COMPARAISON EXPERIMENTALE DE SYSTÈMES BIO, DE "CONSERVATION" ET CONVENTIONNEL: BILANS D AZOTE ET GAZ À EFFET DE SERRE

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Timothée Robichaud
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1 1 COMPARAISON EXPERIMENTALE DE SYSTÈMES BIO, DE "CONSERVATION" ET CONVENTIONNEL: BILANS D AZOTE ET GAZ À EFFET DE SERRE Colloque «Mieux gérer l azote et les adventices dans les systèmes de culture biologiques : de nouvelles références et des outils pour tous» Péronne (80) - 26 septembre 2017 Bénédicte Autret Soutien financier : Partenaires : En association avec :

2 2 1.Contexte 2.Etude expérimentale 3.Résultats 4.Conclusions

3 3 1. Contexte Activité agricole intensive et impacts sur les cycles du C et N Déficit en MO (Roussel et al. 2001) Excès d azote Cascade de l azote (Billen et al., 201

4 4 1. Contexte Enjeux du développement de systèmes alternatifs Diminution de la lixiviation de nitrate Réduction de la pollution pesticides (eau, atmosphère) Stockage de carbone dans les sols (initiative 4 p mille) Diminution des émissions de gaz à effet de serre (GES) Biodiversité accrue Mieux gérer l azote et les adventices dans les systèmes de culture biologiques Péronne, 26 septembre 2017

5 5 1. Contexte Besoin de références à long terme Prenant en compte la variabilité climatique Avec des estimations fiables de flux C-N (variation de stock sol) Prenant en compte les évolutions des itinéraires techniques Nécessaires pour caler des modèles de simulation Mieux gérer l azote et les adventices dans les systèmes de culture biologiques Péronne, 26 septembre 2017

6 6 2. Etude expérimentale Essai «La Cage», Versailles mis en place en 1998, toujours en cours suivi par UMR Agronomie Grignon 4 systèmes de culture CONV BI BIO AC BIO AC CONV BI Mieux gérer l azote et les adventices dans les systèmes de culture biologiques Péronne, 26 septembre 2017

années sur 4 Fertilisation azotée (kg N ha-1 an-1) 143 114 104 10 Rendement blé (t ha-1 an-1) 9.7 8.9 6.7 5.4 Traitements Rotation 2.

7 7 conventionnel (CONV) bas intrants (BI) Agriculture de conservation (AC) agriculture biologique (ORG) Blé-pois-blécolza Blé-pois-blécolza Blé-pois-luzerneluzerne-blé-colza Blé-luzerne-luzerneblé - - Luzerne - Tous les ans Tous les 2 ans Non labour 3 années sur 4 Fertilisation azotée (kg N ha-1 an-1) Rendement blé (t ha-1 an-1) Traitements Rotation 2. Etude expérimentale Couvert végétal Labour Mieux gérer l azote et les adventices dans les systèmes de culture biologiques Péronne, 26 septembre 2017

8 2. Etude expérimentale Mesures Calculs Rendements et exportations d

(1998-2014) stockage C-N Stocks d eau entrée et sortie hiver

(2012-2017) lessivage NO3 Emissions de N2O bilan GES (2014-2017) Mieux

8 8 2. Etude expérimentale Mesures Calculs Rendements et exportations d azote ( ) balance N Stocks C et N organiques du sol ( ) stockage C-N Stocks d eau entrée et sortie hiver ( ) drainage Stocks N minéral entrée et sortie hiver ( ) lessivage NO3 Emissions de N2O bilan GES ( ) Mieux gérer l azote et les adventices dans les systèmes de culture biologiques Péronne, 26 septembre 2017

9 9 3. Résultats

10 Stockage de carbone Stock de carbone du sol (t C/ha) sur 0-30 cm, à masse de sol constante % + 12% CONV BI AC BIO CON LI CA ORG Les systèmes AC et BIO ont permis de stocker beaucoup de C dans le sol Ce stockage est lié aux entrées importantes de MO : - grâce aux couverts permanents (AC) - par la luzerne avec retour de fauches (BIO)

11 11 Surplus azoté Surplus N = entrées N sorties N kg N ha -1 an Entrées 194 Entrées 162 Entrées 276 fixation symbiotique d'azote fertilisation azotée déposition atmosphérique exportation d'azote Entrées CONV BI AC BIO

12 12 Surplus azoté Surplus N = entrées N sorties N kg N ha -1 an Sorties 128 Sorties 114 fixation symbiotique d'azote fertilisation azotée déposition atmosphérique exportation d'azote Sorties 95 Sorties CONV BI AC BIO

13 13 Surplus azoté Surplus N = entrées N sorties N kg N ha -1 an Entrées 194 Entrées 162 Sorties 128 Sorties 114 Entrées 276 fixation symbiotique d'azote fertilisation azotée déposition atmosphérique exportation d'azote Entrées 142 Sorties 95 Sorties CONV BI AC BIO

14 14 Surplus azoté Surplus N = entrées N sorties N kg N ha -1 an CONV BI AC BIO

15 15 Surplus azoté 200 Surplus N = Stockage N + Lessivage + pertes gazeuses N kg N ha -1 an Gaseous N losses N leaching SON Stockage storage N sol CONV BI AC BIO CON LI CA ORG Mieux gérer l azote et les adventices dans les systèmes de culture biologiques Péronne, 26 septembre 2017

16 16 Surplus azoté 200 Surplus N = Stockage N + Lessivage + pertes gazeuses N Gaseous N losses N leaching kg N ha -1 an SON Stockage storage N sol Très fort stockage en AC Fort stockage en BIO CONV BI AC BIO CON LI CA ORG Mieux gérer l azote et les adventices dans les systèmes de culture biologiques Péronne, 26 septembre 2017

17 17 Surplus azoté kg N ha -1 an Surplus N = Stockage N + Lessivage + pertes gazeuses N Gaseous N losses N Lixiviation leaching SON Stockage storage N sol CONV BI AC BIO CON LI CA ORG Lixiviation non différente entre systèmes

18 18 Surplus azoté kg N ha -1 an Surplus N = Stockage N + Lessivage + pertes gazeuses N Gaseous Pertes gazeuses N losses N Lixiviation leaching SON Stockage storage N sol CONV BI AC BIO CON LI CA ORG Pertes gazeuses très fortes en AC, minimales en BIO

19 5 Surplus azoté 4 3 kg N ha -1 an -1 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Gaseous Pertes gazeuses N losses N Lixiviation leaching SON Stockage

19 19 5 Surplus azoté 4 3 kg N ha -1 an Gaseous Pertes gazeuses N losses N Lixiviation leaching SON Stockage storage N sol CONV BI AC BIO CON LI CA ORG CON LI CA ORG CONV BI AC BIO émissions de N 2 O (mesurées) très corrélées aux pertes gazeuses N (calculées)

20 20 Emissions de GES BIO stockage de carbone émissions directes de N2O émissions indirectes de N2O synthèse des fertilisants combustion de fioul AC BI CONV kg CO 2 -éq ha -1 an -1

21 21 Emissions de GES BIO stockage de carbone émissions directes de N2O émissions indirectes de N2O synthèse des fertilisants combustion de fioul AC BI CONV kg CO 2 -éq ha -1 an -1

22 22 Emissions de GES BIO stockage de carbone émissions directes de N2O émissions indirectes de N2O synthèse des fertilisants combustion de fioul AC BI CONV combustion de fioul synthèse des fertilisants émissions indirectes de N2O émissions directes de N2O stockage de carbone kg CO 2 -éq ha -1 an -1

23 23 Bilan GES par unité de surface (kg CO 2 -eq ha -1 yr -1 ) CON LI CA ORG par unité de N exporté (kg CO 2 -eq kg -1 N) CON LI CA ORG CONV BI AC BIO CONV BI AC BIO

24 24 4. Conclusions Importance du suivi de long terme : stockage C et N, pertes nitrate et N 2 O Effet contrasté des pratiques sur ces flux Ambiguïté de l indicateur «surplus azoté» : ne renseigne pas sur le devenir de l azote, notamment le stockage Bilan GES : indicateur pertinent Compensation possible entre émissions N 2 O et stockage de C Attention aux messages (simplistes) de vulgarisation! La diversité des systèmes n est pas représentée dans cette étude

25 25 MERCI DE VOTRE ATTENTION contact : benedicte.autret@agriculture.gouv.fr Soutien financier : Partenaires : En association avec :

26 Simulations - modèles de calculs évolution des stocks C avec AMG (Saffih-Hdadi et Mary, 2008 ): Données entrées - Caractéristiques du sol - Données climatiques - Entrées annuelles de C aérien et racinaire AMG Variables de sortie Stocks C du sol annuel drainage, lixiviation et minéralisation N avec LIXIM (Mary et al., 1999): Données entrées - Caractéristiques du sol - Données climatiques - Stocks eau et N minéral entrée et sortie hiver LIXIM Variables de sortie Drainage N minéralisé N lixivié

27 27 Global evaluation of the environmental C and N impact GHG N exported 1,0 0,8 0,5 NUE reference CON LI CA ORG Gaseous N 0,3 0,0 BNF / N input N2O SON storage N leaching Mieux gérer l azote et les adventices dans les systèmes de culture biologiques Péronne, 26 septembre 2017

28 28 Global evaluation of the environmental C and N impact GHG N exported 1,0 0,8 0,5 NUE reference CON LI CA ORG Gaseous N 0,3 0,0 BNF / N input N2O SON storage N leaching Mieux gérer l azote et les adventices dans les systèmes de culture biologiques Péronne, 26 septembre 2017

29 29 Global evaluation of the environmental C and N impact GHG N exported 1,0 0,8 0,5 NUE reference CON LI CA ORG Gaseous N 0,3 0,0 BNF / N input N2O SON storage N leaching Mieux gérer l azote et les adventices dans les systèmes de culture biologiques Péronne, 26 septembre 2017

30 30 Global evaluation of the environmental C and N impact GHG N exported 1,0 0,8 0,5 NUE reference CON LI CA ORG Gaseous N 0,3 0,0 BNF / N input N2O SON storage N leaching Mieux gérer l azote et les adventices dans les systèmes de culture biologiques Péronne, 26 septembre 2017

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