Mois : décembre 2020
#ScienceDurable – L’agroécologie, l’agriculture de demain ?
Julie de Bouville : Qu’est-ce que l’agroécologie ?
Sandrine Petit-Michaut : L’agroécologie scientifique est une branche de l’écologie consacrée aux écosystèmes aménagés par les agriculteurs. Elle vise à comprendre la façon dont fonctionne les milieux naturels domestiqués par l’homme, et ce dans toute leur complexité : les interactions entre les végétaux, les hommes et les animaux mais aussi les éléments biologiques, physiques, climatiques, etc. C’est une approche holistique qui tend à la fois à analyser la façon dont les pratiques agricoles modifient les écosystèmes, mais surtout à apporter des solutions en s’appuyant sur la biodiversité.
Julie de Bouville : Comment la biodiversité peut-elle être employée dans l’agriculture ?
Sandrine Petit-Michaut : Il y a de nombreuses façons, mais l’une d’elle est de se servir de prédateurs pour diminuer la présence de nuisibles dans les champs. C’est ce qu’on appelle le contrôle biologique par conservation. Les carabes sont par exemple de grands alliés pour les agriculteurs. Ces petits coléoptères consomment des limaces et des pucerons, mais sont aussi de grands consommateurs de graines d‘adventices. Nous avons calculé que ces insectes peuvent absorber jusqu’à 4 000 graines par mètre carré et par jour, ce qui représente une consommation de 50 % des graines produites par les adventices. Plus il y a de carabes dans une parcelle cultivée et plus le renouvellement du stock de graines d’adventices diminue.
Julie de Bouville : Comment favoriser la présence de tels alliés ?
Sandrine Petit-Michaut : Dans une étude récente que j’ai menée à INRAE, nous avons étudié les taux de prédation de pucerons, d’œufs de Lépidoptères et de graines d’adventices au champ en fonction de la structure du paysage et de l’usage de pesticides. Nous avons montré que moins l’on utilisait de pesticides et plus les paysages autour des champs étaient variés, plus la prédation des pucerons dans les parcelles augmentait. En effet l’usage des pesticides peut impacter les espèces alliées. Dans le cas d’un usage modéré ou faible de pesticides, on montre que le contrôle biologique par conservation est plus efficace si les parcelles se situent dans des paysages comprenant de nombreux habitats semi-naturels pour les espèces alliées.
Julie de Bouville : Suffit-il d’avoir des paysages variés autour des cultures pour réduire les intrants ?
Sandrine Petit-Michaut : Non ce n’est évidemment pas suffisant. Néanmoins, des paysages qui abritent beaucoup de cultures de différente nature et des habitats semi-naturels seront plus à même de fournir le gîte et le couvert à de nombreux organismes utiles. De plus, quand il y adifférentes cultures dans un paysage, cela signifie souvent que les agriculteurs font pousser une diversité de cultures sur une même parcelle au cours des années. Cette diversité de la rotation est un bon moyen d’éviter les infestations de nuisibles, et permet donc de réduire l’usage de pesticides. Certaines façons de conduire les cultures peuvent être intéressantes. Prenons l’exemple des carabes qui pondent leurs larves dans les sols. Si les sols des champs sont trop travaillés, le risque est de tuer les larves. Un champ de blé conduit en agriculture de conservation, dont le principe est de réduireconsidérablement le travail du sol, sera donc plus favorable à ces coléoptères qu’un champ de blé voisin régulièrement labouré.
Julie de Bouville : Est-on à même de mesurer l’efficacité de tels systèmes ?
Sandrine Petit-Michaut : Les systèmes agroécologiques sont difficiles à évaluer car nous avons vu qu’ils reposent sur de nombreux facteurs et organismes qui interagissent entre eux. Les effets du déploiement de ces systèmes à l’échelle du paysage est encore plus complexe. Néanmoins, sur la base de suivis sur le long terme dans différents paysages, on observe des tendances qui peuvent alimenter des modèles et nous permettent de faire des projections. On peut par exemple estimer dans quelle mesure l’ajout de haies ou la diversification des cultures dans un paysage permettrait d’augmenter le nombre de carabes. Mais les modèles ne sont pas suffisants pour convaincre les agriculteurs du bien fondé de nos affirmations, nous devons aussi passer par le terrain de l’expérimentation pour prouver nos affirmations.
Julie de Bouville : Avez-vous justement des terrains d’expérimentation ?
Sandrine Petit-Michaut : En France, INRAE a installé à Bretenière, non loin de Dijon, la plateforme CA-SYS qui vise à concevoir et à évaluer des systèmes agroécologiques sur une exploitation de 120 hectares. L’objectif est de remplacer les pesticides en s’appuyant sur la biodiversité, cultivée et sauvage, comme moyen de lutte contre les bioagresseurs, en favorisant les auxiliaires, mais aussi pour améliorer la fertilité des sols, en favorisant les organismes dans le sol. En plus de la baisse de l’usage des pesticides, nous cherchons aussi à réduire l’utilisation d’intrants comme l’eau ou l’azote afin de proposer des systèmes agricoles multi performants d’un point de vue agronomique, économique, environnemental et social. La plateforme se donne entre cinq à dix ans pour parvenir à trouver des équilibres écologiques favorables à l’agriculture. Aujourd’hui beaucoup d’agriculteurs sont intrigués et passent sur la plateforme voir ce que nous faisons. C’est encourageant.
#ScienceDurable – Le mystère du riz éternel révélé
De la diversité à perte de vue
À compter de 2008, l’équipe de recherche part, chaque année, dans les terrasses de Yuan Yang caractériser le riz : « nous avions dans l’idée que la résistance de ce riz tenait à sa diversité » précise Jean-Benoît Morel. Pour vérifier cette hypothèse, les scientifiques prélèvent dans une centaine de champs plusieurs plants de riz et les séquencent. Et ce qu’ils découvrent se révèle extraordinaire : « La diversité des riz des terrasses est complètement fractale, à toutes les échelles y compris dans chaque parcelle de champs. » poursuit le scientifique. Les chercheurs la comparent alors aux 3 000 variétés de riz séquencées dans le reste du monde « et ce que l’on a constaté, c’est que ce riz à un niveau de diversité qui approche 80 % du niveau de diversité des riz mondiaux ». Mieux encore, l’analyse de 400 génomes du Yuan Yang leur fait penser que ces variétés sont très anciennes : « On a l’impression que c’est un riz qui a peut-être même été cultivé avant les autres, il y a plusieurs milliers d’années ».
Les gènes de l’immunité, les meilleurs des antidotes
Jean-Benoît Morel et son équipe poursuivent leur enquête et réalisent des tests pour déterminer les gènes sous pression de l’environnement, comprenez des gènes dont la forme fluctue en fonction des pressions extérieures que la plante subit : « On a constaté que les seuls gènes qui répondaient à ce critère étaient les gènes de l’immunité. » Autrement dit la seule pression détectée à laquelle s’adapterait en permanence le riz est la pression exercée par les agents pathogènes. « Le déploiement de systèmes immunitaires très différents entre les riz cultivés à Yuan Yang a poussé l’agent pathogène à se spécialiser sur chaque type de riz, l’empêchant de passer facilement de l’un à l’autre » commente le scientifique.
Dans les terrasses du Yuan Yang, la sélection naturelle darwinienne joue donc à plein régime. Lorsque les champignons parviennent à s’attaquer à certains plants de riz, les autres plants disposent de gènes pour y faire face. Les plants sensibles aux pathogènes diminuent tandis que les autres, insensibles, croissent. Ce sac et ressac, permis par la diversité au sein de l’espèce, offre donc au riz d’avoir le meilleur antidote.
La diversité comme bien commun
Mais la diversité du riz n’explique pas tout. La longévité des terrasses réside entre les mains de la population locale qui depuis des millénaires sème et travaille le riz. Pour comprendre la façon dont la population Hani gère sa diversité, l’équipe de recherche a fait appel à des sociologues pour mener l’enquête. Trois règles sociales ont été identifiées :
- La première est que les semences des variétés traditionnelles sont échangées et jamais vendues.
- La seconde est qu’un agriculteur qui refuse de donner des semences est considéré comme un paria.
- Et la troisième est que le choix des semences par un agriculteur ne résulte d’aucune concertation collective : c’est à lui que revient la décision de semer de la façon dont il le souhaite.
« À elles seules, ces règles permettent spontanément d’instaurer dans ce territoire un accès illimité, immédiat et très peu couteux, à un large stock de semences maintenues in situ. »
Vers une agriculture européenne résiliente et durable ?
Ce modèle serait-il d’une façon ou d’une autre transposable en Europe ? « Dans les terrasses, on a estimé qu’il fallait maintenir une vingtaine de gènes de résistances différents, cela n’est évidemment pas généralisable, car les socio-écosystèmes ne sont pas les mêmes, mais cela donne un ordre d’idée. » Lorsque l’on sait qu’en France seules quelques variétés de riz sont cultivées, le chemin semble encore long pour avoir une agriculture résiliente et durable. « En France, les agriculteurs qui cultivent le blé commencent néanmoins à suivre cette tendance, souligne le chercheur. Aujourd’hui, 12 % des surfaces de blé sont cultivées avec plus d’une variété par parcelle. » Les sorties de ce travail de recherche vont permettre d’aider les agriculteurs à constituer des mélanges de variétés durables et pertinentes. Une autre idée que souhaiterait faire passer Jean-Benoît Morel serait de sensibiliser les agriculteurs à la diversité comme bien commun. « Si on ne la conserve pas, les agents pathogènes sauront développer des contre-attaques. ». Mais les agriculteurs ne sont pas les seuls à convaincre : « Il y a de puissants verrous notamment du côté de la filière qui n’a pas intérêt à proposer de nombreuses variétés, mais à privilégier une variété qui rapporte beaucoup au détriment d’autres variétés qui ne représenteraient que des micros marchés. »
La diversité fait pourtant partie des solutions de demain « Or le problème est qu’il n’y en a de moins en moins en France. Pour l’étudier, il faut aller la chercher ailleurs, dans les pays du sud notamment » rappelle Jean-Benoît Morel. Dans ces pays, celle-ci est encore active, de nombreux paysans la travaillent au quotidien. « INRAE est en train d’identifier avec le Cirad des chantiers communs au sud dans cette perspective. L’enjeu est à la fois de protéger les cultures et de voir comment transposer leurs solutions chez nous. » Car, vous l’aurez compris, de la diversité découle l’éternité.
#ScienceDurable – L’agriculture croît dans les mathématiques
Réduction des pesticides et engrais, prédiction des récoltes, adaptation au changement climatique… Les défis posés à l’agriculture sont multiples et les mathématiciens ont des solutions à apporter. Focus sur leurs travaux à l’occasion du Salon de l’agriculture qui s’est tenu à la Porte de Versailles en mars dernier.
#ScienceDurable – Réchauffement climatique : une situation d’urgence pour les céréales africaines
Le réchauffement climatique impacte les productions agricoles en Afrique de l’Ouest… depuis déjà une vingtaine d’années ! Si de nombreux travaux prévoyaient une baisse des rendements agricoles de 10 à 15 % en 2050 dans ces régions du fait de l’élévation des températures, aucune ne s’intéressait jusqu’alors à la situation actuelle. Deux climatologues de l’UMR Espace-Dev, Benjamin Sultan et Dimitri Defrance, viennent de publier une étude sur ce sujet en collaboration avec un laboratoire japonais, spécialisé dans les simulations environnementales.