Réduction des herbicides : 10 ans d'essai à l'INRA

Depuis 2000, l'Inra a mis en place sur le centre de Dijon Epoisses une expérimentation sur des systèmes de culture avec usage réduit en herbicides. Ces systèmes sont basés sur la protection intégrée des cultures, qui repose sur une combinaison de leviers techniques limitant le potentiel de développement des adventices et permettant de réduire l'usage des herbicides. Ces leviers sont les suivants :

- raisonnement du travail du sol pour gérer le stock de semences,

- adaptation des dates de semis pour esquiver les levées d'adventices,

- choix de variétés compétitives,

- désherbage mécanique au cours du cycle cultural pour détruire les plantules déjà levées,

- et le principal levier : diversification des successions de cultures, avec introduction de cultures de printemps (tournesol, sorgho, etc.) et de cultures étouffantes vis-à-vis des mauvaises herbes (triticale).

Les résultats de 10 ans d'essais montrent que la combinaison de ces différents leviers permet de maîtriser les adventices de façon satisfaisante, tout en ayant très peu recours aux herbicides. Certains leviers sont toutefois difficiles à mettre en œuvre dans les exploitations : les systèmes de culture sont en effet plus complexes et plus difficiles à gérer ; ils peuvent générer des problèmes d'organisation du travail. Ils engendrent une baisse de rentabilité économique estimée par l'Inra à 100 euros/ha en contexte de prix moyens, en grande partie due au manque de productivité et de débouchés des cultures de diversification.

Ainsi, la question de la rentabilité des cultures de diversification, ainsi que celle de l'accompagnement des agriculteurs et des acteurs du développement agricole seront déterminantes dans la réduction collective des usages d'herbicides.

L'expérimentation va se poursuivre afin de vérifier que la maîtrise des adventices peut être maintenue à plus long terme et afin d'étudier les impacts des systèmes de cultures à bas niveau d'herbicides sur d'autres critères (biodiversité, qualité de l'eau, etc.).

 

Noémie Schaller, Centre d'études et de prospective

 

Source : INRA

Découverte d'un gène du riz lui conférant tolérance au déficit en phosphore

Une équipe de chercheurs philippins a découvert un gène du riz permettant à la plante de tolérer un déficit du sol en phosphore. Cette découverte pourrait avoir des conséquences importantes puisque, dans le monde, 60% du riz pluvial cultivé en plaine sont produits dans des sols présentant des déficits, notamment en phosphore, et dans lesquels les rendements en riz sont bas. Or le phosphore est un élément non renouvelable et l'accès aux engrais phosphatés, de plus en plus coûteux, est souvent limité pour les riziculteurs.

D'après les travaux publiés dans la revue Nature, la surexpression du gène nommé PSTOL1 pour phosphorus-starvation tolerance 1 entraîne une augmentation significative du rendement en milieu pauvre en phosphore, en comparaison aux variétés ne possédant pas ce gène. Les chercheurs indiquent que PSTOL1 stimule la croissance racinaire aux stades précoces de développement de la plante, ce qui permet une meilleure absorption du phosphore et autres nutriments.

Les chercheurs soulignent enfin l'intérêt cruciale de conserver et d'étudier les variétés anciennes des plantes, puisque le gène PSTOL1 a été identifié chez la variété traditionnelle Kasalath.

 

Noémie Schaller, Centre d'études et de prospective

 

Source : Nature

Impact de l'accumulation de nanoparticules dans le sol

Une équipe de recherche californienne a constaté que l'accumulation de certaines nanoparticules (oxyde de zinc et de cérium principalement) dans les sols cultivés pouvait avoir un impact non négligeable sur les productions végétales et en particulier sur le soja, particulièrement sensible. Une expérience de culture de soja en serre sur un sol contenant ces deux métaux a démontré que l'oxyde de zinc se concentrait dans les parties comestibles de la plante et que le cérium inhibait la croissance de la plante. L'accumulation de nanoparticules dans le sol peut avoir différentes origines, dont les moteurs diesel d'utilisation courante dans les campagnes.

L'étude des nanotechnologies est active au niveau national. L'Agence nationale de la recherche consacre son cahier de juillet 2012 à cette thématique et a financé 62 projets de recherche sur cette thématique depuis 2005.

 

Madeleine Lesage, Centre d'études et de prospective

 Sources : PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)

 Les Cahiers de l'ANR n°5

Etude collective Inra : les cultures intermédiaires et leurs rôles dans les bilans d'eau, d'azote et autres services écosystémiques

Le 28 juin a eu lieu le colloque de restitution de l'étude Réduire les fuites de nitrates au moyen des cultures intermédiaires, commanditée par les ministères de l'Agriculture et de l'Ecologie, et réalisée par l'Inra. Cette étude vise à fournir aux pouvoirs publics un ensemble actualisé de connaissances et références agronomiques sur les conditions d'efficacité des cultures intermédiaires pour la réduction des fuites de nitrates et plus généralement sur le rôle des cultures intermédiaires dans les bilans d'eau, d'azote et autres services écosystémiques, et ce dans différents contextes pédoclimatiques. Elle doit en effet contribuer à préparer le 5e programme d'action de réduction des teneurs en nitrates des eaux (démarrage en 2013).

Après une analyse bibliographique de près de 800 références scientifiques, les chercheurs ont conclu que les cultures intermédiaires étaient efficaces, « dans la plupart des situations testées, pour réduire la lixiviation et la concentration nitrique de l'eau de drainage, avec un taux de réduction généralement supérieur à 50% », les effets étant toutefois variables en fonction du contexte pédoclimatique et du système de culture. L'impact de la culture intermédiaire sur la culture suivante (en termes de rendements) est généralement positif, avec là encore une importante variabilité des résultats, sauf pour les légumineuses qui ont toujours un effet favorable. L'implantation d'une culture intermédiaire représente toutefois un coût pour l'agriculteur (semence, main-d'oeuvre, etc.) estimé entre 54 et 110 euros/ha.

L'étude bibliographique a été complétée par une analyse par simulation dans différents contextes agronomiques et pédoclimatiques (types de sol, successions de cultures, modes de gestion de l'interculture, types de cultures intermédiaires, dates d'implantation de ces couverts, etc.) qui confirment les conclusions de la bibliographie.

Les auteurs précisent qu'il existe toutefois un besoin d'approfondissement de certaines connaissances (impacts des cultures intermédiaires sur les bioagresseurs, optimisation des itinéraires techniques et aide à la décision, etc.).

Les résultats de l'étude ont donné lieu à un résumé, une synthèse, un rapport et des présentations qui sont disponibles sur le site.

Noémie Schaller, Centre d'études et de prospective

Portail des zones agro-écologiques

Un nouveau portail en ligne de la FAO et de l'Institut international pour l'analyse des systèmes appliqués (IIASA), le portail des zones agro-écologiques (GAEZ), est un outil de planification servant à recenser les zones pouvant accroître leur production vivrière. Dans certaines régions, la FAO estime ainsi que la production actuelle est à 30-40 % de son potentiel, en particulier en Afrique subsaharienne.

 

Le premier pas déterminant pour intensifier durablement la production sera de combler les écarts de rendement qui continuent à affecter le secteur agricole dans de nombreuses régions du monde. En effet, les rendements céréaliers du continent africain ont longtemps tourné autour de 1,2 tonne l'hectare, contre un rendement moyen d'environ 3 tonnes l'hectare dans le monde en développement.

Ce nouveau portail en ligne de la FAO et de l'IIASA entend renforcer la capacité des planificateurs et des décideurs d'estimer les potentiels et la variabilité de la production selon différents contextes environnementaux et scénarios de gestion, prenant en compte notamment les conditions climatiques, les régimes de gestion, les disponibilités d'eau et les niveaux d'intrants.

 

Sources : FAO 

Voir aussi la publication de Laurence Roudart

Grand projet de ferme urbaine à New-York

D'après Transrural Initiatives, la société privée Bright Farms a le projet de construire à New York, dans le quartier de Brooklyn, une grande ferme urbaine sur le toit d'anciens entrepôts. Une serre hydroponique qui réutiliserait l'eau de pluie occuperait 9000 m2.

Un autre projet serait à l'étude dans le Bronx et dans la ville de St Paul. Depuis la nouvelle règlementation sur la construction baptisée Zone Green, en application depuis avril 2012, les installations de serres ou autres plantations sur les toits ont en effet été rendues plus faciles.

Source : Transrural Initiatives, n°416, mai 2012, site Internet de Bright Farms

Vers un retour du cheval de trait en viticulture ?

Depuis quelques années, de plus en plus de viticulteurs font le choix de réintroduire le cheval comme outil de travail dans leur exploitation. On ne peut pas quantifier précisément le phénomène mais il prend de l'ampleur et concerne des surfaces non négligeables. Certains lycées agricoles commencent même à proposer des formations en attelage de chevaux. En Bourgogne, plus d'une dizaine de prestataires en traction animale sont installés au service des viticulteurs et plus de 200 ha y sont labourés à cheval. Plusieurs vignobles prestigieux ont fait le choix du cheval, sans pour autant communiquer sur cette pratique.

Le cheval peut être utilisé pour une diversité d'opérations (labour, désherbage, binage, épandage du fumier) ou encore pour transporter le raisin lors des vendanges. D'après ses partisans, il évite le tassement des sols. Dans les exploitations en agriculture biologique en particulier, où les passages sont très nombreux, la traction animale améliore l'aération du sol et l'accès à l'eau par les racines de la vigne. Elle offre également la possibilité d'accéder à des parcelles très pentues ou plantées en rangs très serrées, où le passage du tracteur est difficile. Elle peut aussi réduire le bilan carbone de l'exploitation.

En termes de performances économiques, les coûts de production en traction animale semblent légèrement supérieurs, en raison du besoin accru en main-d'œuvre et d'une vitesse de travail inférieure. En Bourgogne, les viticulteurs ont estimé que le surcoût dû à la traction animale correspondait « au prix d'un bouchon supplémentaire par bouteille de vin ».

Noémie Schaller, Centre d'études et de prospective

Sources : Aujourd'hui en France, 13 juin 2012, La Nouvelle République, 20 janvier 2012

Vers une identification à l'échelle du génome entier du maïs des segments génomiques impliqués dans la croissance

Une récente étude menée conjointement par des biologistes de l'université de Hohenheim, de l'institut Max Planck et de l'institut Leibniz de génétique végétale et de recherche sur les plantes cultivées (IPK) en Allemagne, explore les liens entre le génome et le métabolisme de la croissance du maïs.

 Les chercheurs ont utilisé près de 300 lignées de maïs différentes afin d'étudier le métabolisme de la croissance et sa diversité génétique. Le génome entier des plantes a été comparé avec la présence de certains composés biochimiques des feuilles prélevés sur les jeunes pousses de maïs ainsi que des traits agronomiques des plantes matures. Les métabolites, ces éléments chimiques fournis par l'alimentation de la plante, impliqués dans différentes synthèses et catalyses, et ayant une fonction spécifique de la croissance (foliaire) ont été repérés par association avec certains allèles (de type « polymorphisme nucléotidique »). Le nombre des métabolites des plantes étant important, cette étude semble apporter des résultats prometteurs pour mieux comprendre la croissance du maïs. C'est en particulier le cas en matière de précurseurs de la lignine qui est par ailleurs un constituant très important pour la rigidité de la structure des végétaux.

 

Thuriane Mahé, Centre d'études et de prospective

 

 

Comparaison des rendements produits en agricultures biologique et conventionnelle

L'agriculture biologique est parfois critiquée pour avoir de plus faibles rendements par unité de surface et pour renforcer la demande en surfaces agricoles. La comparaison des rendements de l'agriculture biologique et de l'agriculture conventionnelle reste toutefois très controversée.

 Des chercheurs américains et canadiens ont donc analysé la littérature scientifique disponible : 316 comparaisons de rendements conventionnels/biologiques ont été étudiées conjointement pour 34 cultures différentes et sur 62 sites d'étude à travers le monde. Les résultats, publiés en mai 2012 dans la revue Nature, ont montré que les rendements par unité de surface en bio étaient, en moyenne, 25% inférieurs à ceux du conventionnel, avec toutefois de fortes disparités suivant les cultures, les pratiques culturales et les milieux. Ainsi, si les rendements des céréales et des légumes en bio sont effectivement plus faibles qu'en conventionnel (-26% et -33% respectivement), les rendements des fruits et des oléagineux ne sont pas significativement différents (respectivement -3% et -11% en bio). La présence d'irrigation influence également les niveaux de rendements : comparés à ceux en conventionnel, les rendements en bio sont inférieurs de 35% en agriculture irriguée, mais de seulement 17% en agriculture pluviale.

En résumé, les performances des systèmes biologiques, en termes de rendements surfaciques, peuvent être équivalentes à celles des systèmes conventionnels dans certains cas (type de cultures, pratiques culturales, etc.), mais elles ne le sont pas (encore) dans la majorité des cas. Les auteurs considèrent donc qu'il convient de poursuivre les recherches sur les facteurs de limitation des rendements en bio, surtout dans les pays en développement dans lesquels l'augmentation des rendements est la plus cruciale.

Ils prennent soin de rappeler que l'objet n'est pas ici de déterminer qui de l'agriculture biologique ou conventionnelle est « gagnante » quel que soit le contexte, et que les deux types d'agriculture, voire des « hybrides », seront vraisemblablement nécessaires pour relever les défis à venir. Ils précisent enfin que « les rendements agricoles ne sont qu'un des critères parmi un ensemble de facteurs économiques, sociaux et environnementaux », qu'il conviendra d'évaluer pour comparer plus globalement les bénéfices de différents systèmes de production agricole pris dans leurs contextes.

 Noémie Schaller, Centre d'études et de prospective

Source : Nature

 

 

Le changement climatique pourrait accroître la volatilité des prix du maïs

Une étude américaine, parue dans la revue Nature Climate Change, tend à démontrer que la variabilité interannuelle des cours du maïs pourrait passer de 43% (pour la période récente 1980-2000) à 200% (dans le pire scenario simulé pour la période 2020-2040). Cette variabilité des prix est calculée en simulant la variation interannuelle des rendements en maïs, elle-même déterminée par les évolutions des conditions météorologiques annuelles (température, précipitations). Pour cela, les chercheurs se sont appuyés sur des données économiques, climatiques et agricoles, et sur des modèles numériques.

La principale originalité de ce travail est l'étude croisée de deux déterminants de la volatilité des prix (toutes choses égales par ailleurs) : (1) le changement climatique et (2) les interactions agro-énergétiques et les politiques énergétiques (en particulier les mandats d'incorportion des biocarburants). L'étude révèle que :

• le changement climatique pourrait fortement accentuer la volatilité des cours du maïs aux États-Unis (en raison de vagues de chaleur plus nombreuses et plus intenses dans la Corn Belt, première zone de production de maïs dans ce pays);

• le maintien d'une politique de promotion des biocarburants (mandats d'incorporation) amplifierait encore l'effet du changement climatique sur la volatilité des prix (effet cumulé). À l'inverse, en l'absence de mandats, l'intégration croissante des marchés agricoles et énergétiques pourrait davantage amortir les chocs induits par les aléas (production de biocarburants accrue en cas de rendements élevés, et inversement).

 Les chercheurs soulignent donc la nécessité de considérer les interactions entre politiques énergétiques et marchés agricoles pour s'adapter au changement climatique.

Source : Nature Climate Change

Noémie Schaller et Pierre Claquin, Centre d'études et de prospective

Les causes des différentiels de rendement en maïs en Afrique

Le département de recherche socio-économique LEI de l'université de Wageningen aux Pays-Bas a publié un rapport qui cartographie le différentiel entre rendement réel et rendement potentiel de maïs pouvant exister dans différentes zones géographiques d'Afrique. Une analyse statistique identifie des facteurs comme l'utilisation d'engrais de synthèse, les infrastructures de transport et les institutions socio-politiques qui ont une relation avec ce différentiel de rendement. La cartographie résultant de l'analyse permet de repérer les zones où des efforts sont particulièrement nécessaires pour améliorer les rendements réels de production du maïs. Elle peut également servir d'outil pour identifier les zones où un système d'assurance récolte pourrait fonctionner de façon efficace.

 La méthode utilisée par le LEI s'appuie sur de l'imagerie satellite et des systèmes d'information géographique pour calculer le différentiel entre rendement actuel et rendement potentiel. La cartographie représente ensuite ce différentiel de rendement. Le croisement avec les indicateurs socio-économiques des différentes régions montre que l'accès aux marchés et l'utilisation d'engrais de synthèse sont corrélés avec un faible différentiel de rendement. Cependant, à une échelle plus fine, ces corrélations sont moins marquées, indiquant que d'autres facteurs entrent en jeu. Des différences marquées apparaissent entre régions administratives, ce qui suggère que des facteurs institutionnels et socio-politiques contribuent à expliquer les différentiels de rendement observés.

Source : LEI, Wageningen 

Jo Cadilhon, Centre d'études et de prospective

 

Prospective de l'agriculture en Bourgogne

Le Programme pour et sur le développement régional (PSDR), financé par l'INRA et le Conseil régional de Bourgogne, a engagé une réflexion prospective sur l’agriculture et les espaces ruraux dans le développement régional bourguignon. Trois scénarios contrastés à 2030 ont été élaborés, qui ont pris comme cadre d'ensemble trois des scénarios réalisés par le Centre d'études et de prospective dans l'exercice Agriculture Energie 2030.

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Nanotechnologies en agriculture et alimentation

Un article de la revue Food Policy analyse l'impact de la croissance du recours aux nanotechnologies dans le domaine agro-alimentaire dans les pays de l'OCDE.

 Selon l'auteur, de l'IFPRI (International Food Policy Research Institute), l'usage des nano-particules est en constante augmentation dans les secteurs de l'agriculture et de l'alimentation depuis 2006. Elles peuvent être un élément soit de l’aliment (complexe vitaminés avec système d'encapsulation des substances actives), soit de l’emballage alimentaire (par exemple nano-traceur qui permet de détecter la présence de germes pathogènes). En agriculture, le recours aux nano-pesticides permet de réduire les intrants.

Les investissements en matière de recherche atteindraient, à l’échelon mondial, plusieurs milliards de dollars. Le nombre de firmes agroalimentaires impliquées est passé de 200 à 400 entre 2006 et 2010, et ce chiffre atteindrait 1000 en 2020.

Face à la montée de l'utilisation de ces produits, l'auteur identifie trois défis principaux : continuer l'investissement en recherche (principalement sur l'évaluation des risques), maîtriser la gestion du risque et prendre en compte l'acceptation du public.

 Il n'y a pas d'obligation d'étiquetage de ces produits et il n'y a donc pas de registre officiel des produits alimentaires contenant des nano-particules. Toutefois, deux registres officieux sont répertoriés :

• le registre Project of Emerging Nanotechnologies (PEN) sur le territoire des États-Unis, qui répertoriait 89 produits en 2010,

• Le registre établi par le BEUC (Organisation des consommateurs européens) sur le territoire communautaire, qui répertoriait 27 produits en 2010 (et 10 en 2009).

 

Madeleine Lesage, Centre d'études et de prospective

Source : Guillaume P. Gruère, « Implication of nanotechnology growth in food and agriculture in OECD countries », Food Policy, avril 2012.

Un nouveau blé sélectionné pour sa tolérance à la salinité

La revue Nature Biotechnology rapporte l’obtention d’une variété inédite de blé dur tolérante au sel, qui se double d’une description d’une fonction de gènes de tolérance au sel (le locus Nax2). Issue d’une collaboration entre plusieurs universités et centres de recherche australiens, cette nouvelle variété a requis l’usage des biotechnologies pour le choix de la variété ayant la propriété de tolérance intéressante, Nax2. Cette variété a par contre été obtenue par croisement « classique » de la variété de blé ancienne résistante à des teneurs élevées en sodium du sol et d’une variété commerciale de blé dur. L’augmentation de rendement testée en champ avoisinerait les 25% de biomasse supplémentaire par rapport aux semences du marché. Ce blé tolérant à la salinité va à présent être évalué par le programme d’amélioration du blé dur australien.

En Australie, le risque de salinité des espaces agricoles est lié à la fois à la remontée de sel des eaux de nappes phréatiques dans les zones arides de vallée où ces eaux seraient plus salées, mais également - phénomène moins visible et plus ponctuel - à une saturation des sols en eau dans des zones de cuvette ou de canaux où la stagnation d’eau fait remonter la salinité des couches du sol plus profonds. Cette salinité de l’environnement est généralement néfaste aux plantes par accumulation dans les feuilles où les ions altèrent alors le métabolisme de la photosynthèse.

Cette nouvelle variété semble d’autant plus intéressante que près de 20% des sols agricoles de ce pays seraient touchés par des problèmes de salinité et que, parmi les variétés actuelles de blé, celles de blé dur semblent plus sensibles à la salinité de leur environnement. Une telle culture pourrait ainsi être envisagée ailleurs qu’en Australie, par exemple là où les vallées fluviales se salinisent suite à différents phénomènes, souvent d’origine anthropique. Cette sélection variétale semble une avancée importante mais ne pourra sans doute pas constituer un remède durable à la salinisation de certains sols.

 

Thuriane Mahé, Centre d'études et de prospective

 

Sources : « Wheat grain yield on saline soils is improved by an ancestral Na⁺ transporter gene »,Nature Biotechnology, mise en ligne mars 2012 ; « Création d’un nouveau blé tolérant au sel », Le Figaro, 14 mars 2012 ; « Wheat Breeding for Salt Tolerance », présentation de l’ICARDA, Septembre 2007 ; « World Breakthrough On Salt-Tolerant Wheat », Science Daily, 11 mars 2012.

Résultats du programme Grandes cultures économes et publication d'un cahier des charges

Le 13 février 2012 étaient restitués à Paris les résultats du programme Grandes cultures économes, qui ont donné lieu également à la publication d'un cahier technique par le Réseau agriculture durable et les CIVAM.

Les performances économiques et environnementales des 56 fermes engagées dans le programme sont particulièrement intéressantes : réduction de 50% de l'usage des pesticides, réduction de 20% des consommations d'énergie et des émissions de gaz à effet de serre, respect de la bonne qualité chimique de l'eau tout en maintenant les marges et les revenus. Le programme se distingue également par l'investissement important sur les méthodes d'accompagnement du changement et la co-construction de nouveaux systèmes de production avec les agriculteurs, le conseil agricole et la recherche.

Le principal levier mobilisé dans les études de cas présentées est la rotation des cultures, qui permet de lutter contre les adventices et les ravageurs, d'introduire des légumineuses et des cultures économes ou nettoyantes, de mieux répartir les pointes de travail sur la campagne culturale et de diversifier les revenus pour être plus robuste face aux aléas.

 Ce travail a abouti à la rédaction d'un cahier des charges qui pourrait déboucher sur une mesure agri-environnementale permettant d'accompagner les agriculteurs qui souhaitent faire évoluer leur système de production.

 

Julien Vert, Centre d'études et de prospective