Hommage à Jean-Pierre Destain Le sol, aux racines d une agriculture intégrée

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Julie St-Denis
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1 Hommage à Jean-Pierre Destain Le sol, aux racines d une agriculture intégrée Bruno Delvaux UCL, Earth & Life Institute Bruno.delvaux@uclouvain.be

2 Piliers de l agriculture écologiquement intensive (AEI): - diminuer au maximum les impacts de l agriculture sur l environnement - utiliser les services écosystémiques pour faire fonctionner les systèmes agricoles

3 Piliers de l agriculture écologiquement intensive (AEI): - diminuer au maximum les impacts de l agriculture sur l environnement - utiliser les services écosystémiques pour faire fonctionner les systèmes agricoles 1.Attentes 2.Mieux comprendre pour mieux gérer 3.Le sol aux racines d une AEI

4 1. ATTENTES Qu attendons-nous de l agriculture? Qu avons-nous découvert à la fin du 20 ème siècle? Objectif de l agriculture: - produire des aliments humains - maintenir les conditions de production (long terme) Prise de conscience: - changement climatique - pollutions diverses (fertilisants, pesticides) - incertitudes, risques

5 Nouveaux défis du 21 ème siècle 20 ème siècle: augmentation drastique de la production agricole globale avec peu d attention au caractère renouvelable des ressources et aux impacts sociaux et environnementaux Tilman,

6 Nouveaux défis du 21 ème siècle Foley,

7 Nouveaux défis du 21 ème siècle Perte de biodiversité (Rio, 1992) Changement climatique (Kyoto, ) Crises de l énergie Consommation d eau Cycle de l azote Rockstrom,

8 1. ATTENTES - produire des aliments humains - maintenir les conditions de production sur le long terme AI : augmentation constante de la productivité AEI : agriculture intensive sans intrants (Afrique) (intensification du travail et des fonctions écologiques)

9 1. ATTENTES - produire des aliments humains - maintenir les conditions de production sur le long terme AI : augmentation constante de la productivité AEI : agriculture intensive sans intrants (Afrique) (intensification du travail et des fonctions écologiques) Revenir à des principes fondamentaux: - parcimonie, anticipation - compréhension fine des systèmes

10 1. ATTENTES - produire des aliments humains - maintenir les conditions de production sur le long terme AI : augmentation constante de la productivité AEI : agriculture intensive sans intrants (Afrique) (intensification du travail et des fonctions écologiques) Revenir à des principes fondamentaux: - parcimonie, anticipation - compréhension fine des systèmes Car: - ressources naturelles limitées - coûts de l énergie et des intrants en constante augmentation - atteintes environnementales (biodiversité, érosion, pollutions, GES ) - attentes sociétales fortes (sécurité alimentaire, santé, tracabilité) Destain, 2013

11 2. Mieux comprendre pour mieux gérer Il est plus difficile de gérer un micro-systèmeavec peu de ressources que gérer un méga-système intensif avec d amples ressources Process oriented research Mieux comprendre la nature, travailler avec elle (intensification du travail et des fonctions écologiques)

12 2. Mieux comprendre pour mieux gérer Il est plus difficile de gérer un micro-systèmeavec peu de ressources que gérer un méga-système intensif avec d amples ressources Process oriented research Mieux comprendre la nature, travailler avec elle (intensification du travail et des fonctions écologiques) Répond à une demande d accompagnement des agriculteurs : - légitimer, valider les pratiques - renforce l alliance entre agriculteurs et chercheurs

13 2. Mieux comprendre pour mieux gérer Maintenir le même niveau de production avec le moins d impact possible pour l environnement Aujourd hui Carburants Intrants de synthèse Éco système Non alimentaire Volume de production agricole fuites Manceau et al, 2011

14 2. Mieux comprendre pour mieux gérer Maintenir le même niveau de production avec le moins d impact possible pour l environnement Aujourd hui Demain Carburants Intrants de synthèse Éco système Carburants Intrants de synthèse Éco système Non alimentaire Volume de production agricole fuites AEI Non alimentaire Volume de production agricole fuites Manceau et al, 2011

15 Niveau d économies d intrants Combinaison de techniques, Intensification des services écologiques Mosaïques paysagères Echanges entre exploitations Couverts végétaux Successions culturales, rotations Légumineuses Corridors écologiques (SET) Territoire Conditions d intervention Variétés mélangées Date semis Labour, faux semis Lutte mécanique, biologique Parcelle Exploitation Échelles spatiales Manceau et al, 2011

16 3. Le Sol: aux racines de l AEI Réacteur bio-physicochimique multiphasique Géomembrane de la Terre Filtre protecteur Tampon Médiateur d énergie, d eau et de composés biogéochimiques Ultime source de nutriments Bio-habitat

5 K me/100g 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0 month K-dynamics - Cambisol monthly

17 exemple 1 Comportement du potassium dans des sols cultivés K dynamics - Andosol P (mm) K me/100g month K-dynamics - Cambisol monthly rainfall exchangeable K content P (mm) K me/100g month 0

18 Relationship between soil minerals, ion exchange properties and nutrient availability divalent cation root potassium uptake Ca2+ Mg2+ Ca2+ Ca2+ Mg2+ Ca2+ Mg nm Ca2+ Ca2+ Mg2+ Ca2+ Ca2+ Ca nm Ca2+ Mg2+ Ca2+ Ca2+ plant root soil solution mineral

(Ca) 1/2 in solution (mol l -1/2 ) planning fertilizer use

19 fate of fertilizing elements in soils ion exchange properties / K + selectivity exchangeable K(cmol c kg -1 ) (K).(Ca) 1/2 in solution (mol l -1/2 ) planning fertilizer use according to soil type and rainfall conditions Réf. IRFA / CIRAD / UCL / papers by Delvaux et al.

20 exemple 2

22 00 cm 30 cm 60 cm 00 cm 90 cm 30 cm 60 cm 90 cm

26 déjections animales cendres de cuisine résidus de culture cm 00 décomposition de la matière organique cm gestion intensive des résidus organiques et de la matière organique du sol libération d éléments nutritifs 60 libération d éléments nutritifs 90 altération minérale 90 altération minérale

27 cm 00 porosité (%) cm 00 porosité (%) porosité (%)

28 cm 00 cm distribution des racines

29 cm 00 ph cm 00 ph ph eau

30 cm 00 cm stock par m3 20 kg m -3 carbone 440 mol contenu total c m mol c m -3 en Ca + Mg + K kg m -3

31 Fig. 2. Potential cation exchange capacity (CEC) determined with NH4 Ac buffered at ph 7 as influenced by organic C for Anthrosols (filled symbols) in comparison to adjacent soils (open symbols) of similar clay mineralogy at four different sites and different soil horizons. Regression only for soils in our study, excluding Anthrosols from Sombroek et al. (1993). Liang et al., 2006

33 Hommage à Dr. Jean-Pierre Destain Le sol, aux racines de l AEI Stockage de carbone peu dégradable Gestion de la matière organique et des nutriments Recyclage des effluents d élevage et de matières exogènes Engrais verts, couverture du sol Avertissement climatique à la fertilisation Travail et non travail du sol Mycorhizes, microorganismes fixateurs d azote

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