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Diaporama agriculture du carbone - contribution climat COP21 - agroforesterie et couverture des sols

Diaporama agriculture du carbone - contribution climat COP21 - agroforesterie et couverture des sols

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Diaporama agriculture du carbone - contribution climat COP21 - agroforesterie et couverture des sols

  1. 1. Le Carbone, un problème ? A nous de choisir ! L’Agriculture : solution de choix pour le climat 1 Travail de synthèse: L’agriculture, solution pour la COP21 Charles Buchmann (Association Française d’Agroforesterie) En lien avec Alain Canet, Fabien Balaguer (Association Française d’Agroforesterie) et Konrad Schreiber (Institut d’Agriculture Durable)
  2. 2. De quelle couleur est le paysage fertile ? 2
  3. 3. De quelle couleur est le paysage fertile? 3 L’automne, Nicolas Poussin, Musée du Louvre
  4. 4. De quelle couleur est le paysage fertile ? 4
  5. 5. Le paysage fertile est vert… 5 … comme la chlorophylle… … et la chlorophylle, c’est du Carbone Formule développée de la chlorophylle a, selon J. Carles
  6. 6. De quelle couleur est la terre fertile ? 6 Les sols les plus fertiles du monde : la Terra Preta amazonienne Références: International biochar initiative
  7. 7. De quelle couleur est la terre fertile ? 7 Les sols les plus fertiles d’Europe : les tchernozioms d’Ukraine
  8. 8. De quelle couleur est la terre fertile ? 8 Sol travaillé non couvert Labour Sol non travaillé couvert Semis Direct sous Couvert Photo agriculteur du Gers © Agr’eau
  9. 9. La terre fertile est noire… 9 … le noir, c’est de l’humus… … et l’humus, c’est du Carbone Formule d’une molecule d’acide humique selon F.J.
  10. 10. Qui travaille à la fertilité du sol ? 10 Références : Daniel Cluzeau CNRS
  11. 11. 11 1 - 5 km d’hyphes fongiques 106 - 109 bactéries 10 000 – 60 000 protozoaires 50 - 100 nématodes 1collembole 1 insecte 1 cm³ de terre contient : protozoaires Qui travaille à la fertilité du sol ? Références : Daniel Cluzeau - CNRS
  12. 12. L’activité biologique du sol travaille à sa fertilité… … en recyclant continuellement la matière organique 12 Un cortège vivant à la fois - Nourri par du carbone - Constitué de carbone - Diffuseur de carbone. Références : Daniel Cluzeau CNRS
  13. 13. Les grand enjeux de l’humanité 13  Nourrir 10 Milliards d’humains… avec quoi ? = du Carbone Des sucres Des graisses Des protéines
  14. 14. Les grands enjeux de l’humanité 14  Stopper le réchauffement climatique… comment? Evolution des températures moyennes en été pour la France 1860-2003 (rouge) & prévisions jusqu’à 2100 (noir) En stockant du Carbone
  15. 15. Selon l’INRA : 15  1/3 des terres arables françaises considérées comme : déficitaires en matière organique (< 2% de MO)  Près de 18% de la surface du territoire français sont concernés par l’érosion  Les pertes de terre atteignent une tonne par hectare et par an en France… Certaines zones culminent à 40 tonnes par hectare  5 M ha de sols limoneux présentent des problèmes de croûte de battance Références : Inra de Rennes (2002) http://www.lafranceagricole.fr/archive/article/des-sols-deficitaires-en-matiere- organique-FA29511010381.html
  16. 16. Du carbone pour structurer le sol 16  La cohésion physique du sol lui est donnée par son taux de matière organique et son activité biologique.
  17. 17. Sols agricoles en manque de matière organique 17 Sols agricoles cherchent Carbone désespérément Références: Commission Européenne
  18. 18. Atmosphère en excès de CO2 18 Atmosphère propose Carbone gratuitement Références : Mauna Loa Observatory
  19. 19. Deux problèmes : - le manque de carbone = le sol - l’excès de carbone = l’atmosphère Une solution unique : le végétal… 19 … des plantes petites, moyennes et grandes… les seules capables de transformer le CO2 polluant en Humus intrant. … des racines petites moyennes et profondes …
  20. 20. Le travail du sol « évapore » du carbone 20  Dans le même sol, la minéralisation peut être multipliée par 2,5 selon les pratiques… Sur sol argilo limoneux : Références : Attard et al. INRA - En labour : K2 = 2,3% par an - En techniques culturales simplifiées : K2 = 1,81% par an - En semis direct sous couvert : K2 = 0,96% par an
  21. 21. Du carbone sortant de l’atmosphère… 21 … pour rentrer dans la biosphère
  22. 22. 22
  23. 23. 23
  24. 24. Une fertilité qui carbure au végétal 24 Stocker du carbone pour améliorer l’outil de production Références : Association Française d’Agroforesterie 2013 http://www.agroforesterie.fr/documents/Contribution-AFAF-transition-energetique- agroforesterie.pdf
  25. 25. Du Carbone pour augmenter la réserve utile des sols Capacité de rétention en eau du sol selon la teneur en Matière Organique. 23 24 25 26 27 28 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 MO 2,8% MO 2,4% MO 2,2% Arrêt des précipitations Humiditédusol(%delaterresèche) Jours Les acides humiques peuvent emmagasiner de l’eau jusqu’à 20 fois leur poids. La matière organique mêlée aux argiles augmente leurs potentiels de rétention d’eau. 25 Référence : Morel, 1996 Les sols cultivés
  26. 26. Du Carbone pour augmenter la réserve utile des sols 26 Référence : Khaleel R et al 1981 Chambre Syndicale des Améliorants Organiques Les acides humiques peuvent emmagasiner de l’eau jusqu’à 20 fois leur poids. La matière organique mêlée aux argiles augmente leurs potentiels de rétention d’eau par formation du complexe argilo-humique.
  27. 27. 27 Journée Agr’eau - 02/08/14 - Marciac - Intervention de Konrad SCHREIBER IAD Corrélation positive entre le taux de MO et la gestion de l’eau : MO x 2 ≈ RU x 2 Hypothèse sur la gestion de l’eau Quantité d’eau pour l’irrigation 3000 m3 0 m3 2 % 4% MO 27 Du Carbone pour augmenter la réserve utile des sols 27
  28. 28. Du carbone pour améliorer la fertilité chimique des sols 28 La Capacité d’Echange Cationique (CEC) du sol est directement proportionnelle à l’importance de son Complexe Argilo-Humique (CAH).  Augmenter le taux de matière organique  Améliorer la CEC Références: INRA ; SADEF
  29. 29. Hum us Du carbone pour améliorer la fertilité chimique des sols 29 La fourniture d’azote aux plantes varie fortement selon le taux de matière organique: Toutes choses égales par ailleurs, à coefficient de minéralisation K2 = 1% (K2 en semis direct): Sol taux de MO = 2%:  La minéralisation secondaire fournit 45 Unités d’azote par an Sol taux de MO = 5%  La minéralisation secondaire fournit 113 Unités d’azote par an Cet Azote provient de la fixation par l’activité biologique du sol
  30. 30. Du carbone pour améliorer la porosité du sol 30 La fertilité du sol dépend de son bon équilibre entre ses fractions: solide (terre) liquide (eau) gazeuse (air) La porosité (fractions liquides et solides) est entretenue par l’action mécanique de l’activité biologique du sol : - Des plantes - Des animaux - Des champignons Du Carbone
  31. 31. Du carbone pour améliorer la fertilité biologique du sol 31 Les rhizodépôts constituent 10% à 20% du carbone photosynthétisé par la plante Les plantes pilotent leur environnement racinaire grâce à ces exsudats.  90 % des taxons végétaux sont concernés par des mycorhizes  Un rôle majeur dans la nutrition minérale et hydrique Référence : M.A. Selosse CNRS MNHN Référence : INRA
  32. 32. Du carbone pour améliorer la santé des cultures 32 Le végétal est entouré d’un cortège microbien et animal qui assure sa protection phytosanitaire: - Compétition vis-à-vis des pathogènes - Prédation des pathogènes - Stimulation des défenses de la plante Agent microbien non pathogène = éliciteur Référence: Agriculture de conservation http://agriculture-de-conservation.com/Le-Stress- des-plantes.html
  33. 33. Objectif: Remplir la France de Carbone 33
  34. 34. Prairies 1 000 MtC Forêts 1 200 MtC Cultures 720 MtC Passer d’un modèle actuel… 34 - Sols perturbés - SAU sous-exploitée - Bilan énergétique négatif
  35. 35. …Vers un optimum écosystémique : - Sols conservés - SAU optimisée - Bilan énergétique équilibré Agro-écologie dans tous les secteurs de l’agriculture Prairies 1 500 MtC Forêts 1 200 MtC Cultures 1500 MtC 35
  36. 36. Du carbone intrant en maraîchage 36
  37. 37. Du carbone intrant en grandes cultures 37
  38. 38. Du carbone intrant en viticulture 38
  39. 39. Du carbone intrant en arboriculture fruitière 39
  40. 40. Du carbone intrant en élevage 40
  41. 41. Du carbone intrant en apiculture 41
  42. 42. 42 CARBONE Bilan : -2Teq CO2/ha AZOTE Bilan : - 120Unités/ha EAU Bilan : - 2000L/ha Références : IAD
  43. 43. 43 CARBONE Bilan: +18Teq CO2/ha AZOTE Bilan: +160Unités/ha EAU Bilan: +3000L/ha Références : IAD
  44. 44. Créer de la valeur gratuitement 44 PHOTOSYNTHE SE RESPIRATIO N Matière Organique + O2 CO2 + H2O PHOTOSYNTHESE RESPIRATIO N Matière Organique + O2 CO2 + H2O  Le CO2, matière première de la vie sur terre est gratuit  Intégrer un maximum de végétal dans son système agricole  Créer de la MO pour pas cher  Créer de le fertilité gratuitement  Nous vivons dans un monde fini mais loin d’être complètement exploré Une société riche et pérenne est une société qui produit : Seule la photosynthèse produit gratuitement.
  45. 45. Du Carbone intrant pour des territoires riches et vivants 45 Références : Arbre et Paysage 32
  46. 46. DU CARBONE DES RICHESSES Maximiser le Capital Carbone… …Pour augmenter les intérêts
  47. 47. Et à terme … … Utiliser l’énergie du sol plutôt que celle du sous-sol… L’agriculteur : Fournisseur officiel d’énergie de la société…
  48. 48. … En exploitant nos propres ressources renouvelables. 48 Le végétal est une ressource inépuisable pour notre indépendance énergétique Viser l’autonomie énergétique en produisant de la biomasse localement sur l’ensemble du globe…
  49. 49. Du Carbone ! Où ça ? 49  L’air est composé à 0,04% de CO2  1T de Carbone = 3,7T de CO2  Le végétal est composé à 30 % de Carbone L’humus est composé à 58% de Carbone Références: INRA
  50. 50. Du Carbone ! Où ça ? 50 … Une ressource finie qui se partage entre plusieurs réservoirs en interaction les uns avec les autres :  L'atmosphère  La biomasse  Le sol  Le sous-sol  Les océans Avant l'ère industrielle : « stabilité » Aujourd'hui : déstabilisation... et nombreuses conséquences... atmosphère  atmosphère  Effet de serre ! biomasse  Biomasse  Déforestation matrice sol  matrice sol  Pratiques agricoles dégradantes. Perte de fertilité ! océans  océans  Acidification ! sous-sol  Sous-sol  Exploitation des énergies fossiles (dont une grande partie pour l'agriculture)
  51. 51. Potentiel d’humification 51 A 3% de MO Agriculture d’aggradation :  Restitution annuelle de 13 T de MS/ha au sol (CV + Restitution des pailles)  Humification : + 3,8 T  Non travail du sol  Minéralisation : - 1,3 T  Gain de 2,5T d’humus/ha  + 0,06% de MO Agriculture de dégradation:  Restitution annuelle de 4 T de MS/ha au sol (Sol nu + Non restitution des pailles)  Humification : + 0,5 T  Travail du sol (Labour)  Minéralisation : - 3 T  Perte de 2,5T d’humus/ha  - 0,06% de MO Références: IAD
  52. 52. En 2015 choisir… 52 A l’échelle France: 1,8 milliards de T d’humus capitalisées 0,6 milliards de T d’humus évaporées Références: IAD
  53. 53. Stockage de Carbone dans des systèmes optimisés 53  Agroforesterie (densité de 50 arbres/ha)  Stockage moyen de 1T de C/ha/an  3,7 Teq CO2/ha/an  Couverts végétaux / Non travail du sol  Stockage moyen de 1T de C/ha/an  3,7 Teq CO2/ha/an  Agroforesterie et Couverts végétaux  Stockage moyen de 2T de C/ha/an  7,4 Teq CO2/ha/an Références: AFAF ; IAD http://www.agroforesterie.fr/documents/Rapport-agroforesterie-AFAF-IAD-au-MAAF-La-couverture-vegetale-des-sols-et-les- pratiques-agroforestieres-au-service-de-territoires-productifs-et-durables-Avril-2015-HD-WEB.pdf
  54. 54. 54 Réduire la consommation de gasoil… … sortir de la sur-traction Pratique culturale : Labour (Charrue, Combiné) Techniques culturales simplifiées (Cultivateur, Herse rotative, Semoir) Semis direct sous couvert végétal (Semoir) Consommation de fioul par ha : Entre 85L et 100L Entre 65L et 85 L Moins de 65L Temps de travail par ha : 1h55min 1h45min 30min Coût par ha : 75€ 67€ 46€ Références : FN CUMA
  55. 55. Coût énergétique de la production d’Azote : 55 600 Unités d’Azote de synthèse produites  500 Kg de Pétrole consommées  Emission de 1,3Teq CO2 Références : ADA (Azote Directement Assimilable) http://www.azote.info/environnement-et-azote/les-bilans- environnementaux.html
  56. 56. En 2015 choisir… 56 A l’échelle France: 6 milliards de Teq CO2 stockées 1,4 milliards de Teq CO2 émisesRéférences: IAD
  57. 57. Potentiel de Stockage d’eau 57  Le gain d’1% de MO au sol permet la rétention de 90 m3 d’eau/ha  Un sol à 1,8% de MO présente une réserve utile moyenne de 435 m3  Un sol à 4% de MO présente une réserve utile moyenne de 635 m3
  58. 58. En 2015 choisir… 58 A l’échelle France: 4 milliards de m3 d’eau stockée 1,37 milliards de m3 d’eau perdue Références: IAD
  59. 59. Potentiel de Capitalisation en Azote 59  C/N de l’humus = 10  1T d’humus contient 58 Unités d’azote  Un sol à 1,8% de MO contient 4T d’Azote Par minéralisation naturelle, il restitue 40 Unités  Un sol à 4% de MO contient 9T d’Azote Par minéralisation naturelle, il restitue 95 Unités Références : INRA
  60. 60. En 2015 choisir… 60 A l’échelle France: 10,2 milliards de T d’Azote stockées dans la MO 3,45 milliards de T d’Azote déstockées Références: IAD
  61. 61. Toute la France n’est pas saturée en Carbone 61 Forêt Vergers Vignes Céréales Oléagineux Autres cultures annuelles Prairies temporaires Prairie permanente Jachères SaturationenCarbone La Forêt: 16,3 millions d’ha ; 28% du territoire Saturée en Carbone La SAU: 29 millions d’ha ; 54% du territoire Potentiel de stockage: 7,2 Giga Teq CO2 Les Cultures annuelles: 15 millions d’ha ; 20% du territoire Potentiel de stockage: 5,7 Giga Teq CO2 Les Prairies: 11 millions d’ha ; 27% du territoire Potentiel de stockage: 1,2 Giga Teq CO2 Les Cultures pérennes: 1 million d’ha ; 2% du territoire Potentiel de stockage: 0,27 Giga Répartition du territoire rural Français Références : AFAF / INSEE Agreste Agriculture: Stocker un maximum de Carbone Forêt: Gérer le plein de Carbone
  62. 62. Territoire rural Français : potentiel d’action 62 15 Millions ha en SCV + AF Stockage de 111 Mega Teq CO2 par an 1 Million ha en CV Stockage de 3,7 Méga Teq CO2 par an 11 Millions ha en AF Stockage de 41 Méga Teq CO2 par an • Emissions annuelles de GES en France : • environ 500 Méga Teq CO2 • Stockage annuel potentiel grâce à l’agriculture Française : 165 Méga Teq CO2  Soit 33% des GES français … Sans compter - La réduction de la consommation d’énergie de traction en agriculture - La réduction de la consommation d’énergie pour produire les intrants (fertilisants, produits phytosanitaires) - La réduction des émissions de N2O et CH4 grâce à des sols en bon état - La production d’énergie renouvelable (biomasse) par l’agriculture en remplacement des énergies fossiles 27 Millions ha de bocage Stockage de 10 Méga Teq CO2 par an Références : Arrouays et al 2002 INSEE Agreste
  63. 63. Teneur en CO2 élevée… Une chance ? 63 Le CO2 est un facteur limitant comme un autre… Une augmentation de la teneur en CO2 dans l’air  En profiter pour améliorer la productivité végétale !   Des systèmes qui optimisent l’exploration de l’air: Le végétal, rien que le végétal
  64. 64. L’Elevage: Haute Valeur Environnementale 64 Interbev: Interprofession Bétail et Viande http://www.charte-elevage.fr/09152015-1939/l%C3%A9levage-rend-des-services-%C3%A0-la- soci%C3%A9t%C3%A9%20 Contrairement aux idées reçues ELEVAGE = PUIT DE CARBONE Le bocage, alliance fertile et complémentaire entre  La prairie: réservoir de Carbone  La haie: réservoir de Carbone
  65. 65. Paysage de Cultures / Paysage d’Elevage Lequel stocke le plus de Carbone ? 65
  66. 66. 66 Evolution du bocage 1950 300 000 Teq CO2 Contenues dans ce paysage Paysage breton (Ille-et- Vilaine) Aujourd’hui 120 000 Teq CO2 Contenues dans ce même paysage
  67. 67. L’instabilité géopolitique conséquence de la stérilité des sols et du changement climatique 67 Pertes d’humus Pénurie alimentaire Migrations Faim Soif Pauvreté Déséquilibre de l’ordre mondial Climat déstabilisé Carbone évaporé Sols travaillés Végétal éliminé Environnement modifiéBiodiversité appauvrie Sécheresses et perte de fertilité Tensions Conflits
  68. 68. 68 Fertilité partout Alimentation pour tous partout Satisfaction des besoins humains Energie et matière première à disposition Equilibre de l’ordre mondial Climat tamponné Carbone fixé Le végétal à la base de tout Travailler à la paix grâce à la fertilité la fertilité grâce au végétal… Environnement protégé Biodiversité favorisée
  69. 69. Le pays le plus efficace face au défi climatique 69  Le pays dont l’agriculture sera la plus efficiente  Le pays qui aura le mieux su tirer partie de sa SAU  Le pays capable de produire le plus de richesses à partir de la photosynthèse  Le pays le plus développé économiquement, environnementalement et socialement 40% des terres émergées du globe sont cultivées  L’Agriculture est le défi majeur à tous les niveaux
  70. 70. Au travail, pour produire beaucoup ! Produire beaucoup de végétal, Car le végétal est la solution à la majorité de nos problèmes. 70
  71. 71. Même combat… … le Carbone au bon endroit. 71

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