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Mots-clés

agronomie
champs cultivés

pratiques des agriculteurs
impact environnement
systèmes de culture
exploitation agricole territoire santé des plantes
territoire

Chiffres clés

13 unités de recherche

300 chercheurs et enseignants

19 formations diplômantes

25 formations courtes non diplômantes

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Gestionnaire du portail :
Chantal Salson
Agropolis International
salson@agropolis.fr
Tél. : +33 (0)4 67 04 75 49

Coordinateur scientifique :
Jacques Wery
(Montpellier SupAgro)
wery@supagro.inra.fr
Tél. : +33 (0)4 99 61 25 07

 

Portail thématique des compétences de la communauté scientifique

Agronomie - Plantes cultivées et systèmes de culture

2. Minimiser l'impact des cultures sur les cycles biogéochimiques

Par
Philippe Hinsinger
UMR Eco&Sols

Texte de présentation extrait du Dossier Agropolis International publié en 2012

Au cours des cinquante dernières années, la production alimentaire mondiale a doublé, permettant quasiment de compenser la forte croissance de la population mondiale. Cette évolution qualifiée de Révolution Verte s’est faite grâce à des variétés améliorées et à un recours croissant aux intrants.

Un certain nombre de pays du Sud n’ont cependant pas connu une telle évolution et les récentes émeutes de la faim soulignent l’incapacité de la production agricole à couvrir les besoins alimentaires de ces pays. Par ailleurs, au cours des dernières décennies, et très largement en lien avec cette intensification de l’agriculture, l’homme a modifié les écosystèmes à un point jamais atteint jusque là, comme souligné par le Millenium Ecosystem Assessment. Si le bénéfice en termes d’augmentation de la productivité des agro-écosystèmes est incontestable, nombre d’autres services rendus par les écosystèmes se sont trouvés fortement altérés, en particulier les cycles biogéochimiques.

Inventaire des plantes vasculaires dans une plantation de palmier à huile -© J.P. Caliman Les apports excessifs de fertilisants réalisés en agriculture intensive ont ainsi conduit à des impacts négatifs sur l’environnement. L’azote, nutriment majeur pour les plantes, est susceptible de polluer les nappes phréatiques par transfert vertical dans le sol (lixiviation) lorsque la concentration en nitrate du sol est en excès. Il peut être également à l’origine de l’émission de gaz à effet de serre (protoxyde d’azote). L’excès de phosphore dans les sols peut conduire, suite à son transfert latéral par érosion, à des phénomènes d’eutrophisation des eaux de surface. En outre, la satisfaction des besoins croissants de la population mondiale est en partie couverte par des changements d’usage des terres, en particulier la mise en culture de forêts ou prairies qui conduisent à un déstockage important de carbone contenu dans la matière organique des sols, affectant ainsi le cycle du carbone et conduisant à l’augmentation de l’effet dioxyde de carbone.

Les modèles prédisent une augmentation de près de 50% de la population mondiale d’ici à 2050. La poursuite des évolutions que notre planète a connues au cours des cinquante dernières années n’est pas durable, de sorte qu’une révolution doublement verte doit désormais être accomplie. L’enjeu est de poursuivre l’augmentation de la production agricole mondiale sensiblement au même rythme, tout en préservant désormais les services écosystémiques et, en particulier, en réduisant les impacts négatifs sur les cycles biogéochimiques et la biodiversité.

Les recherches menées par les équipes de la région s’inscrivent dans cet enjeu d’une nécessaire intensification écologique des agro-écosystèmes, en particulier dans les contextes méditerranéens et tropicaux, particulièrement soumis aux changements globaux (changements climatiques et changements d’usage des terres). Elles concernent la recherche de génotypes et d’intrants plus efficaces, la conception d’itinéraires techniques et systèmes de cultures innovants permettant d’assurer des productions agricoles plus importantes et plus stables, pour faire face aux changements et aléas climatiques.

Parmi ces pratiques, l’utilisation de peuplements plurispécifiques (agroforesterie, cultures associées, etc.) ou de techniques comme le semis direct sous couverture végétale, permettent de jouer sur la complémentarité fonctionnelle des différentes espèces végétales. De nombreuses recherches concernent en outre la gestion de la dynamique des matières organiques, en lien avec le couvert végétal, les communautés microbiennes et la faune du sol. Dans le contexte de l’agriculture périurbaine, le recyclage de ressources en matières organiques diversifiées comprenant des déchets et produits résiduaires posent, en outre, la question des effets des micropolluants tels que les métaux qu’ils contiennent. Les recherches conduites visent donc à l’évaluation à la fois des performances agronomiques et des impacts environnementaux des systèmes de culture et techniques étudiés.

 

Compétences de la communauté scientifique


  • Exemples de recherche
  • Unités et équipes de recherche impliquées

Évaluation environnementale globale des produits agricoles et alimentaires : le cas des fruits et légumes

Tomates, Ile de la Réunion - © Cirad La Réunion

La fonction alimentaire des sociétés humaines représente la principale composante de l’ensemble de leurs impacts environnementaux. La compréhension et, si possible, la quantification des relations entre modes de production et de consommation alimentaire et leurs impacts environnementaux (changement climatique, écotoxicité, eutrophisation, usage de l’eau…) sont (...)


La rhizosphère : une échelle pertinente pour évaluer la phytodisponibilité des éléments traces ?

Blé dur prélevé (ép. 1,5-4 mm) in situ et son sol adhérent aux racines représentant la rhizosphère - © M. Bravin

La place centrale des plantes au sein des agroécosystèmes rend indispensable l’étude du transfert sol-plante (phytodisponibilité) des éléments traces (ET) en sols agricoles contaminés. Certains ET comme l’arsenic (As) tendent à s’accumuler dans les plantes avec un risque accru de contamination de la chaîne alimentaire. D’autres ET comme le cuivre (Cu) sont principalement (...)


Indicateurs d’impacts environnementaux en plantation de palmier à huile

Inventaire des plantes vasculaires dans une plantation de palmier à huile  © Jean-Pierre Caliman SMARTRI

Comprendre et mesurer les impacts environnementaux d’une production agricole est indispensable à l’optimisation des systèmes vers une production durable. Cet enjeu se révèle crucial dans le cas du palmier à huile. En effet, la demande mondiale croissante d’huile de palme accentue rapidement la pression sur les ressources naturelles. Le Cirad développe depuis (...)


Les semis directs sur couverture végétale permanente (SCV) et la séquestration du carbone

Restauration des sols dégradés par les plantes de couverture (Province du Yunnan, Chine) - A. Chabanne ©Cirad

Les sols contiennent plus de carbone que la végétation terrestre et l’atmosphère combinées. Ils représentent en tant que tel un réservoir de carbone critique fortement dépendant du mode d’usage des terres. Les pratiques agricoles ont contribué à l’appauvrissement du stock de carbone organique. À l’échelle de la parcelle, la diminution des stocks de carbone est (...)


Modélisation intégrée des pratiques et des flux de biomasse dans les systèmes de production agricole

Vue d’une exploitation bovine dans les Hauts de la Réunion ©J.M. Médoc

« Mafate » est une démarche de modélisation et d’analyse de flux de matières à l’échelle d’exploitations agricoles et de territoires,conçue pour représenter les pratiques des agriculteurs et tester des stratégies de gestion. Elle comporte quatre étapes :

  • (i)l’acquisition de connaissances sur les pratiques,
  • (ii)leur représentation conceptuelle
 (...)


Partage des ressources en nutriments majeurs et facilitation en cultures associées céréales-légumineuses : exemple du phosphore

Culture associée « pois blé dur » dans l’essai de fertilisation phosphatée de longue durée de l’Inra de Toulouse-Auzeville - P. Hinsinger © Inra

Dans le contexte d’une nécessaire intensification écologique des agro-écosystèmes, la problématique du phosphore est particulièrement préoccupante, compte tenu du caractère fini de la ressource en phosphates naturels, principale source d’engrais phosphatés. La pénurie de ces engrais sera un problème majeur à échéance de quelques décennies, et il est urgent de (...)


Émission d’oxyde nitreux en fonction des modes de gestion du couvert dans des agro-écosystèmes de Madagascar

Suivi des émissions de N2O et des paramètres-clés afférents dans un système de culture SCV associant maïs et soja (Matrice expérimentale SCRiD, Madagascar) - © E. Blanchart

À Madagascar, les pratiques de semis direct sous couverture végétale permanente (SCV) se sont développées comme une alternative aux systèmes conventionnels, fondés sur le labour, qui peinent à répondre aux enjeux majeurs de conservation des sols, de protection de l’environnement et de sécurité alimentaire.
Les systèmes de SCV associent non-labour et gestion
 (...)


Impact des systèmes de culture sur la faune aviaire des vergers de pommiers

Le moineau friquet est une espèce très sensible aux insecticides chimiques qu'on ne trouve que dans les vergers en agriculture biologique

Les stratégies de protection conventionnelle qui privilégient le recours aux produits phytosanitaires ‘chimiques’ pour lutter contre les bioagresseurs dans les vergers de pommiers ont favorisé l’apparition de résistances aux insecticides chez le carpocapse (vers de la pomme) avec pour conséquence d’augmenter la fréquence d’application de pesticides à fort impact (...)

Cet exemple ne figure pas dans la version papier du dossier, publiée en juillet 2010.

Maîtriser les risques de pollutions par les nitrates dans l’ouest de la Réunion.

Sur l’île de la Réunion, la population devrait augmenter d’environ 30 % d’ici 2030. La production de déchets organiques d’origine agro-industrielle (effluents, composts, vinasses, etc.) et urbaine (boues de STEP, eaux résiduaires, composts mixtes) va s’accélérer pour combler les retards structurels. D’autre part, au sein de cette région insulaire, l’expansion (...)

Cet exemple ne figure pas dans la version papier du dossier, publiée en juillet 2010.

Bilan environnemental du compostage

Retournement d’andain de compost à la Plaine des Cafres, île de la Réunion (photo : J. Lepetit, 2005)

Le compostage est une technique intéressante pour mieux gérer dans le temps et l’espace les matières organiques issues de l’élevage : réduction de masse et volume, amélioration de la fertilité de sols, nutrition progressive des plantes. Cependant, lors des transformations de la matière organique, des pertes ont lieu sous forme gazeuse. Celles-ci, pouvant atteindre (...)

Cet exemple ne figure pas dans la version papier du dossier, publiée en juillet 2010.

Cycle de l’azote et rôle des légumineuses d’ombrage dans les systèmes caféiers au Costa Rica

En Amérique Centrale, les systèmes agroforestiers représentent une alternative à la monoculture intensive de café fondée sur l’utilisation importante d’intrants et qui peine à concilier à la fois production, respect de l’environnement et rentabilité économique. Les systèmes agroforestiers ont un potentiel de stockage de carbone mais aussi de réduction du lessivage (...)

Cet exemple ne figure pas dans la version papier du dossier, publiée en juillet 2010.


Unités et équipes de recherche impliquées sur la thématique "Minimiser l'impact des cultures sur les cycles biogéochimiques"

Nom de l'unité et lien vers le site web Organismes membres participants ou partenaires Nb. scientifiques Directeur Fiche descriptive
UMR Eco&Sols : Écologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et agro-écosystèmes Cirad, Inra, IRD, Montpellier SupAgro 68 Jean-Luc Chotte En savoir plus
UMR SYSTEM : Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens Cirad, Inra, Montpellier SupAgro 20 Christian Gary En savoir plus
UPR HortSys : Fonctionnement agroécologique et performances des systèmes de culture horticoles Cirad 28 Eric Malézieux En savoir plus
UPR PSCPP : Performance des systèmes de culture des plantes pérennes Cirad 20 Eric Gohet En savoir plus
UPR : Recyclage et risque
Ancien nom Risque environnemental lié au recyclage
Cirad 12 Jean-Marie Paillat En savoir plus
UPR AIDA : Agroécologie et intensification durable des cultures annuelles
Depuis le 1er janvier 2014, UPR Aida - Agroécologie et intensification durable des cultures annuelles -Directeur : Eric Scopel
Cirad 56 Eric Scopel En savoir plus
UPR SIA -->AIDA : Systèmes et ingénierie agronomique - Fusion--> Agroécologie et intensification durable des cultures annuelles
Depuis le 1er janvier 2014 : UPR Aida - Agroécologie et intensification durable des cultures annuelles - Directeur : Eric Scopel
Ancien nom SCV -Systèmes de semis direct sous couverture végétale
Cirad 13 En savoir plus
UPR GECO : Fonctionnement écologique et gestion durable des agrosystèmes bananiers et ananas
L'UPR 26 change de nom au 1er janvier 2015. Ancien nom : Systèmes de culture bananiers, plantains et nanas - SCBPA
Cirad 22 Jean-Michel Risède En savoir plus
UR PSH : Plantes et systèmes de culture horticoles Inra Avignon 24 Hélène Gautier En savoir plus

 

 

Voir aussi...

1. Assurer une production alliant quantité et qualité2. Minimiser l'impact des cultures sur les cycles biogéochimiques3. Réguler les populations de bioagresseurs...4. Préserver les ressources en eau5. Concevoir et diffuser les innovationsUnités de recherche, formations et sélection de ressources

 

 

Autres informations

logo ESA Société européenne d'agronomieAgropolis International a assuré le secrétariat de la société européenne d’agronomie (European Society for Agronomy–ESA) de 2010 à 2016.
Information sur le site Agropolis
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Site web de l'AFA Association Française d'Agronomie

 


séminaire agroécologie MontpellierAnimation scientifique agroécologie- Intensification écologique des systèmes de culture
Au travers de séminaires/débats, des unités de recherche en agronomie de Montpellier (Cirad, Inra, Ird et Montpellier SupAgro) vous proposent, en partenariat avec Agropolis International, une animation collective transversale mensuelle autour de l'intensification écologique des systèmes de culture.
Page du séminaire agroécologie


 


 
 

Mise à jour le 18/08/17


 




Extrait du site http://www.agropolis.fr/agronomie/ch2-impact-cultures-cycles-biogeochimiques.php