royaume-Uni. Cette comparaison est conduite selon trois questions à caractère évaluatif : i) dans quelle mesure les pays respectent-ils l'obligation de fixer des objectifs quantifiés et de définir des indicateurs ? ; ii) quels sont les effets de la directive sur les plans mis en œuvre avant 2009 ? ; iii) dans quelle mesure ce texte a-t-il contribué à homogénéiser les approches des États ?

Parmi les pays étudiés, le Danemark et la France sont les plus avancés dans la définition d'objectifs quantitatifs et d'indicateurs. Étant donné que la directive ne propose pas de mesures concrètes, les plans d'action ne fixent souvent pas de cibles ni d'échéances précises. En réponse, des amendements récents au texte de 2009 (directive 2019/782/EC) représentent une étape importante, selon les auteurs, puisqu'ils ont pour objectif de mettre en place des indicateurs harmonisés.

De plus, pour les pays ayant déjà mis en place un plan d'action en 2009, l'adoption de la directive n'a pas changé leur approche. Par exemple, le Royaume-Uni n'a pas fourni d'objectifs quantifiables et planifiés dans le temps, contrairement à ce qui était requis.

Par ailleurs, les plans d'action sont très hétérogènes selon les pays (3e axe d'étude). Le Danemark est celui qui a développé l'approche la plus poussée, dans la définition et le suivi des objectifs autant que dans le traitement des différentes thématiques identifiées par la directive (gestion intégrée des ravageurs, développement d'alternatives et de l'agriculture biologique). Suivent la France, puis les Pays-Bas. La Roumanie et la Hongrie sont les États aux plans d'action les moins avancés, en matière d'indicateurs comme de thématiques abordées. Par exemple, la Roumanie est la seule à ne pas mentionner l'agriculture biologique comme piste pour réduire l'usage des produits dangereux. Enfin, les auteurs notent qu'il n'y a qu'au Danemark que les ventes de pesticides se sont réduites depuis 2011.

Tableau de notation des plans d'action des pays étudiés

Source : Plos One

Lecture : de haut en bas, le Danemark, l'Allemagne, les Pays-Bas, la France, le Royaume-Uni, la Roumanie, la Hongrie et la Pologne. De gauche à droite, l'objectif 1 de la directive : réduction des risques liés à l'utilisation des pesticides ; fréquence des traitements et efficacité ; réduction du risque (sur la santé, l'environnement, etc.) et indicateurs de risque ; réduction des impacts ; niveau de participation des acteurs et de la recherche ; réduction de l'utilisation des pesticides dans des zones définies ; information du public sur les usages et effets des pesticides. Objectif 2 : gestion intégrée des ravageurs. Objectif 3 : alternatives à faible risque ; agriculture biologique. La dernière colonne présente une note cumulée. - : la question est absente du plan ; + : la question est mentionnée ; ++ : des mesures sont proposées ; +++ : les mesures sont planifiées dans le temps ; ++++ les mesures sont planifiées et accompagnées d'indicateurs de suivi.

Aurore Payen, Centre d'études et de prospective

Source : Plos One

Productivité des pollinisateurs et paysages agricoles

Publié en septembre 2021, un article de Plos One s'intéresse à l'affinité entre deux espèces d'insectes pollinisateurs (abeille domestique (Apis mellifera) et bourdon fébrile (Bombus impatiens)) et les paysages agricoles environnant leurs colonies. Considérant que le poids des insectes permet d'évaluer leur productivité (ressources stockées, nombre de larves et d'adultes), les auteurs ont pesé une fois par mois, pendant l'été 2017, des colonies des deux espèces, placées dans 12 sites du Michigan (États-Unis).

Il apparaît que les paysages dominés par des prairies et des pâturages sont plus favorables aux abeilles domestiques qu'aux bourdons fébriles. Inversement, ceux-ci sont plus productifs à proximité des vergers, vignes, surfaces maraîchères et autres cultures, hors soja et maïs. Les auteurs avertissent cependant sur le fait que la généralisation de leurs résultats nécessiterait de considérer des facteurs locaux, tels que la présence de résidus de pesticides, de maladies et de structures pour nidifier, ou encore les caractéristiques des paysages. 

Corrélation entre l'évolution du poids des colonies d'abeilles domestiques (kg) et les surfaces de prairies et pâturages (km²)

Source : Plos One

Source : Plos One

Les agriculteurs pakistanais manquent de connaissances sur l'utilisation des insecticides

300 agriculteurs de trois provinces du Pakistan ont été interrogés entre octobre 2019 et février 2020, par des chercheurs, sur leurs connaissances des produits insecticides. Les résultats, publiés dans Plos One en août 2021, montrent que la grande majorité des participants ont des lacunes concernant la nature et le mode d'action des produits conventionnels, leurs liens avec les phénomènes de résistance et les pollutions environnementales, ou l'existence d'alternatives biologiques. Pourtant, ils sont 55 % à utiliser principalement les insecticides chimiques comme mode de contrôle, alors que 7 % ont recours à des méthodes biologiques, 5 % à de la lutte intégrée et 33 % à des pratiques ancestrales.

Source : Plos One

Les stratégies européennes « biodiversité » et « de la ferme à la fourchette » : quels impacts économiques et environnementaux ?

Deux stratégies européennes fixent des cibles à atteindre dans les domaines de l'agriculture et de l'environnement d'ici à 2030 : les stratégies biodiversité (Biodiversity Strategy, BDS) et « de la ferme à la fourchette » (Farm to Fork, F2F). Le Centre commun de recherche de l'Union européenne a publié en juillet un rapport sur les effets environnementaux et économiques potentiels de l'atteinte de certaines de ces cibles. Les auteurs se concentrent sur celles relatives à la réduction de l'usage de pesticides et des pertes de nutriments dues à l’utilisation de fertilisants (- 50 % d'ici 2030). Ils s'intéressent aussi à la part de terres cultivées en agriculture biologique (+ 25 % d'ici 2030) et à la part de « particularités topographiques à haute diversité » (ex. : haies) dans l'assolement (+ 10 % d'ici à 2030).

Le travail est conduit avec CAPRI (Common Agricultural Policy Regionalised Impact Analysis), un modèle macro-économique de statistiques comparatives en équilibre partiel des secteurs agricoles et du premier niveau de transformation. Trois scénarios permettant d'atteindre les cibles choisies sont étudiés et comparés à un scénario de référence sans cible. Dans le premier, la Politique agricole commune (PAC) reste similaire à celle de 2014-2020. Dans le deuxième, elle évolue selon les propositions législatives de la Commission (juin 2018). Dans le troisième, un plan de relance européen est de plus mis en œuvre, avec des aides supplémentaires à l'investissement.

Les résultats montrent une baisse de la production européenne : dans le scénario 1, elle est de - 15 % pour les céréales et oléagineux, - 12 % pour les légumes et les cultures permanentes, - 14 % pour la viande et - 10 % pour le lait. Cela impacterait les importations et les exportations, et générerait des variations de prix et donc de revenu pour les producteurs.

Effets environnementaux de l'atteinte des cibles dans le scénario 1 ( % par rapport au scénario de référence sans cibles, en 2030)

Source : Centre commun de recherche de l'Union européenne

Lecture : la colonne « F2F and BDS targets & CAP 2014-2020 scenario » présente les résultats du premier scénario. Sont estimées les émissions d'azote (nitrogen), d'ammoniac (ammonia), de méthane (CH₄), de protoxyde d'azote (N₂O), ainsi que la part des réductions d'émissions de GES non-CO₂ qui fuit (ligne Leakage). Les émissions nettes sont précisées dans la dernière ligne.

En parallèle, l'atteinte des quatre cibles sélectionnées aurait des impacts environnementaux positifs sur le surplus azoté et les pertes d'azote, les émissions d'ammoniac, de méthane, de protoxyde d'azote et de CO₂. La baisse des émissions autres que de CO₂ serait de 14,8 %, mais les deux tiers de cette baisse « fuiteraient » hors de l'UE, par l'augmentation des importations de certains produits. Ce taux de fuite ne serait plus que de 51 % si le projet de nouvelle PAC était mis en œuvre (figure ci-dessus pour le scénario 1, ci-dessous pour les scénarios 2 et 3). Les émissions de gaz à effet de serre (GES) du secteur agricole européen diminueraient alors de 28,4 % d'ici à 2030.

Effets environnementaux de l'atteinte des cibles dans les scénarios 2 et 3 ( % par rapport au scénario de référence sans cible, en 2030)

Source : Centre commun de recherche de l'Union européenne

Lecture : la colonne « F2F and BDS targets & CAP LP » présente les résultats pour le deuxième scénario. La colonne « F2F and BDS targets & CAP LP + NGEU » présente les résultats pour le troisième scénario.

Estelle Midler, Centre d'études et de prospective

Source : Centre commun de recherche de l'Union européenne

Coûts et bénéfices de l'agriculture de précision : le cas du blé en Suisse

L'agriculture de précision permet d'ajuster les apports d'intrants au plus près des conditions réelles des sols et de la croissance des plantes, avec des bénéfices potentiels sur les rendements, les marges et la réduction des pressions environnementales (excès d'azote, prélèvements en eau, etc.). Les technologies de recueil et de traitement de l'information ne cessent de s'améliorer, avec des résolutions spatiales de plus en plus précises (jusqu'à 2x2 m pour les drones), mais elles ont aussi un coût (achat de matériel, de données, etc.). Leur diffusion dans les pays européens s'avère ainsi moins répandue que dans les grandes exploitations des États-Unis. Est-ce dû à un retour sur investissement insuffisant ? Un article publié en juillet dans la revue Ecological Economics essaie de répondre à cette question.

Les auteurs ont effectué des simulations pour estimer les bénéfices économiques nets de cinq technologies de recueil de l'information, aux résolutions de plus en plus fines et permettant de moduler l'azote apporté : analyse de sols, capteur monté sur le tracteur, capteur manuel, données satellitaires, drones. Dans leur modèle, les doses d'azote optimales sont calculées de façon à maximiser le profit pour une technologie donnée. 10 000 simulations ont été conduites sur des terres agricoles types d'1 ha, divisées en 2 500 parcelles, avec trois qualités différentes de sols (teneur en matière organique, texture). L'hétérogénéité et la répartition spatiale des terres ainsi simulées sont mesurées par les indices de Shannon et de Moran (figure ci-dessous).

Agrégation de l'information en fonction de la précision des technologies considérées dans les simulations

Source : Ecological Economics

Lecture : 1, 2 et 3 correspondent aux trois types de sols analysés dans l'article.

Les résultats montrent que les technologies aux résolutions les plus fines produisent des bénéfices nets par rapport à celles moins précises, mais au-delà d'un certain seuil d'hétérogénéité des sols ces bénéfices sont modestes, de l'ordre de 0,2 % du revenu total. Les rendements sont en moyenne un peu plus élevés et l'usage d'azote plus réduit, avec toutefois une variabilité nettement moindre (figure ci-dessous). Par ailleurs, en considérant un prix de l'azote au double de sa valeur actuelle, les bénéfices nets sont un peu plus élevés. Les résultats confirment aussi l'hypothèse des auteurs d'un faible retour sur investissement individuel. Les auteurs soulignent l'intérêt d'analyser les situations d'usage partagé ou contractuel des technologies, et notent enfin que celles-ci présentent d'autres avantages non pris en compte ici : optimisation des autres intrants (eau, pesticides), amélioration de la teneur en protéines du blé, etc.

Rendements, doses d'azote et bénéfices nets pour les quatre types de technologies dans le cas d'une hétérogénéité élevée des sols

Source : Ecological Economics

Julien Hardelin, Centre d'études et de prospective

Source : Ecological Economics

Les technologies spatiales au service de l'agriculture

Le site Techniques de l'ingénieur a publié, en août, une série d'articles sur le thème des technologies spatiales au service de l'agriculture. Les différents types de satellites (météorologiques, de positionnement, de télécommunication ou d'observation) figurent au premier rang de ces technologies et trouvent nombre d'applications en agriculture. Les systèmes de navigation guident les engins dans les parcelles (semis, irrigation, épandage) afin d'optimiser les passages en évitant les recouvrements et les zones non traitées. Pour indemniser les agriculteurs en cas d'aléas climatiques, certains assureurs s'appuient sur des indices (ex. : indice de production des prairies) établis à partir d'un historique de données satellitaires pour estimer les carences de production. Autre technologie performante, des capteurs optiques ou thermiques, embarqués sur des satellites, permettent de mesurer, par télédétection, différentes variables biophysiques : taux de chlorophylle des plantes, biomasse, stress hydrique, etc. Grâce à ces informations, les agriculteurs peuvent ajuster les apports en eau ou en engrais selon les besoins des végétaux aux différents stades de développement (agriculture de précision).

Carte de préconisation des besoins de fertilisation du logiciel Farmstar obtenue à partir d'images satellitaires

Source : Crédit image Airbus

Les images satellitaires sont aussi utilisées pour contrôler les déclarations de surface des agriculteurs dans le cadre de l’octroi des aides du premier pilier de la Politique agricole commune. Pour la France, selon l'Agence de services et de paiement (ASP), qui distribue ces aides, les déplacements physiques des contrôleurs dans les exploitations ont ainsi pu être diminués de moitié.

Enfin, l'espace est également un laboratoire de recherches agronomiques. Le dernier article du dossier l'illustre par l'exemple de la mission Wise, programme privé de recherche spatiale appliquée. Ce programme a pour objectif de tirer parti des effets de la microgravité sur des systèmes biologiques complexes afin de trouver des solutions pour la viticulture et l’agriculture de demain. Bouteilles de vin et sarments de vigne ont ainsi séjourné pendant 10 mois à bord de la station spatiale internationale afin d'étudier plusieurs aspects : propriétés biochimiques, vieillissement du vin, changement dans l'ADN des sarments, etc.

Jérôme Lerbourg, Centre d'études et de prospective

Source : Techniques de l'ingénieur

Les liens entre écologie et agriculture numérique selon les acteurs de l'innovation

Dans un article publié dans le Journal of Rural Studies d'août, trois chercheurs d'Inrae s'intéressent aux relations entre deux des grandes préconisations faites actuellement à l'agriculture : l'écologisation des politiques et des pratiques, et l'usage des technologies numériques. Cette question est abordée à travers 38 entretiens réalisés avec des acteurs français de l'innovation, en agriculture conventionnelle ou biologique. Les apports du numérique à la prise en compte des questions environnementales sont perçus différemment par ces deux catégories d'acteurs. Les agriculteurs conventionnels en attendent des préconisations sur l'usage des intrants pour optimiser leur productivité tout en en limitant l'impact environnemental. En agriculture biologique, les solutions numériques sont plutôt vues comme des outils pouvant aider l'exploitant à mieux comprendre son système de production et à analyser ses pratiques agronomiques. Selon les auteurs, les acteurs du secteur de l'AgriTech n'ont pas perçu ces différences importantes et ils conçoivent actuellement des outils numériques surtout adaptés à la vision majoritaire de l'écologisation qui est celle de l'agriculture conventionnelle.

Source : Journal of Rural Studies

Pesticides à ARN interférent : une perspective d'avenir pour la protection des cultures ?

En 2019 a eu lieu à l'OCDE (Paris) une conférence sur les pesticides à ARN interférent, dans le cadre du Programme de recherche en collaboration : systèmes agricoles et alimentaires durables. Elle a donné lieu à 14 articles (revues de littérature, textes originaux) publiés en 2019 et 2020 dans Frontiers in Plant Science, se concluant par la parution d'un éditorial en juillet 2021. Ce recueil est l'occasion de se pencher sur les opportunités et risques de ces innovations, alors que les technologies à ARN ont été mises en évidence à l'occasion de leur utilisation dans les vaccins contre la Covid-19. Les sujets traités sont divers : mécanismes biologiques de l'interférence à ARN, exemples d'applications pour certaines cultures (ex. : Fusarium de l'orge), évaluation des risques environnementaux et sanitaires (persistance dans l'environnement, action sur des ARN d'autres organismes non ciblés initialement, etc.).

Source : Frontiers in Plant Science

Effets de la diversification des cultures sur les services écosystémiques

Souhaitant objectiver l'effet de la diversification des cultures sur les services écosystémiques, des chercheurs du Cirad, d'Inrae et de l'université libre d'Amsterdam ont compilé les résultats de 95 méta-analyses portant sur 5 154 expérimentations. Ils trouvent que la diversification des cultures améliore le rendement (effet médian de + 14 %), la biodiversité des plantes non cultivées et des animaux (+ 24 %), et certains services écosystémiques comme la qualité de l'eau (+ 51 %), le contrôle des ravageurs et des maladies (+ 63 %), ainsi que la qualité du sol (+ 11 %). Ils observent aussi que les techniques agronomiques sont inégalement efficaces : d'une façon générale, l'agroforesterie, les cultures de couverture et l'association de cultures produisent plus de services écosystémiques que les rotations et les mélanges variétaux. Ces performances varient cependant selon la mise en œuvre de ces pratiques mais aussi selon les services écosystémiques sur lesquels les effets sont étudiés. 

Répartition, dans le monde, des études prises en compte

Source : Global Change Biology

Lecture : les cinq pratiques de diversification étudiées sont (a) les cultures de couverture ; (b) l'association de cultures ; (c) la rotation de cultures ; (d) l'agroforesterie ; (e) les mélanges variétaux.

Source : Global Change Biology