Vers une agroécologie biodiverse : enjeux et concepts mobilisés. Eric Malézieux (CIRAD) & Xavier Reboud (INRA)

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1 Vers une agroécologie biodiverse : enjeux et concepts mobilisés Eric Malézieux (CIRAD) & Xavier Reboud (INRA)

2 SOMMAIRE 1. Quel paradigme pour l agriculture? 2. Bénéfices et principes d une complémentarité de gamme 3. Un grain pour des activités agricoles et des politiques territoriales 4. Conclusion : Biodiversité et durabilité

3 01 Introduction Quel paradigme pour l agriculture?

4 La spécialisation et l intensification (par la chimie) ont généré des impacts majeurs sur les écosystèmes (sols, eaux, climat, biodiversité) au Nord comme au Sud. Quelles nouvelles voies? Défi : passer de l agriculture chimique à l agriculture écologique Concilier une production suffisante (en quantité et en qualité) pour : Satisfaire une demande mondiale en croissance, Permettre le développement économique et social Dans le même temps, assurer la préservation de l environnement et la limitation des risques pour la santé humaine et les écosystèmes Quels systèmes de culture pour répondre à ces différents objectifs?.04

5 .05

6 Ecosystèmes naturels vs. agroécosystèmes Diversité spécifique Hétérogénéité spatiale, richesse en interfaces Pérennité du couvert Redondances fonctionnelles Composante arborée Lefroy E.C., Hobbs R.J., O Connor M.H. and J.S. Pate (editors), 1999 Agroforestry Systems Volume 45, 446p Agriculture as a mimic of natural Ecosystems. Wes Jackson, AEE 88 (2002) Natural systems agriculture: a truly radical alternative.06

7 Hypothèse principale Il est possible d augmenter les productions en quantité et en qualité de diminuer la dépendance vis-à-vis des pesticides d assurer une meilleure maîtrise des populations de ravageurs En accroissant la diversité biologique dans les systèmes de culture (associations, rotations, plantes de service, polyculture/élevage, organisation des structures paysagères, etc.) En optimisant les interactions biologiques au sein des systèmes de culture.07

8 02 Quels principes en agroécologie? Bénéfices et principes d une complémentarité de gamme

9 Un changement radical de perspective Hypothèse : stabilité des systèmes complexes Utiliser les attributs fonctionnels complémentaires en terme de captage des ressources Favoriser les Interactions positives.09

10 Des systèmes plus complexes Nombre d espèces cultivées.010

11 Les 3 formes d incorporation de la diversité spécifique dans les systèmes de culture à l échelle de la parcelle Spatial Les associations d espèces (cultures associées, agroforesterie) Gradient d interactions Les cultures en relais (semis sous couvert) Temporel Les rotations.011

12 Les deux piliers de l intensification écologique : Renforcement de la biodiversité / Régulations biologiques Santé humaine et environnementale Application de pesticides et de fertilisants chimiques Auxiliaires Impacts des bioagresseurs et maladies Fertilité du sol Agroécologie / Intensification écologique Diversification des espèces et régulation biologiques Agrochimie Activité biologique du sol Volume de production de l EA Qualité de la production de l EA Impact positif Impact négatif Impact mitigé.012

13 Diversification végétale Conservation/facilitation de l action des ennemis naturels aériens Fourniture de ressources alimentaires alternatives Fourniture d abri/refuge Modification du microclimat Obstruction physique Détournement attractif Détournement répulsif Dilution de la ressource Rupture du cycle spatial Rupture du cycle temporel Allélopathie Résistance physiologique de la plante Suppressivité spécifique du sol Suppressivité générale du sol Augmentation de la diversité/activité des organismes telluriques Impact réduit des ravageurs & maladies.013

14 Optimisation des interactions et des régulations biologiques Application à la régulation des bioagresseurs aériens D après Vand den Berg Les plantes pièges pour contrôler la noctuelle de la tomate Helicoverpa zea B. Rhino (Cirad) Choix des espèces push/pull optimisation des propriétés allélopathiques Synchronisation des pics attraction/répulsion avec cycle des ravageurs.014

15 Principes mobilisés via l introduction de diversité (1) Meilleure efficience des ressources disponibles Complémentarité entre les organismes dans l occupation des strates du sol ou d interception lumineuse, les besoins nutritifs Plage étendue d adaptations aux extrémités du gradient (T, humidité, N, lumière) Éventuellement association synergique du type «graminées légumieuses» Des ressources moins accessibles aux ravageurs car plus diversifiées Limitant le potentiel d invasion par des bioagresseurs car les tâches colonisables sont plus petites Limitant le potentiel adaptatif car les pressions de sélection sont multiples et varient de place en place ce qui limite le potentiel de spécialisation Concourt à la résistance et résilience de l agrosystème.015

16 Principes mobilisés via l introduction de diversité (2) Assurance écologique via la redondance fonctionnelle Pour maintenir des populations d auxiliaires Pour assurer le fonctionnement de l agrosystème notamment sur recyclage de la Matière Organique Adéquations des échelles biotiques avec le grain du paysage Pour accroitre les capacités d accueil Pour réduire les vitesses et potentiels d invasion (absence de relais) des besoins de connaissance sur le fonctionnement de l agro-écosystème et des échelles des processus mobilisés.016

17 Les principes écologiques sous-jacents D ordre trophique : prédation, parasitisme, mutualisme D occupation de l espace : couverture fonctionnelle, complémentarité, stœchiométrie Plasticité phénotypique Diversité fonctionnelle Stoechiométrie Écologie spatiale Adaptation Evolution Réseaux tropiques et mutualistes.017

18 03 Un grain pour des activités agricoles et des politiques territoriales

19 Relation productivité / durabilité environnementale Schéma conceptuel Une mesure de la qualité écologique Perte de productivité Degré d artificialisation des pratiques Définir ce que l on met sur les axes et la signification sous-jacente 1. On regarde en même temps deux critères le long d un axe qui décrit la dépendance en intrants de la production = artificialisation 2. des milieux moins intensifs ou moins dépendant d intrants seront à la fois globalement moins productifs et plus respectueux de l environnement 3. l amélioration génétique, l agronomie et l écologie visent à comprendre et modifier la forme des courbes : limiter les pertes de productivité en repérant les facteurs limitants travailler l efficience de transformation des ressources en rendement et qualité des productions définir ce que recouvre la qualité écologique, le métabolisme de base d un écosystème, les conditions minimum d accueil d un organisme important.019

20 É chelles des disciplines (1) Agronomie (2) É cologie (3) G é n é tique / Bio Mol (4) Amélioration des plantes et animaux domestiques r é ponse à une pratique (a) Esp è ce insensible (b) Espèce très sensible Incidence sur l organisation des productions Cas A peu favorable : toute tentative de réduire l impact environnemental se paye par une forte diminution de la production >> faire se côtoyer des zones spécialisées dans la production (6) ou la conservation de l habitat (5) Cas B favorable : on peut accroitre la qualité écologique sans perte notable pour la production, alors le compromis (7) peut être déployé largement Une mesure de la qualité écologique A (5) (6) Culture i Culture j Degré d artificialisation des pratiques (6) (6) (5) Une mesure de la qualité écologique Perte de productivité (6) (2) (1) (b) (a) (3) (4) Perte de productivité Degré d artificialisation des pratiques Une mesure de la qualité écologique B (7) Degré d artificialisation des pratiques Gestion du parcellaire (7) (7) (7) Perte de productivité (7).020

21 Couverture des besoins pour les organismes territoriaux Sans modifier la composition d un assolement, l imbrication et l échelle d un paysage peut être plus ou moins accueillante pour des organismes territoriaux qui doivent trouver dans un espace limité les ressources et habitats nécessaires à la réalisation de leur cycle biologique.021

22 Pollinisation et relais d espèces fleuries dans l agro-écosystème Entre les floraisons du colza et du tournesol il y a un déficit de ressources et pas d augmentation significative d espèces visitables quantités récoltées et diversité florale 60 quantité g/jour fev mars avril 1-10 mai mai juin 1-10 juil juil récolte en gramme /ruche/ jour aout 1-10 sept sept oct 1-10 nov Nombre d'espèces nov dec Source : Jean François Odoux, INRA le Magneraud >> diversification, mélanges d espèces, bordures fleuries = phénologie & attractivité

23 04 Conclusions et perspectives Biodiversité et durabilité

24 l expertise à portée de tablette pour l utilisateur Retombées et conséquences Des propriétés intéressantes attachées aux écosystèmes qui permettent d envisager des bénéfices à leur intégration, si possible, dans les milieux de production Jusqu où peut-on substituer des savoirs à des intrants? Place de l observation & besoins de nouveaux outils d aide à la décision Insertion et évaluation des technologies nouvelles.024

25 Retombées et conséquences Des propriétés intéressantes attachées aux écosystèmes qui permettent d envisager des bénéfices à leur intégration, si possible, dans les milieux de production Jusqu où peut-on substituer des savoirs à des intrants? Place de l observation & besoins de nouveaux outils d aide à la décision Insertion et évaluation des technologies nouvelles Des combinaisons optimales de pratiques plus locales qu en agriculture intensive, mais elles demandent une compréhension générique pour étendre les expériences pionnières L analyse économique qui intègre notamment le coût environnemental est à conduire et affiner.025