Innovation et développement dans les systèmes agricoles et alimentaires, Guy Faure, Yuna Chiffoleau, Frédéric Goulet, Ludovic Temple, Jean-Marc Touzard

Publié récemment en accès libre, ce livre fournit une synthèse sur les questions d'innovation et de développement dans les systèmes agroalimentaires. Sa première partie met en perspective les relations entre science, agriculture et société. J.-M. Touzard souligne les spécificités des innovations agricoles et alimentaires (rapport au vivant, à la nature et à l'espace), et se demande si celles-ci « ne sont pas en train de se dissoudre dans le cadre de la globalisation ». La convergence des enjeux (transition écologique, changement climatique et sécurité alimentaire) avec « deux révolutions technologiques majeures » (biotechnologies et déploiement du numérique), pousse « à la confrontation de différents modèles, offrant plusieurs perspectives pour le maintien ou non de ces spécificités ».

La deuxième partie explore certaines alternatives à l'agriculture conventionnelle : circuits courts, agriculture urbaine, etc. Par exemple, S. de Tourdonnet et H. Brives cernent l'originalité des processus d'innovation liés à l'agro-écologie. Ils suggèrent que deux voies extrêmes se dessinent : celle d'un conseil individualisé, très prescriptif, où l'agriculteur exécute les préconisations d'un conseiller ou d'un système expert (outil d'aide à la décision, OAD), et celle d'un accompagnement de groupe, tourné vers un renforcement de l'autonomie et des capacités de réaction. Dans la troisième partie, consacrée aux outils d'accompagnement, les auteurs emmenés par G. Faure affinent encore l'analyse avec une typologie des approches du conseil agricole en fonction de ses objectifs, des coûts, du niveau de diffusion envisageable, etc.

Enfin, la dernière partie de l'ouvrage s'intéresse aux effets de l'innovation, aux « chemins d'impact » de la R&D et aux outils de simulation. Parmi les contributions, S. Mouret et J. Porcher soulignent que les évaluations morales sont inhérentes à certains processus d'innovation « responsable » (en l'occurrence, en matière d'abattage à la ferme). J.-M. Barbier et Y. Chiffoleau donnent quant à eux des exemples d'outils d'évaluation multicritères, notamment l'adaptation de la méthode IDEA pour évaluer les transitions agro-écologiques des exploitations agricoles.

Florent Bidaud, Centre d'études et de prospective

Source : Éditions Quæ

L'impact des changements globaux sur les rendements et la qualité nutritionnelle des légumes

Le changement climatique, la dégradation des terres, la raréfaction de l'eau et la perte de biodiversité constituent des défis majeurs pour l'agriculture mondiale et la sécurité alimentaire. Si de nombreuses études ont été réalisées sur l'impact de ces changements sur les grandes cultures, aucune analyse globale n'avait encore été menée sur le secteur des légumes. Dans un article publié dans la revue PNAS, en juin, des chercheurs s'intéressent à cette question, et en particulier à l'effet de certains de ces changements sur les rendements et la qualité nutritionnelle des productions légumières.

Données disponibles sur les variations de rendements de légumes suite à une augmentation des concentrations de CO2 de 250 ppm

Source : PNAS

Pour ce faire, les auteurs ont réalisé une revue de littérature systématique, sur la base de 148 articles rapportant 8 103 expériences. Ils ont étudié l'impact de cinq types de changements : une augmentation de la température de 4°C, de la concentration atmosphérique de CO2 de 250 ppm (figure-ci dessus), de la concentration troposphérique d'ozone de 25 %, de la salinité de l'eau d'irrigation de 25 % et une diminution de 50 % de la quantité d'eau disponible (figure ci-dessous). Lorsque les données étaient suffisantes, une méta-analyse statistique a été menée pour évaluer l'effet propre de chacun de ces types de changement. De plus, différentes cultures légumières ont été analysées : les solanacées (ex. tomate, poivron, aubergine), les tubercules, les légumes à feuilles vertes, les courges et les légumineuses.

Données disponibles sur les variations de rendements de légumes suite à une diminution de 50 % de l'eau disponible

Source : PNAS

Les résultats montrent que l'augmentation des températures, de la concentration d'ozone, de la salinité et la raréfaction de l'eau pour l'irrigation ont un impact négatif sur les rendements de légumes (de -31,5 %, -8,9 %, -2,3 % et -34,7 % respectivement). L'augmentation de la concentration de CO2 dans l'atmosphère, quant à elle, accroît les rendements de 22 % en moyenne. Cependant, cet effet pourrait être atténué en présence d'autres changements globaux. Les résultats concernant la qualité nutritionnelle sont plus mitigés et varient fortement selon les types de légumes et les molécules étudiées (ex. vitamine C, antioxydants, flavonoïdes). Ces conclusions, combinées à celles d'autres articles publiés récemment (notamment sur la production de maïs et de blé), confirment que les changements globaux à venir pourront avoir de graves conséquences pour la sécurité alimentaire.

Estelle Midler, Centre d'études et de prospective

Source : PNAS

Environnement et rentabilité dans une région du nord-ouest de l'Argentine

Un article de la revue Población & Sociedad de juin 2018 analyse, dans un contexte de déforestation, l'évolution d'un modèle de production de commodités agricoles dans les provinces argentines de Tucumán et Santiago del Estero. L'étude s'appuie sur des sources variées : documents sur l'histoire de l'occupation des terres, recensements agricoles pour l'évolution de la structure agraire, images satellitaires pour les changements d'affectation des sols, et entretiens sur le terrain avec chercheurs, techniciens agricoles, membres de la coopérative Unión y Progreso, producteurs agricoles et consultants.

Alors que la canne à sucre était une quasi monoculture à Tucumán, une crise de surproduction en 1965 a conduit à une politique de reconversion productive, favorisant la culture du soja. Une dizaine d'années plus tard a débuté une nouvelle étape d'expansion, par déforestation, de la frontière agricole vers l'Est (Nord-Ouest de Santiago del Estero). Mais la dégradation des sols par la culture du soja a progressivement poussé les rendements à la baisse, conduisant les techniciens agricoles à recommander la rotation soja-maïs. Depuis les années 1990, suite à la commercialisation du soja OGM résistant au glyphosate et dans un contexte de prix internationaux favorables, le « paquet technologique » semis direct-OGM-glyphosate a été largement adopté, alors vu comme une solution au problème de rentabilités et de rendements décroissants. Selon les auteurs, les limites environnementales du modèle ont été atteintes dès le milieu des années 2000, avec l'apparition d'insectes et mauvaises herbes résistants à l'herbicide.

Ce état de faits a conduit les producteurs agricoles, ces dernières années, à considérer la dimension agro-environnementale comme une partie intégrante de leurs stratégies de diversification et d'amélioration de la productivité : reprise de la rotation soja-maïs, augmentation de la surface en canne à sucre, incorporation de valeur ajoutée sur place via la production porcine, organisation politique des agriculteurs en tant qu'interlocuteurs de l’État, et revendiquant des politiques différentielles qui tiennent compte de leur moindre compétitivité par rapport à d'autres régions du pays.

Hugo Berman, Centre d'études et de prospective

Source : Población & Sociedad

Cartographie du potentiel de lutte biologique des paysages agricoles européens

En Europe, la protection des plantes repose largement sur l'usage de produits chimiques, qui impactent négativement la biodiversité et la fourniture de services écosystémiques. Le développement de la lutte biologique (ou bio-contrôle) permettrait donc d'améliorer la durabilité de l'agriculture, tout en garantissant la sécurité alimentaire. Dans cet objectif, des chercheurs ont modélisé et cartographié le potentiel de lutte biologique (basée ici sur des auxiliaires, ennemis naturels des ravageurs) des paysages agricoles européens actuels. Leurs résultats sont publiés dans un article de la revue Ecological Indicators.

Pour ce travail, le territoire européen a été divisé en cellules d'un hectare. Leur potentiel de bio-contrôle a ensuite été estimé en considérant : 1) la présence et le nombre d'habitats semi-naturels (ex. haies), 2) leur répartition dans l'espace, 3) leur distance par rapport à la cellule considérée et 4) leur type, boisé ou herbagé et linéaire ou surfacique. Afin de paramétrer le modèle, la densité d’auxiliaires a été mesurée dans 217 habitats semi-naturels différents répartis entre quatre pays (Italie, Allemagne, Suisse, Royaume-Uni). Puis, plusieurs sources de données satellitaires sur l'usage des terres (dont Copernicus) ont été utilisées.

Potentiel de lutte biologique des paysages européens

Source : Ecological Indicators

La carte produite (voir ci-dessus) représente l'index de bio-contrôle ainsi estimé, normalisé de 0 à 100 (maximum). Elle permet d'identifier des zones à fort potentiel, comme la Franche-Comté ou le Massif Central, ou à faible potentiel, comme le Centre-Val de Loire. De manière générale, les cultures arables et pérennes ont le plus faible potentiel, et les systèmes pastoraux et hétérogènes le plus élevé (voir figure ci-dessous). Enfin, ce potentiel diffère d'une région à l'autre. Les paysages suisses ont par exemple un potentiel plus élevé, car ils reposent sur des champs de petite taille parsemés d'habitats naturels ou semi-naturels.

Potentiel de contrôle biologique dans les grands systèmes agricoles et lien entre l'abondance d'habitats semi-naturels et le potentiel dans les départements européens

Source : Ecological Indicators

Les auteurs suggèrent donc d'encourager la présence d'habitats semi-naturels, en particulier de haies boisées, dans les zones à faible potentiel de bio-contrôle. Ils soulignent également l'importance d'étudier les arbitrages et les synergies entre les différents services écosystémiques. Cela fait notamment écho à un autre article récent montrant que la survie des pollinisateurs en Europe de l'Ouest dépend de la configuration des paysages agricoles et pas de la diversité des cultures.

Estelle Midler, Centre d'études et de prospective

Source : Ecological Indicators

L'utilisation du glyphosate annule les bénéfices pour la biodiversité permis par le sans-labour

Suite à un récent communiqué de presse du CNRS et du Muséum national d'histoire naturelle (MNHN), l'impact négatif des pratiques agricoles sur la biodiversité a été largement relayé dans la presse généraliste. Contribuant à ce débat, des chercheurs du MNHN et d'Agrosolutions ont publié mi-mars, dans la revue Agriculture, Ecosystems & Environment, une analyse de l'impact sur les populations d'oiseaux de différentes méthodes de travail du sol de parcelles de blé et de colza d'hiver.

Constatant que les itinéraires sans labour, souvent considérés comme favorables à la biodiversité, présentent diverses techniques de gestion des adventices estivales, ils ont comparé les populations d'oiseaux de parcelles d'Île-de-France où sont pratiqués : a) le labour, b) le sans-labour avec gestion des adventices par traitement au glyphosate, et c) le sans-labour avec implantation d'une interculture pour la gestion des adventices et sans traitement phytosanitaire. À partir de 163 points d'observation sur 73 parcelles, le nombre et les espèces d'oiseaux vus ou entendus ont d'abord été répertoriés. Ces données ont par la suite fait l'objet d'un traitement statistique afin d'isoler l'effet spécifique des itinéraires suivis.

Localisation des parcelles franciliennes étudiées selon la technique de lutte utilisée contre les mauvaises herbes

Source : Agriculture, Ecosystems & Environment

Lecture :

- carré : sans labour avec culture intermédiaire - reprises de colza et/ou légumineuses implantées

- étoile : sans labour avec traitement herbicide total 

- triangle : labour

Les résultats montrent qu'il existe, pour les oiseaux, un important bénéfice du sans-labour sans herbicide par rapport au labour. A contrario, il y a plus de deux fois moins d'oiseaux, dans les parcelles sans-labour où du glyphosate a été utilisé, que dans les champs labourés. L'impact négatif de l'herbicide est bien plus important que la nature du travail du sol. Moins de labour et plus d'herbicides ne seraient donc pas une solution pour enrayer l'érosion de la biodiversité.

Ces travaux rejoignent les conclusions d'études récentes concluant que la biodiversité est largement tributaire de la quantité et de la nature des produits phytosanitaires utilisés par les agriculteurs. Un nombre croissant de recherches montrent également qu'une importante réduction de leur utilisation est possible sans impact économique pour une grande majorité d'exploitants, d'autant plus quand elle est couplée à des changements de techniques culturales.

Alexis Grandjean, Centre d'études et de prospective

Source : Agriculture, Ecosystems & Environment

Intensification durable de l'agriculture par les associations de cultures : vers une nouvelle « révolution verte » ?

Dans un article paru en février dans Science of the Total Environment, des chercheurs du département des sciences biologiques de l'université du Québec ont réalisé une méta-analyse des bénéfices des associations de cultures (introduction de cultures intercalaires dans les rotations), en termes de potentiels énergétique (calories), économique et d'économie d'espace.

En travaillant sur les données de 126 études extraites de la littérature scientifique, publiées entre 1975 et 2014 et prenant en compte 939 observations de cultures intercalaires, ils concluent que, par rapport à la même superficie cultivée en monoculture, les cultures intercalaires produisent 38 % en plus d'énergie brute et 33 % supplémentaires de revenus bruts en moyenne, tout en utilisant 23 % moins de terres. Ces cultures resteraient ainsi profitables, y compris dans des contextes hydriques stressants pour les plantes. Par ailleurs, la fertilisation et les modes d'association de cultures (semis en rangées et bandes vs semis mixtes) n'auraient aucune d'incidence sur le ratio d'équivalence des terres.

Effet des couples d'associations de cultures sur le « Land equivalent ratio » (LER - surface relative nécessaire en monocultures pour avoir la même production que l'association)

Source : Science of the Total Environment

Lecture : A = associations légumineuses/non légumineuses ; B = autres compositions intercalaires ; N = nombre d'observations pour chaque association. Les valeurs positives traduisent une meilleure performance de l'association que de la culture pure.

Ces modes de conduite en association pourraient repousser les plafonds de rendement futurs et aider ainsi à résoudre les crises de sécurité alimentaire. Ils s'inscriraient en outre dans une logique d'agriculture intensive durable, c'est-à-dire sans compromis néfastes entre la productivité et d'autres services écosystémiques. Bien que ces techniques permettent une intensification durable de la production sur les terres agricoles existantes, les auteurs soulignent que de nombreux défis doivent être relevés par des experts de diverses disciplines afin d'en assurer la mise en œuvre : mécanisation, développement de variétés spécialisées pour les cultures intercalaires, formation des agriculteurs à ces nouvelles pratiques, incitations économiques pour la transition, ou encore adaptation de la chaîne de transformation des productions végétales.

José Ramanantsoa, Centre d'études et de prospective

Source : Science of the Total Environment

L'initiative 4 pour 1000 permettra-t-elle de stopper l'augmentation annuelle de CO2 dans l'atmosphère ?

Lancée par le ministère de l'Agriculture en 2015, l'initiative « 4 pour 1000 » promeut des pratiques agricoles permettant d'accroître le stock de carbone dans les sols, dans le but de stopper l’augmentation de la concentration de CO2 dans l’atmosphère liée aux activités humaines, et d'améliorer la sécurité alimentaire. Dans cette perspective, un article, écrit par des chercheurs britanniques et publié dans la revue Global Change Biology en février 2018, rapporte les résultats de 16 expériences agronomiques, sur trois types de sols du sud-est de l'Angleterre entre 1843 et 2013.

Pouvant contribuer à l'amélioration de ce stockage, cinq types de changements de pratiques ou d'usage des sols sont étudiés : l'utilisation de fumier de ferme, d'amendements organiques (type composts) ou d'engrais de synthèse, l'introduction de prairies dans les rotations et le reboisement. Presque deux tiers des résultats analysés montrent une augmentation du taux de carbone dans les sols supérieure à 4 ‰ par an (voir un exemple dans le tableau ci-dessous). Toutefois, une part importante de ces expériences ayant commencé avant l'introduction des designs expérimentaux modernes, il n'est pas toujours possible d'évaluer la significativité des changements observés.

Estimation de l'augmentation annuelle de la quantité de carbone organique dans la couche superficielle du sol (0-23 cm) sur les sites de Hoosfield et Broadbalk due à l'application de fumier de ferme (8 tonnes de matière sèche par hectare et par an)

Source : Global Change Biology

Malgré ces résultats plutôt positifs, les auteurs discutent les limites qui, selon eux, rendent peu probable l'atteinte du seuil théorique des 4 ‰ permettant de compenser les émissions de CO2 d'origine anthropique. Elles varient selon les régions du monde et incluent 1) la difficulté d'accès aux ressources (comme par exemple au fumier) du fait de la très forte spécialisation régionale des exploitations, 2) le taux d'adoption déjà élevé de certaines pratiques, 3) la faible profitabilité économique de certaines de ces pratiques, qui pourrait cependant être compensée par des subventions, 4) la faible désirabilité de pratiques qui peuvent menacer la sécurité alimentaire (conversion des cultures arables) ou l'environnement (impact des intrants azotés sur la qualité de l'eau), 5) une faible additionnalité environnementale car il s'agit plus souvent d'un transfert de carbone terrestre que d'une capture de CO2 atmosphérique, et 6) des effets contre-productifs, comme l'augmentation simultanée des émissions d'autres gaz à effet de serre comme le N2O. Les auteurs concluent cependant que promouvoir le stockage de carbone dans les sols est important pour améliorer leur fonctionnement, indépendamment de l'impact sur le changement climatique.

Estelle Midler, Centre d'études et de prospective

Source : Global Change Biology

Un nouveau MOOC s'intéresse à la durabilité des systèmes alimentaires dans une perspective méditerranéenne

Développé dans le cadre d'un partenariat entre le Barilla Center for food and nutrition (BCFN), le Sustainable Development Solutions Network, la SDG Academy et l'université de Sienne, ce cours en ligne, ouvert mi-mars, a pour objectif de donner un aperçu des défis et opportunités du secteur agricole dans le bassin méditerranéen, en lien avec les enjeux environnementaux et climatiques. Il est organisé en dix modules, traitant par exemple de l'histoire de l'agriculture et du régime alimentaire de cette région, de pêche et d'aquaculture, des moyens d'atteindre différents Objectifs du développement durable (ODD), ou encore des nouveaux types de métiers dans le contexte méditerranéen.

Sources : BCFN, SDG Academy

Caractérisation d'un premier gène de résistance au champignon responsable de la septoriose du blé

La septoriose (ou STB), qui cause d'importantes pertes de rendement dans les cultures de blé, fait l'objet de nombreuses recherches scientifiques. Une récente publication dans la revue Nature Genetics, présentée dans un communiqué de l'Inra, expose les travaux sur un gène de résistance (Stb6) au champignon pathogène responsable de cette maladie, menés par des chercheurs de l'Institut et du centre de recherche de Rothansted (Royaume-Uni). Si 21 de ces gènes avaient été identifiés et localisés auparavant, aucun n'avait encore été cloné et caractérisé fonctionnellement comme Stb6, présent dans la plupart des variétés cultivées et primordial dans les voies de défense. Aujourd'hui connue, la structure de la protéine membranaire codée par Stb6 lui permet de détecter les modifications de la paroi cellulaire dues à l'agent pathogène, induisant, grâce à son activité kinase, les mécanismes de défense de la plante.

Ces avancées s'ajoutent à la découverte récente du produit de virulence du champignon, c'est-à-dire des protéines qu'il synthétise, codées par le gène AvrStb6, et qui sont reconnues par le blé grâce à la protéine membranaire codée par Stb6. La capitalisation des connaissances sur les interactions entre les organismes hôtes et pathogènes permettra, à terme, de développer de nouvelles méthodes de lutte contre la septoriose. Dans la mesure où la sélection variétale repose aujourd'hui sur les seules évaluations phénotypiques, le clonage du premier gène de résistance représente, d'après les auteurs, une avancée agronomique majeure, qui offre de nouvelles perspectives en matière de durabilité de la protection des cultures.

Source : Nature Genetics

Agriculture urbaine et production sur les toits

Dans le numéro de février 2018 de Agronomy for Sustainable Development, une publication de chercheurs français fournit la première analyse quantitative exhaustive des services écosystémiques rendus par les productions alimentaires sur les toits. Les technosols mis en place sur le toit d'AgroParisTech, dans le cinquième arrondissement de Paris, ont été évalués au regard de la production de légumes récoltée, du ruissellement de l'eau et du recyclage des déchets organiques (utilisés pour amender les sols). Les résultats, par comparaison avec des cas de référence (production de pleine terre, en toiture végétalisée et sur sol artificialisé en ville), montrent notamment des « rendements quasi-équivalents ».

Sur la thématique de l'agriculture urbaine, on pourra également se reporter à une synthèse publiée récemment par l'Ademe, distinguant trois types de projets d'agriculture urbaine, en fonction des bénéfices recherchés (voir à ce sujet une précédente brève sur ce blog).

Source : Agronomy for Sustainable Development

La sécurité alimentaire européenne et française pourrait être améliorée tout en préservant davantage certaines ressources naturelles

L'intensification durable de l'agriculture apparaît de plus en plus nécessaire pour garantir la sécurité alimentaire tout en limitant le changement environnemental global. Des chercheurs de l'université d'Amsterdam ont publié un article sur ce sujet, dans la revue Global Environmental Change en janvier 2018. Ils y explorent, via une analyse cartographique, le potentiel d'intensification durable de l'agriculture européenne et évaluent l'impact de cinq mesures sur les zones à forts potentiels identifiées.

Dans le cadre conceptuel développé par les auteurs, la possibilité d'intensifier durablement l'agriculture à un endroit donné dépend des caractéristiques socio-économiques et environnementales de cette zone (voir figure ci-dessous). En particulier, les agriculteurs jeunes, mieux formés, propriétaires et travaillant sur de grandes exploitations, sont plus enclins à adopter des mesures innovantes d'intensification durable. Ils le sont également d'autant plus dans les régions où les consommateurs se sentent concernés par les questions environnementales et sont friands de produits biologiques et végétariens/végétaliens. Le potentiel d'intensification durable d'une zone dépend aussi des opportunités agronomiques inexplorées et de l'usage parfois sous-optimal des ressources naturelles (notamment en matière de rareté de l'eau et d'érosion des sols). Enfin, les cinq mesures étudiées sont la réduction des écarts inter-récoltes (périodes entre deux récoltes), le recours au non-labour, l'irrigation déficitaire, l'abandon de cultures non primordiales pour la sécurité alimentaire et la réduction des pertes alimentaires.

Cadre conceptuel développé pour évaluer le potentiel d'intensification durable de l'agriculture

Source : Global Environmental Change

Les résultats (voir figure ci-dessous) suggèrent que 34 % des terres arables européennes se situent dans des zones à fort potentiel d'intensification durable. Elles sont en France, en Italie et au Danemark. Pour l'Hexagone, cela s'explique par une population d'agriculteurs relativement jeune, qualifiée et travaillant sur de grandes exploitations, d'une part, et par un écart inter-récoltes élevé qui pourrait donc être réduit, d'autre part. Des progrès pourraient également être réalisés dans la gestion quantitative de l'eau. Enfin, les auteurs montrent que la mise en place de mesures d'intensification durable dans les zones à fort potentiel a un impact positif sur la production d'aliments (mesurée ici en calories) et sur l'utilisation des ressources (terres, eau et sols).

Zones à fort potentiel d'intensification durable de l'agriculture en Europe

Source : Global Environmental Change

Estelle Midler, Centre d'études et de prospective

Source : Global Environmental Change

État des lieux des solutions alternatives aux traitements cupriques

Les restrictions réglementaires d'usage (voire la potentielle interdiction) du cuivre, fongicide et bactéricide naturel remis en cause pour sa phytotoxicité et son écotoxicité, posent des difficultés à l'agriculture biologique, puisqu'elle prohibe tous produits de synthèse. À la demande du métaprogramme « Gestion durable de la santé des cultures », les alternatives aux phytosanitaires à base de cuivre ont fait l'objet d'une expertise scientifique collective (ESCo), menée par l'Inra et l'ITAB. Livrée en janvier 2018, elle a mobilisé une dizaine d'experts et s'est appuyée sur 900 articles scientifiques et documents techniques.

Le cuivre est un puissant protecteur de la vigne et de la pomme de terre contre le mildiou, et des pommiers contre la tavelure. D'après de nombreuses études, il pourrait être utilisé à dose réduite, sans restreindre le niveau de protection des cultures, ou être remplacé par des méthodes alternatives. Les principes d'action majeurs de ces protections sans cuivre sont l'attaque directe du pathogène (substances biocides, lutte biologique directe, etc.), l'exploitation des capacités de résistance des plantes (variétés résistantes, stimulateurs de défense des plantes, etc.) et l'anticipation de l'infection par des pratiques agronomiques prophylactiques (sélection sanitaire des semences, diversification spatiale et temporelle des variétés, etc.). Toutefois, considérées séparément, ces solutions n'ont qu'un effet partiel : c'est intégrées dans des stratégies systémiques de lutte qu'elles seraient les plus intéressantes.

Trois projets de recherche européens et un français ont évalué l'efficacité comparée de systèmes associant plusieurs de ces leviers. L'amélioration variétale apparaît indispensable à tous les systèmes de protection sans cuivre, dont l'efficacité s'est révélée équivalente à celle comprenant du cuivre lors d'expérimentations pilotes.

L'ESCo souligne néanmoins que le développement par la recherche de systèmes économes voire sans cuivre ne peut suffire en lui-même. En effet, ces alternatives ne sont pas toujours acceptées par les acteurs, qui sont freinés par les risques techniques et économiques qu'un bouleversement des pratiques engendrerait. Pour les auteurs, des efforts réglementaires et des ajustements restent donc à faire, tout au long de la filière, pour faciliter l'adoption de ces systèmes de protection innovants.

Les méthodes alternatives aux traitements cupriques et leurs actions sur le cycle de vie des agents pathogènes

Source : INRA

Armelle Huille, Centre d'études et de prospective

Source : Inra

Origine et évolution de deux conceptions de l'agriculture

Le journaliste Charles C. Mann publie, dans The Atlantic, un article sur son dernier ouvrage The Wizard and the Prophet sorti en janvier 2018. Tenant compte de la croissance démographique d'ici 2050, il rend compte de deux grandes visions du rôle de l'agriculture, celle des « environnementalistes apocalyptiques » (les « Prophets »), annonceurs des impacts négatifs de l'augmentation de la population et de la consommation, et celle des « techno-optimistes » (les « Wizards »), qui proposent des solutions technologiques pour les surmonter. Ces visions ne datent pas d'hier et l'auteur revient sur leur histoire et leurs déclinaisons concrètes en matière d'agronomie et d'innovation. William Vogt (auteur de Road to Survival, 1948) a posé les bases du mouvement environnementaliste moderne, tandis que Norman Borlaug (1914-2009) est considéré comme le père de la « Révolution verte ». L'agriculture intensive, avec des perspectives à court et moyen termes, vise la croissance de la productivité par unité de surface par l'utilisation d'intrants chimiques ; l'agriculture écologique, privilégiant le long terme, respecte les « capacités de charge », limites écologiques des écosystèmes.

Le contexte ayant évolué (terres à cultiver limitées, pollution de l'eau par les engrais azotés, etc.), le courant « productiviste », dans les années 1990, investit la génétique en développant les OGM, par exemple avec le soja Roundup Ready de Monsanto, ou en refaçonnant la photosynthèse, par exemple avec le riz C4 porté par le C4 Rice Consortium. De son côté, le courant « écologiste » propose, à travers des institutions telles que le Rodale Institute et le Land Institute, d'orienter la recherche vers des variétés pérennes moins érosives pour les sols, vers les tubercules et les arbres qui, en Afrique et en Amérique latine, ont une productivité comparable à celle des céréales (le manioc, par exemple, produit plus de calories par unité de surface que le blé).

Enfin, l'auteur souligne le rôle de la main-d’œuvre : la mécanisation et la quasi-monoculture de la deuxième moitié du XXe siècle ont coïncidé avec la demande de bras par l'industrie, ce qui n'est plus le cas actuellement, la population des bidonvilles augmentant dans certaines régions. Une vision alternative passerait par la réduction de la taille des parcelles, la diversification productive, le retour à la campagne d'une partie de la population, ce qui ne pourra se faire sans une redéfinition des choix de société par les populations concernées.

Hugo Berman, Centre d'études et de prospective

Source : The Atlantic

Mycotoxine et biocontrôle : un regard sur le rôle des insectes

Un article paru dans Proceedings of the Royal Society B explore la relation entre la production d'aflatoxine par le champignon Aspergillus flavus (A. flavus) et le développement de ce dernier, et contribue ainsi à l'identification de mesures visant à réduire le risque de contamination des denrées alimentaires, qui peut survenir avant et après récolte. Reconnues comme génotoxiques et carcinogènes, les aflatoxines sont des mycotoxines produites par des champignons dont A. flavus et Aspergillus parasiticus, et peuvent se retrouver dans certains aliments (ex : noix, céréales, épices).

Le constat de départ est le suivant : dans une même parcelle, les champignons A. flavus ne sont pas tous toxigènes, donc pas tous en mesure de produire cette toxine. Selon les auteurs, ce polymorphisme révélerait une production d'aflatoxine qui serait bénéfique à A. flavus dans certaines circonstances. Leurs travaux montrent que cette mycotoxine est probablement un moyen de défense contre les insectes, compétiteurs pour la même source nutritionnelle (la plante) et qui se nourrissent également du champignon. En effet, en présence d'insectes, les expériences mettent en lumière l'effet bénéfique de la production d'aflatoxine sur le développement du champignon. Ces conclusions permettent d'envisager une forme de biocontrôle s'appuyant sur cette interaction champignons-insectes, en introduisant dans la parcelle des A. flavus non toxigènes pour occuper l'ensemble des niches disponibles.

Pour arriver à cette conclusion, l'article détaille 4 séries d'expériences in vitro conduites par les chercheurs états-uniens. La première repose sur un ajout d'aflatoxines dans le milieu nutritif de larves de drosophiles pour en déterminer la toxicité. Les suivantes mettent en évidence qu'en l'absence de ces larves, la présence de cette mycotoxine n'a pas d'effet sur le développement d'A. flavus. De plus, les isolats d'A. flavus non toxigènes tirent également avantage de la production d'aflatoxine. Parmi les limites, les auteurs identifient le caractère in vitro des expériences et expliquent que si le milieu utilisé pourrait être un proxy de substrats riches comme des grains de maïs, il reste cependant plus dense en nutriments que la plupart des sols.

Élise Delgoulet, Centre d'études et de prospective

Sources : Proceedings of the Royal Society B, Science

Des capteurs pour suivre la transpiration foliaire

D'après un article de ScienceDaily, des chercheurs de l'Iowa State University ont mis au point des capteurs à base de graphène, dont une des applications est le suivi de l'utilisation de l'eau par les cultures. Ces capteurs d'une épaisseur de 5 µm sont collés sous forme de ruban sur les feuilles d'une plante, et n'influent pas, selon les auteurs, sur la croissance ou la production de celle-ci. Le recours à un oxyde de graphène permet, par changement de conductivité, de mesurer l'évaporation d'eau, autrement dit la transpiration foliaire.

Déjà testés en laboratoire et lors d'une expérience pilote sur le terrain, d'autres essais au champ sont prévus, notamment sur des cultures de maïs, suite à l'allocation de financements par l'USDA. D'autres utilisations, comme le suivi des maladies ou de l'application de produits phytosanitaires, sont évoquées par les chercheurs. Cette technologie fait actuellement l'objet d'une demande de brevet par l'Iowa State University Research Foundation.

Source : ScienceDaily