Aspects agroenvironnementaux liés aux cultures dédiées
publicité
12/9/2010 Aspects agroenvironnementaux liés aux cultures dédiées et au prélèvement des résidus de culture Marc-Olivier Gasser, Ph.D., agr. Extrait d’une étude en cours pour le MAPAQ Impacts agroenvironnementaux associés à lla culture lt ett au prélèvement élè t de d biomasses bi végétales é ét l agricoles pour la production de bioproduits industriels Gasser, M.-O. M. Bolinder, S. Martel, D. Poulin, I. Beaudin, A.R. Michaud et A. Drouin 1 12/9/2010 Scénarios anticipés Prélèvement des résidus de culture Expansion des cultures dédiées sur les superficies cultivées Remise en culture des terres marginales ou en friche Cultures dédiées anticipées Annuelles Maïs, soya, canola, triticale Millet et sorgho à sève sucré, chanvre, caméline Pérennes Alpiste roseau, luzerne Panic érigé, érigé miscanthus, miscanthus barbon de Gérard Saule à croissance rapide 2 12/9/2010 Impacts anticipés Qualité des sols Qualité des eaux Turbidité, apport en MES, P, N, pesticides, NO3 Gaz à effet de serre PProductivité d i i é et conservation i : MOS MOS, éérosion, i compaction, i structure N2O, O CO2 et séquestration é i d du carbone, b NOx Biodiversité Corridors fauniques, plantes mellifères, caractère envahissant des cultures Retrait des résidus de culture Maïs-grain Soya Céréales à paille, triticale Canola Millet perlé, sorgho 3 12/9/2010 Retrait des résidus de culture Impact sur la matière organique du sol : Minimum de 2,0 tm C/ha ou 3,5 tm/ha résidus Activité biologique du sol Structure et cohésion du sol Infiltration et rétention de l’eau Disponibilité des éléments nutritifs Le retrait des résidus •Impact sur le ruissellement et l’érosion 100 80 Réduction 60 de pertes de sol (%) 40 Couverture minimale de 30 % de la surface du sol 20 0 0 20 40 60 80 100 Pourcentage de couverture (%) Tiré de Midwest Plan Service 1992 et adapté par Laverdière 1994 4 12/9/2010 Les résidus de maïs-grain Johnson et al., 2006, 2007, Agron. J. 98: 622-636 Maïs-grain labour conventionnel 3,1 tm C/ha Maïs-grain travail réduit 2,1 tm Soya labour ou travail réduit 2,0 tm Les résidus de maïs-grain Johnson et al., 2006, 2007, Agron. J. 98: 622-636 14 12.5 12 10 Résidus de 8 maïs à laisser au sol (tm/ha) 6 7.9 7.6 5.3 4 2 0 labour conv. travail réduit labour conv. travail réduit maïs en continu maïs-soya 5 12/9/2010 Les résidus de maïs-grain Johnson et al., 2006, 2007, Agron. J. 98: 622-636 10 maïs maïs as maïs maïs Tiges de 5 maïs récoltables (tm/ha) maïs maïs as soya soya labour conventionnel travail a a réduit édu labour conventionnel travail réduit 0 0 5 10 15 -5 -10 Rendement maïs-grain (tm/ha) 15,5 % HR Retrait des résidus de culture la productivité du maïs-grain 6 12/9/2010 Retrait des résidus de culture Niveau minimal de MOS Sol léger Sol lourd < 30 % argile > 30 % argile Avis d’experts Sol de prairie (Tabi et al., 1990) 25e percentile Médi Médiane Niveau moyen 3,0 4,0 3,7 4,4 4 4 3,5 3,9 6,0 6 0 4,5 7 12/9/2010 Niveau de MOS à maintenir 3 % de MO ou 50 tm C/ha 10 y = 1,47x y = 1,47x y = 1,47x y = 1,47x 5 - 8,34 9,27 12,58 14,45 0 0 5 10 5 % de MO ou 83 tm C/ha 15 15 -5 -10 Tiges de e maïs récoltables (tm/ha) Tiges de e maïs récoltables (tm/ha) 15 maïs maïs maïs maïs 10 maïs maïs soya soya y = 1,47x y = 1,47x y = 1,47x y = 1,47x 5 - labour conventionnel travail réduit labour conventionnel travail réduit 13,90 15,45 23,77 26,89 0 0 5 10 15 -5 -10 Rendement maïs (tm/ha) 15,5% HR Rendement maïs (tm/ha) 15,5% HR Retrait des résidus de culture Conclusion Incertitude sur le niveau minimal de MOS à maintenir dans un sol pour assurer sa qualité Encadrement et suivi par un agronome Protocole de suivi de la MOS à élaborer 8 12/9/2010 Expansion des cultures dédiées sur les superficies cultivées Cultures à grand interligne Maïs, soya Cultures à interligne étroit Canola, céréales, triticale, millet et sorgho à sève sucré, chanvre, caméline Cultures pérennes Alpiste roseau, panic érigé, saule Cultures à grand interligne Risque supérieur de ruissellement et d’érosion Maïs : usage important de N et de pesticides Eutrophisation des eaux par le NO3 aux É.-U. Émissions élevées de N2O et de NH3 Glyphosate et nouvelles molécules Soya : usage important de pesticides, pesticides faible retour en résidus 9 12/9/2010 Cultures pérennes de graminées Panic érigé, alpiste roseau, barbon de Gérard Biomasse importante (tige et racine) 10 + 15 tm/ha Couverture de sol, même l’hiver Faible risque d’érosion sauf année d’implantation Valorisation de N, faible risque de lessivage de NO3 Requiert moins de pesticides Photo Louis Robert Cultures pérennes de saule Culture intensive, récoltée après 2 ou 3 ans Biomasse importante (tige et racine) 12 + 12 tm/ha / Couverture de sol moins importante l’hiver Risque plus élevé d’érosion sur terrain en pente Valorisation de N, faible risque de lessivage de NO3 Requiert moins de pesticides 10 12/9/2010 Cultures pérennes Services aux écosystèmes Bandes riveraines et bandes engazonnées : Ralentir le ruissellement Capter les matières en suspension et réduire les charges élémentaires dans l’eau Augmenter g la biodiversité : Attention au caractère envahissant de certaines espèces Cultures pérennes Services aux écosystèmes Stabilisation des talus sur les cours d’eau d eau ou dans les terrains en pente 11 12/9/2010 Cultures pérennes Services aux écosystèmes Phytorémédiation pour améliorer, stabiliser ou décontaminer des sols contaminés ou dégradés Valorisation des rejets agricoles, municipaux et industriels, notamment le polissage des eaux usées tertiaires Cultures annuelles à interligne étroit Triticale,, sorgho, g , millet,, chanvre,, caméline Risque intermédiaire : érosion, exportation de sédiments et de P Bilan négatif sur la MOS : retrait des résidus de cultures N, N pesticides : dépend des quantités d d’intrants intrants utilisées 12 12/9/2010 Simulations avec l’ODEP sur 6 bassins versants du Québec Érosion et exportation de sédiments Exportation de P total et biodisponible Bilan humique des sols ODEP modifié Bilan humique -rendement des cultures -apport en MO Bilan humique -humification -minéralisation Perte ou gain en MOS 13 12/9/2010 Bassin versant Région MOS P/Al Pente Grand InterL InterL étroit Pérenne ------------------- % --------------------Le Bras Beauce 6,7 6,1 2,5 15 20 66 Fourchette Beauce 5,9 8,0 0,4 28 9 64 Soucy Estrie 7,0 2,8 2,4 44 7 49 Richer Montérégie NE 44 4,4 51 5,1 04 0,4 68 11 16 Walbridge Montérégie SE 5,4 13,7 1,2 71 10 19 La Guerre Montérégie O 4,6 9,5 0,4 72 9 19 14 12/9/2010 Érosion et exportation de sédiments (MES) Pourcentag ge d’augmentation (%) 30 Conversion de 10 % des superficies cultivées 20 Érosion min (%) Érosion max (%) 10 0 Soya -10 Maïs Céréales triticale ii l canola sorgho Prairie de graminées i é Saule ?? -20 -30 15 12/9/2010 Exportation de P total (drainage et ruissellement) Pourcentag ge d’augmentation (%) 20 Conversion de 10 % des superficies cultivées 15 Exportation de P min (%) Exportation de P max (%) 10 5 0 Soya Maïs -5 -10 Céréales triticale canola sorgho Prairie de graminées Saule ?? -15 Variation de la MOS 100 Variation de MOS (kg/ha/an) 80 Conversion de 10 % des superficies cultivées 60 40 20 0 -20 -40 -60 Soya Maïs Céréales triticale canola sorgho Prairie de graminées Minimale Saule ?? Maximale -80 -100 16 12/9/2010 Remise en culture des terres marginales Superficie : 200 000 à 355 000 ha Développement l llimité : ffaible bl potentiell agricole l Acidité, fertilité, profondeur, pierrosité Accessibilité, pente, climat Augmentation des impacts environnementaux lors de leur remise en culture Émissions É i i de d CO2 Érosion des terrains en pente Risques pour la qualité de l’eau Perte de biodiversité Remise en culture des terres marginales Préconiser des cultures pérennes Prairie de graminées Culture intensive de saule à croissance rapide Maintient et améliore la MOS et les propriétés des sols Réduit les émissions de GES (CO2) Réduit les risques d’érosion : saules en rangée? Augmente la biodiversité : attention au caractère envahissant de certaines espèces ou génotypes 17 12/9/2010 Les cultures Conclusion dédiées Cultures pérennes présentent un bilan environnemental Projet beaucoup plus intéressant que les cultures annuelles L cultures lt ll à grand d iinterligne t li l moins i Les annuelles sontt les intéressantes Remise en cultures des terres marginales Limitation du potentiel agricole et risque environnementaux sont souvent liés Élément 1 Élément 2 Élément 3 Élément 4 p , climat Pente,, p pierrosité,, acidité,, profondeur, Séquestration du C, érosion des sols, exportations de sédiments et d’intrants, émissions de GES Cultures pérennes mieux adaptées aux terres marginales Martin Bolinder Université Laval Stéphane Martel, Daniel Poulin IRDA Isabelle Beaudin, Aubert Michaud, Ariane Drouin IRDA Comité aviseur ministériel MAPAQ Marc R. Laverdière, Denis A. Angers AAC Jacques Desjardins, Michel Lemieux, Ivana St-Laurent, Marie-Hélène Perron IRDA 18
