Innovations pour une agriculture à hautes performances environnementales : état des lieux des...
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Innovations pour une agriculture à hautes performances environnementales :
Etat des lieux des solutions techniques proposées par l’INRA
Jean-Marc MeynardJean-Baptiste CoulonBenoit JeannequinINRA
Le contexteL’agriculture face à des enjeux multiples
Forte sollicitation de l’INRA par ses partenaires sur les impacts environnementaux de l’agriculture
et sur l’élaboration d’alternatives techniques durables.
Concilier, sur le long terme, la croissance de la production agricole mondiale, indispensable pour nourrir l’humanité, et la
protection des ressources naturelles
L’intégration des performances économiques, sociales et environnementales de l’agriculture, de l’élevage et de la forêt : une priorité du document d’orientation INRA 2010-2020
communiquer
éclairer les orientations de recherche
Inventaire des solutions techniques innovantesactuellement diffusées et auxquelles l’INRA a contribué,
ou en cours d’étude par l’INRA
Et permettant d’améliorer les performances environnementales des exploitations, sans mettre en
cause leur viabilité ou celle des filières
191 fiches en productions végétale et animale, pour la France métropolitaine
Des innovations très diverses
Azodyn-Org permet d’ajuster la fertilisation organique du blé en agriculture biologique et de réduire les pertes gazeuses d’azote
recherche
DIAR, un modèle pour diagnostiquer les risques d’érosion des sols et organiser la prévention au niveau des bassins versants
L’enherbement de la vigne permet de réduire l’utilisation d’herbicides et l’érosion des sols
Les associations céréales - légumineuses permettent de réduire la consommation d’énergie (engrais N), les émissions
de GES, les fuites de nitrate et l’utilisation de pesticides
Les variétés de pommier résistantes à la tavelure permettent de diviser par 2 le nb de traitements contre cette maladie
utilisé
utilisé
utilisé
recherche
Les cibles environnementales Classification des solutions innovantes selon les critères
environnementaux ciblés (parfois plusieurs)
Biodiversitédomestique et fonctionnelle,
Espèces communes, protégées, envahissantes
Paysagefermeture du paysage,agriculture interstitielle,
trame verte
Ressources raresÉnergie fossile, eau, minerai (P, K…), sols
RejetsN, P, métaux lourds,
pesticides, antibiotiques, GES, odeurs
Avec un grand nombre d’espèces cultivées
et des modes de production très variés
Les critères environnementaux à privilégier ne sont pas les mêmes dans tous les systèmes de production:
exemple de l’horticulture
Critères environnementaux à améliorer prioritairement selon les systèmes de production horticoles
Systèmes de production
Légumes, PdT, Fleurs
Surfaces(milliers
ha)
Consommation de Ressources
Déchets - Rejets
Énergie Eau Sol GES Plastique Azote Pesticide
Serre
Chauffée hors sol 3
non chauffé
sol6
Plein
air
Maraîchage37
Grande culture 335
Faible Moyen Fort Très Fort
L’essentiel des solutions concernent le volet « rejets »…
Les volets « biodiversité » et surtout « paysage » sont peu abordés.
53 78 20 10 161
43 73 19 5 140
96 151 39 15 301
Ressources rejets biodiversité paysage TOTAL
Utilisée
Recherche
TOTAL
La moitié des solutions sont déjà en partie opérationnelles,mais la grande majorité nécessitent encore des développement de recherche
Le volet «ressources » est plus présent en filières végétales
Sur l’ensemble de la base, les cibles visées (1)
Parmi les ressources, c’est l’économie d’énergie qui est le plus souvent visée
74
32
15
15
énergie
eau
minerai
sol
Parmi les rejets, les réductions de l’azote, des pesticides et des antibiotiques sont les plus souvent visées
78
29
8
83
36
4
Azote
Phosphore
Métaux
Pest/Antib/Horm
GES
Odeurs
Sur l’ensemble de la base, les cibles visées (2)
génétiquesystème
alimentation
batiment
santé
repro
Les leviers des filières animales
L’alimentation et la conception de nouveaux systèmes sont les principaux leviers d’amélioration proposés.
Le levier « génétique » est surtout utilisé en volaille,
poisson, et lapin.
Le levier « système » est surtout présent en
ruminant.
Le levier « bâtiment » est surtout présent en
volaille et lapin (ITAVI).
Les leviers « alimentation » et
« bâtiment » sont les plus opérationnels
(75%).
Les leviers des filières végétales
La sélection variétale et la conception de systèmes de culture sont les principaux leviers d’amélioration proposés…
intrants
sélection
système
paysage
recyclage
lutte bio
Montée en puissancedes travaux intégrant
le long terme
Peu de propositions
concernant la gestion du paysage,
le recyclage ou lalutte biologique
Le levier «pilotage des intrants» est le plus opérationnel
(67%).
Des innovationscentrées sur un petitnombre d’espèces.
Type de solution selon la grille ESR
efficience
substitution
reconception
3 voies pour réduire la dépendance de l’agriculture aux intrants chimiques Hill &Mc Ray, 1995
Améliorer leur efficience
Leur substituer d’autres intrants
Reconcevoir les systèmes de production pour avoir moins besoin d’intrants
Drainage
==ConsommationConsommation
« culture »« culture »
++RejetsRejets
« drainage »« drainage »
Engrais
EauApportsApports
« eau + engrais »« eau + engrais »
30% à 50% des apports d’eau et d’engrais
Recyclage du drainage des cultures hors sol
Règles de pilotage de la ferti-irrigation
Tomate – Rosier
Méthodes désinfection
Chloration
Types de substrats
efficience
Concentration de nitrates dans la sève des tomates
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0 20 40 60 80 100 120 140
nombre de jour après plantation
ppm
NO
3
R 10 kg/m²
F10
R 6 kg/m²F3
dé te rm ina tionc ourbe cri tique
re c he rc he ind ic a te u r p la n te
IN N
dia gnos t icstatu t az o té
c ons e i l de fert il isa t ion
Outil de pilotage de la fertilisation azotéeContribution à l’élaboration de la méthode PILazo (Ctifl)
Melon, Aubergine, Fraisier, ….efficience
Création de variétés multi-résistantes
Des recherches sur les résistances aux bio agresseurs afin de favoriser leur introduction dans les variétés commerciales : Criblage des ressources génétiques, étude de l’hérédité, innovation variétale.
Par exemple : Tomate « F1 Garance » résistante à 5 champignons du sol, une bactérie et deux virus.Ces caractéristiques ont été cumulées avec une bonne qualité gustative.
substitution
Recherche d’auxiliaires de lutte biologique et mise au point des méthodes d’utilisation
Ex : Protection contre Botrytis cinerea (pourriture grise) par application d’un champignon bénéfique…
Microdochium dimerum
tige attaquée tige protégée
AntiBot ®
Contrat de licence de savoir faire Inra
substitution
Protection Biologique Intégrée sous serre florale et maraîchère
Une démarche globale qui vise à éviter l’emploi de produits phytosanitaires par la mise en œuvre et la combinaison d’un ensemble de méthodes alternatives
Un système complexe et un équilibre fragile en raison :
de multiples bio agresseurs (aleurodes, acariens, thrips, pucerons, mineuses, … botrytis, oïdium, maladies vasculaires, …virus et bactéries)
de fortes interactions entre les techniques (méthodes de lutte et pratiques culturales)
reconception
Pépinière Début de culture Culture
1
présence
> 2%
présence
< 1%
présence
>1%
<2%
Traitements chimiques
Introduction de Mc en culture
Traitements raisonnés
Date d’introduction
Mc
2
Introduction de Mc
retardée
températures de chauffage
3
Complément de Mc
4
Complément de Mc
5
Aleurodes
Apport Encarsia
Doses Encarsia
6
Retard apport
Encarsia
7
8
9
Dates d’effeuillage des plantes
Nourrissage(s) des Mc
Aleurodes
Dose Mc
Larvicides
Gestion de l’équilibre
Corps de règles spécifiques
10
Fin de culture
Qualité McEmergencelarves Mc
Pépinière Début de culture CulturePépinière Début de culture Culture
1
présence
> 2%
présence
< 1%
présence
>1%
<2%
Traitements chimiques
Introduction de Mc en culture
Traitements raisonnés
Date d’introduction
Mc
2
Introduction de Mc
retardée
températures de chauffage
3
Complément de Mc
4
Complément de Mc
5
Aleurodes
Apport Encarsia
Doses Encarsia
6
Retard apport
Encarsia
7
8
9
Dates d’effeuillage des plantes
Nourrissage(s) des Mc
Aleurodes
Dose Mc
Larvicides
Gestion de l’équilibre
Corps de règles spécifiques
10
Fin de culture
Qualité McEmergencelarves Mc
Pépinière Début de culture Culture
1
présence
> 2%
présence
< 1%
présence
>1%
<2%
Traitements chimiques
Introduction de Mc en culture
Traitements raisonnés
Date d’introduction
Mc
2
Introduction de Mc
retardée
températures de chauffage
3
Complément de Mc
4
Complément de Mc
5
Aleurodes
Apport Encarsia
Doses Encarsia
6
Retard apport
Encarsia
7
8
9
Dates d’effeuillage des plantes
Nourrissage(s) des Mc
Aleurodes
Dose Mc
Larvicides
Gestion de l’équilibre
Corps de règles spécifiques
10
Fin de culture
Qualité McEmergencelarves Mc
Pépinière Début de culture Culture
Protection Biologique Intégrée sous serre florale et maraîchère
Élaboration d’un outil d’aide au pilotage de la PBI constitué d’un corps de règles d’action s’appuyant sur la détection des bio agresseurs et l’anticipation de leurs évolutions
Ex : principales règles pour lutter contre les aleurodes en serre maraîchère
Résultats en station expérimentale de l’Inra :
Tomate : aucun traitement anti-aleurodes, 3 années consécutives
Rosier : 4 traitements en 2 ans de culture
reconception
D’autres recherches finalisées en cours par approche système dans le cadre des
programmes du GIS PIClég
• Gestion des inter-cultures pour réduire le risque de maladies liées au sol
• Influence du paysage sur les populations de ravageurs et de leurs ennemis
• Analyse et co-construction de systèmes de cultures en maraîchage de plein air avec les producteurs
reconception
Actuellement, la voie « Efficience » est largement dominanteNombre d’articles publiés dans des revues techniques agricoles, et
consacrés à des innovations relevant des 3 approches.
Grande culture, d’après Ecophyto R&D
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
efficience substitution reconception evaluation
animal
végétal
La majorité des solutions visent :
L’INRA s’investit fortement sur les autres voies
Augmenter l’efficience des intrants
(dominant en filières animales)
Reconcevoir les systèmes dominant en
filières végétales
Plusieurs solutions sont des outils
d’évaluation multicritèrede systèmes
Ovin-caprin
bovin
volaille
poisson
porc
lapin
GrandesCultures Maraî-
chage
Viti-culture
Reconception
Rejets / ressources
Paysage /biodiversité
Efficience /Substitution
Des différences entre filières quand au type de solutions proposées et aux critères environnementaux étudiés
Arboriculture
En guise de conclusion
Un travail qui présente un certain nombre de limites…
ExhaustivitéDes lacunes dans l’inventaire sur les innovations territoriales,
organisationnelles ou réglementaires
Opérationnalité à consolider
Potentialité de développement non instruite
Conventions de calcul GES par unité de surface ou par unité de produit ?
… Mais qui ne remettent pas en cause l’intérêt et les apports généraux de l’étude,
Une première photographie des travaux réalisés à l’INRA pour améliorer les performances environnementales de l’agriculture.
Importance des propositions sur rejets et intrants.
La moitié des propositions inventoriées font déjà l’objet d’une utilisation sur le terrain.
Rôle majeur du partenariat
Importance des travaux de reconception.
Vers une agriculture basée sur les principes de l’agroécologie
Un travail qui présente un certain nombre de limites…
Merci de votre attentionhttp://www.inra.fr/ciag/revue_innovations_agronomiques
Exemples de résultats (1)
en élevage porcin, la maitrise de l’alimentation des animaux permet de réduire de 40 % les rejets de phosphore
Chez les ruminants, l’enrichissement de la ration en lipides permet de réduire de 30% les émissions de méthane entérique
L’évaluation multicritère des filières avicoles françaises et brésiliennes permettront de caractériser les systèmes de
production en matière de performances environnementales et de proposer des améliorations adaptées.
Ef
Ev
S
en salmoniculture, des systèmes d’élevage intégrant des marais construits permettront de capter et de traiter les rejetsR
utilisé
utilisé
recherche
recherche