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14/09/2016

Mieux prendre en compte les sols dans les modèles globaux de simulation des cultures

Examiner les incertitudes des données sur les sols et leurs conséquences sur la modélisation des cultures et la variabilité des rendements, tel est l'objectif de l'article publié dans Nature Communications en juin dernier. Sept chercheurs se sont associés pour estimer l'impact de l'allocation spatiale des différents types de sols. En effet, les auteurs soulignent que les modèles prennent actuellement en compte le sol dominant dans une maille donnée (0,5°x0,5°), et non l'ensemble des types de sols.

Le modèle global de simulation repose sur EPIC, et la base de données harmonisée des sols du monde a servi de source pour déterminer les types de sols présents dans une maille. La culture étudiée est le maïs. Les auteurs ont choisi de représenter 3 x 2 itinéraires techniques couplant l'irrigation (présence ou absence) avec trois niveaux d'application de fertilisants (absence, « business as usual », c'est-à-dire les taux de l'année 2000, et un niveau plus important). Pour chacun de ces scénarios, la variabilité inter-annuelle des rendements est estimée sur une période de dix ans, d'une part dans le cas où seul le sol dominant est pris en compte dans chaque cellule (CVdom), d'autre part dans le cas où tous les types de sols sont considérés (CVtot).

Au niveau des résultats, CVtot est supérieure à CVdom dans tous les scénarios, hormis dans le cas d'une agriculture irriguée et avec le plus fort des taux d'application de fertilisants, cas pour lequel cette différence est moindre, voire non significative. Cette étude montre également que les niveaux d'incertitude les plus importants sont dans les régions potentiellement les plus vulnérables au changement climatique. La figure ci-dessous montre le facteur dominant (climat ou sols) dans les variations de rendements estimées. Les auteurs notent qu'en intégrant des scénarios du GIEC (RCP 8,5), les impacts du changement climatique peuvent être positifs ou négatifs en fonction du type de sols dans certains cas extrêmes.

Mailles et facteurs dominant la variabilité des rendements Les auteurs représentent en bleu les cellules où le climat est le facteur dominant (CVdom/CVsoil> 30 %),en magenta celles où ce sont les sols (Cvsoil/Cvdom >30 %)

sols.jpg

Source : Nature communications

In fine, les auteurs en appellent à une meilleure prise en compte des types de sols dans les travaux de modélisation des scénarios climatiques, ainsi qu'à une amélioration de la qualité des données disponibles.

Élise Delgoulet, Centre d'études et de prospective

Sources : Nature communications, IIASA

15:04 Publié dans Climat, Enseignement et recherche | Lien permanent | Tags : sols |  Imprimer | | | | |  Facebook

05/04/2016

L'IFPRI chiffre le coût de la dégradation des sols

Fin mars, l'IFPRI a publié son cinquième Global Food Policy Report (voir à ce sujet un billet sur ce blog), dont le chapitre 5 est consacré à la gestion des sols, en lien avec l’objectif 15 du développement durable et l’initiative 4/1000 : chaque année, 75 milliards de tonnes de sols sont perdues du fait de mauvaises pratiques. L’IFPRI reprend à son compte l’estimation publiée en 2016 et chiffrant à 300 milliards de dollars (0,4% du PIB mondial) le coût associé à la dégradation des sols (cf. carte). Les mêmes auteurs estiment que les bénéfices attendus d’actions visant à préserver les sols dépassent largement les coûts.

Estimation des coûts annuels associés à la dégradation des sols

carte-sols-ifpri.jpg

Source : IFPRI

Source: IFPRI

09:58 Publié dans Mondialisation et international | Lien permanent | Tags : ifpri, sols |  Imprimer | | | | |  Facebook

14/12/2015

Carbone organique dans les sols : une évaluation du potentiel d'atténuation à l’échelle européenne

Un travail collaboratif entre des chercheurs de plusieurs universités a tenté d’estimer le potentiel de séquestration de carbone dans les sols agricoles européens (cultures seulement). D’après leur article, publié dans le journal Global Environmental Change, entre 9 et 38 MtCO2 seraient stockés chaque année, jusqu’en 2050, avec un prix du carbone compris entre 10 et 100 $US par tCO2 (voir la courbe de coûts d’atténuation ci-dessous). Cela représenterait un potentiel maximum de 7 % des émissions agricoles de l’Union européenne. Quant aux émissions liées aux sols agricoles, elles diminueraient de 40 % par rapport à 2010. Dans leur conclusion, les auteurs soulèvent un dernier point : les fuites de carbone hors UE seraient de 20 MtCO2, voire limitées à 9 % du potentiel de 38 Mt, à condition de chercher à les prévenir. Au final, ils concluent sur une contribution peu significative des mesures d’atténuation étudiées.

Courbe de coûts d’atténuation pour le carbone organique des sols en vert (en bleu et en violet : co-bénéfices pour les secteurs des cultures et de l’élevage ; en rouge : les fuites carbone)

carbone.jpg

Source : Global Environmental Change

Ce travail repose sur la mobilisation de deux modèles : EPIC, qui simule les systèmes agricoles afin d’en comprendre les impacts sur l’environnement (ici émissions et séquestration du carbone dans les sols), et GLOBIOM-UE, un modèle économique d’équilibre partiel avec une représentation détaillée des 28 États membres, qui permet de regarder les effets sur les usages des terres, le commerce ou les émissions à une échelle globale. D’après les auteurs, le lien entre ces deux modèles fait l’originalité de cette publication, tant dans la méthodologie mobilisée que dans l’intégration des dimensions économiques et d’usage des sols, en particulier pour évaluer les fuites de carbone.

Pour arriver au résultat présenté plus haut, les auteurs ont construit plusieurs scénarios, en plus d’une référence (sans prix de la tCO2). D’une part, ils ont fait varier le niveau du prix de la tonne entre 10 et 100 $US. D’autre part, afin de simuler les effets d’une politique « anti-fuite carbone », les échanges de commodités européennes ont été fixés au niveau de la référence, en ajoutant dans certains cas la demande européenne en produits agricoles. Ils ont pris comme levier le labour, selon trois modalités : conventionnel, réduit ou minimal. Les auteurs soulignent à ce titre le débat qui a lieu autour de cette pratique et ses effets sur la séquestration. D’autres limites, citées par eux, résident dans le traitement du seul gaz à effet de serre CO2, ou dans la représentation des dynamiques du carbone organique des sols non étendues aux forêts et aux prairies, par exemple.

Élise Delgoulet, Centre d’études et de prospective

Source : Global Environmental Change

11:16 Publié dans 2. Evaluation, Climat | Lien permanent | Tags : sols, atténuation, carbone organique |  Imprimer | | | | |  Facebook

09/12/2015

Sols : mise en ligne d’un ensemble d’articles par Nature

À l’occasion de la Journée mondiale des sols, le journal Nature a mis en ligne une collection d’articles dédiée à ce sujet. Une publication souligne le manque de connaissances actuelles sur la microfaune des sols, une autre revient sur les questions de gouvernance, citant le projet de directive européenne abandonné, ainsi que le rôle du groupe technique intergouvernemental sur les sols et du partenariat mondial de la FAO.

Source : Nature

10:23 Publié dans Enseignement et recherche | Lien permanent | Tags : nature, sols |  Imprimer | | | | |  Facebook

18/06/2015

Sols : panorama sur le changement climatique et la sécurité alimentaire à l’échelle du monde

Publié dans Science début mai, un article rédigé par des chercheurs américains offre un panorama de grands enjeux associés aux sols, mettant l’accent sur le changement climatique et la sécurité alimentaire.

Cette publication donne ainsi des ordres de grandeurs issus de la littérature académique sur les capacités de stockage (ex : 2 300 Gt de carbone organique dans les trois premiers mètres) et d’émissions de carbone par les sols au niveau mondial. Elle explique certains points clés, par exemple l’approche non linéaire dans le temps de la séquestration de carbone, ou encore la variation possible du carbone stocké dans le sol (entre -72 et +253 Gt à l’horizon 2100, selon les travaux de modélisation). Elle revient également sur les incertitudes : réponse des sols des latitudes nordiques au réchauffement climatique (estimation des émissions comprises entre 50 et 150 Gt), incertitude sur la taille du stock de carbone dans le sol (de l’ordre de la quantité de carbone présent dans l’atmosphère – 770 Gt), etc.

Sur le volet « sécurité alimentaire », les auteurs évoquent principalement la question de l'érosion et mettent aussi l’accent sur les nutriments, comme le phosphore dont la principale source provient de formations géologiques (roches phosphatées) inégalement réparties dans le monde. Pour conclure, trois axes stratégiques pour les sols sont cités : le carbone organique (séquestration et émissions), l’érosion et les nutriments.

Source : Science

09:03 Publié dans Climat, Environnement, Sécurité alimentaire | Lien permanent | Tags : sols, changement climatique, sécurité alimentaire |  Imprimer | | | | |  Facebook

10/12/2014

Favoriser les pratiques favorables à la qualité des sols : résultats du projet de recherche européen « Catch-C »

Le 19 novembre 2014, à Bruxelles, ont été présentés les principaux résultats du projet de recherche « Catch-C » sur la qualité des sols. Ce projet européen, dont l’objectif était d’identifier et de favoriser l’adoption de pratiques agricoles favorables à la productivité agricole, à l’atténuation du changement climatique et à la qualité des sols, est le fruit d’une collaboration entre instituts de recherches de huit pays européens (dont la France). Les travaux ont porté sur les effets de ces pratiques, sur les freins et les leviers à leur adoption par les agriculteurs et sur leur prise en compte dans les politiques publiques.

L’incidence d’une cinquantaine de pratiques sur la qualité des sols, l’atténuation du changement climatique et la productivité a été évaluée, en s’appuyant sur les résultats de nombreuses expérimentations de long terme, menées à travers l’Europe. Ces travaux montrent les effets bénéfiques de certaines pratiques, comme la rotation des cultures sur le rendement, l’usage efficient des fertilisants azotés, la diminution du ruissellement, etc. Ils montrent également l’effet plus incertain d’autres pratiques, comme le non-labour ou l’implantation de cultures intermédiaires, pour lesquelles des compromis sont à trouver entre avantages (sur le taux de matière organique et la vie du sol par exemple), et inconvénients (notamment des émissions accrues de gaz à effet de serre). Il n’y a, dans tous les cas, aucune pratique n’ayant que des effets positifs en toutes circonstances.

Les niveaux d’adoption de ces pratiques sont très variables entre pays et entre types d’exploitations. Concernant les techniques culturales sans labour par exemple, ce niveau varie entre 42 et 78 % en France. La lutte contre l’érosion, l’amélioration de la structure et de la vie du sol figurent parmi les leviers fréquemment mentionnés par les enquêtés, alors que la recrudescence des adventices, le risque de transmission de pathogènes ou le manque de matériel agricole adapté sont les principaux freins.

Quelles sont enfin les mesures de politiques publiques qui favorisent l’adoption de ces pratiques ? « Catch-C » en a fait un recensement détaillé et montre qu’elles relèvent principalement de la politique agricole commune (via les mesures agro-environnementales ou la conditionnalité), de la mise en œuvre de directives européennes (directives nitrates et couverture des sols par ex.) et, dans certains cas, de politiques nationales spécifiques.

Ces intéressants résultats de recherche contribueront vraisemblablement à renforcer la stratégie thématique sur les sols de l’UE, comme ont pu en témoigner, lors de ce séminaire, des représentants des directions environnement et agriculture de la Commission.

Clément Villien, Centre d’études et de prospective

Lien : projet Catch-C

14:47 Publié dans Agronomie, Enseignement et recherche | Lien permanent | Tags : sols |  Imprimer | | | | |  Facebook

08/09/2014

Un choix stratégique des terres pour l'expansion de la production agricole pourrait contribuer à limiter le déstockage de carbone par les sols

Dans une publication de juillet 2014, des chercheurs américains de l'université du Minnesota se sont interrogés sur la manière de combiner le maintien d'un service écosystémique, à savoir le stockage du carbone, avec l'expansion des terres agricoles, qui elle répondrait à la hausse de la demande alimentaire.

L'idée est de mettre en regard, via une approche spatialisée, le nombre de calories produites et la quantité de carbone stocké pour chaque région. Une donnée supplémentaire est alors ajoutée : le coût social du carbone, soit les dommages qui résulteraient des émissions de carbone (37 $ par tonne de carbone).

Leur conclusion est la suivante : à l'horizon 2050 et à l'échelle mondiale, un choix stratégique des terres mobilisées pourrait préserver environ six milliards de tonnes de carbone pour une valeur approximative d'un milliard de dollars, en comparaison avec un scénario au fil de l'eau. Les zones concernées (US Corn Belt, Europe de l'Ouest, vallée du Nil, plaine de la rivière Gange et Est de la Chine) sont des régions actuellement agricoles dont la mobilisation ne se ferait qu'à la marge, limitant les pertes de carbone liées à la destruction de forêts.

Élise Delgoulet, Centre d'études et de prospective

Source : PNAS

09:50 Publié dans Agronomie, Climat, Enseignement et recherche, Environnement | Lien permanent | Tags : carbone, sols |  Imprimer | | | | |  Facebook

02/09/2014

Une expertise scientifique collective sur les « Mafor », matières fertilisantes d'origine résiduaire, et leur valorisation sur les sols agricoles

Le 3 juillet 2014 a eu lieu le colloque de restitution de l'expertise scientifique collective « Mafor », commanditée par les ministères de l'agriculture et de l'écologie et réalisée par l'Inra, le CNRS et l'Irstea. Ce travail portait sur la valorisation des matières fertilisantes d'origine résiduaire (Mafor) : il visait à faire le bilan des connaissances sur « les bénéfices agronomiques des Mafor et les impacts de leur épandage en termes de contaminations potentielles des écosystèmes, en tenant compte des intérêts, contraintes et conséquences économiques et sociales de cette pratique ». L'évaluation des risques sanitaires fait quant à elle l'objet d'une saisine de l'Anses.

L'étude a permis de dresser un état des lieux de l'utilisation des Mafor en France. Les effluents d'élevage en représentent la très grande majorité avec 274 Mt brutes en 2012, dont 50% émis directement dans les pâtures. À côté de cela, il existe des Mafor d'origines urbaine et industrielle : environ 0,7 Mt sèches de boues d'épuration urbaines, 2,2 Mt brutes de composts et digestats issus de déchets urbains et 1,8 Mt sèches d'effluents industriels (ex : vinasses de betterave). En 2011, 25% des surfaces de grandes cultures et 30% des prairies ont reçu des Mafor, mais avec de fortes disparités régionales.

Les auteurs de l'étude ont ensuite qualifié la valeur agronomique des Mafor : ces dernières comportent une valeur fertilisante en éléments minéraux (N, P, K) et une valeur amendante (enrichissement en matière organique), qui peuvent chacune varier en fonction des éventuels traitements appliqués (méthanisation, séchage, compostage). Si elles ont des valeurs fertilisantes en phosphore et potassium équivalentes à celles des engrais minéraux, la situation est différente pour l'azote en raison de sa présence sous forme organique dans les Mafor. Les Mafor sont la seule source renouvelable de phosphore et, à l'échelle de la France, « les quantités de phosphore présentes dans les Mafor pourraient couvrir l'ensemble des prélèvements annuels de phosphore par la production agricole ».

Outre les pertes possibles de carbone vers l'environnement (sous forme de méthane ou de composés organiques volatils), les scientifiques ont analysé les risques de transfert d'agents biologiques pathogènes et d'apport de contaminants chimiques. Bien que le lien de cause à effet entre épandage de Mafor et transmission de maladies soit difficilement établi, des agents pathogènes (bactéries, virus, parasites) sont fréquemment détectés dans les effluents d'élevage bruts. Certains traitements (compostage...) permettent d'en abattre la charge potentielle. Par ailleurs, l'épandage de Mafor est susceptible de favoriser la dissémination de l'antibiorésistance dans l'environnement. S'agissant des contaminants chimiques, deux types ont été distingués : les ETM, éléments traces métalliques (principalement cuivre et zinc mais aussi plomb, mercure, cadmium...), qui peuvent s'accumuler dans les sols, même si les apports sont de faible quantité ; et les CTO, composés traces organiques, plutôt d'origine anthropique (molécules pharmaceutiques, résidus de pesticides, PCB, HAP, bisphénol, etc). À l'inverse des ETM, les CTO sont dégradables et peuvent se transformer en divers métabolites. Ils sont plus ou moins persistants dans les sols, et sont susceptibles d'être transférés dans les matières premières alimentaires (accumulation possible dans les tissus graisseux, le lait ou les œufs par exemple).

En conclusion, les Mafor représentent un potentiel non négligeable pour se substituer au moins en partie aux engrais minéraux de synthèse. À ce titre, elles peuvent utilement contribuer au bouclage des cycles (P, K...), au recyclage des déchets et à l'économie circulaire. En revanche, pour optimiser leur utilisation (maximiser l'efficacité agronomique et minimiser les risques environnementaux), il sera nécessaire d'intégrer l'ensemble des caractéristiques des filières de production et de traitement des déchets, d'optimiser les pratiques d'épandage et les périodes d'apport, d'évaluer l'acceptabilité des pratiques et leur balance coût/bénéfice, et enfin de poursuivre les recherches sur les contaminants des Mafor (ex : nanoparticules).

Noémie Schaller, Centre d'études et de prospective

Source : INRA

09:29 Publié dans Agronomie, Enseignement et recherche | Lien permanent | Tags : mafor, inra, irstea, cnrs, sols |  Imprimer | | | | |  Facebook

27/08/2014

Le carbone organique dans le sol

Cette publication de l'ADEME en date de juillet 2014 est issue des travaux du Groupement d'Intérêt Scientifique (GIS) Sol et de l'Inra. Elle illustre le rôle du sol vis-à-vis des émissions de gaz à effet de serre en France, et de leur réduction : « les terres agricoles et la forêt occupent plus de 80 % du territoire national et séquestrent actuellement 4 à 5 GtC (soit entre 15 et 18 Gt CO2) dont plus des deux tiers dans les sols. »

L'attention est portée sur les pratiques favorisant ou maintenant le capital existant dans les sols, dont entre autres sa capacité à stocker du carbone. Les principaux leviers identifiés sont : raisonner l'intensification des prélèvements pour la forêt, agir sur les entrées et sorties de matière organique pour les sols agricoles (retour au sol, bandes enherbées, non-labour, etc.), ainsi que maîtriser l'occupation du sol.

Source : ADEME

09:06 Publié dans Agronomie, Climat | Lien permanent | Tags : ademe, sols |  Imprimer | | | | |  Facebook