Vers une agroécologie biodiverse : enjeux et concepts mobilisés

Vers une agroécologie biodiverse :
enjeux et concepts mobilisés
Eric Malézieux (CIRAD) & Xavier Reboud (INRA)
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
01 Introduction
Quel paradigme pour l’agriculture ?
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?
Malézieux & Reboud / Utiliser la biodiversité - Introduction / 17 octobre 2013
.04
Malézieux & Reboud / Utiliser la biodiversité - Introduction / 17 octobre 2013
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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) 111–117
Natural systems agriculture: a truly radical alternative
Malézieux & Reboud / Utiliser la biodiversité - Introduction / 17 octobre 2013
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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
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02
Quels principes en agroécologie ?
Bénéfices et principes d’une complémentarité
de gamme
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
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Des systèmes plus complexes
Nombre d’espèces cultivées
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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
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Les deux piliers de l’intensification écologique :
Renforcement de la biodiversité / Régulations biologiques
Santé humaine et
environnementale
Auxiliaires
Application de
pesticides et de
fertilisants
chimiques
Impacts des bioagresseurs
et maladies
Agroécologie
/ Intensification
écologique
Diversification des espèces
et régulation biologiques
Fertilité du sol
Activité biologique du sol
Agrochimie
Volume de
production de l’EA
Impact positif
Impact négatif
Impact mitigé
Qualité de la
production de l’EA
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Fourniture de ressources alimentaires alternatives
Diversification végétale
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
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Impact réduit des ravageurs & maladies
Conservation/facilitation de l’action des ennemis naturels aériens
.013
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
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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
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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
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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
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.017
03
Un grain pour des activités agricoles
et des politiques territoriales
Relation productivité / durabilité environnementale
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
Schéma conceptuel
Une mesure de la
qualité écologique
Degré d’artificialisation
des pratiques
Perte de productivité
 Définir ce que l’on met sur les axes
et la signification sous-jacente
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.019
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
Échelles des disciplines
(1) Agronomie
(2) Écologie
(3) G énétique / Bio Mol
(4) Amélioration des plantes et animaux domestiques
(6)
(5)
Degré d’artificialisation
des pratiques
(6)
Perte de productivité
Gestion du parcellaire
(3)
Degré d’artificialisation
des pratiques
(b)
(4)
(6)
(5)
Une mesure de la
qualité écologique
(a)
Culture i
Culture j
(6)
A
réponse à une pratique
(a) Espèce insensible
(b) Espèce très sensible
(2)
Une mesure de la
qualité écologique
Une mesure de la
qualité écologique
(1)
(7)
Perte de productivité
(7)
Degré d’artificialisation
des pratiques
B
(7)
Perte de productivité
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(7)
(7)
.020
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
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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
quantité g/jour
60
50
40
30
20
10
0
-2
10
0f
ev
2
1
0-3
ma
rs
1
1
1-2
av
ril
10
1-
ma
i
2
1
0-3
ma
i
1
2
1-
0j
uin
1-
j
10
uil
-3
21
1j
uil
1
0
1-2
récolte en gramme /ruche/ jour
ao
ut
10
1-
se
pt
2
0
1-3
se
pt
-2
11
0o
ct
1-
n
10
ov
21
-30
no
v
11
-20
de
c
Nombre d'espèces
Source : Jean François Odoux , INRA le Magneraud
>> diversification, mélanges d’espèces, bordures
fleuries = phénologie & attractivité
04
Conclusions et perspectives
Biodiversité et durabilité
Di@gnoPlant: 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

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.024
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
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