L'arrivée tardive de la mousson oblige un nombre croissant de fermiers à modifier leurs pratiques agricoles
Photo: J.-M. Caimi/laif

Changement agricole dans les conditions du changement climatique

L'évolution des régimes météorologiques va avoir des répercussions sur l'agriculture, répercussions qui varieront en fonction des régions. Les pays en développement seront probablement les premiers touchés. Les auteurs de l'article étudient le rôle que l'agriculture biologique peut jouer dans l’adaptation à ce phénomène. Outre une évaluation du potentiel de l'agriculture biologique, ils évoquent également la contribution de l'agriculture elle-même (et donc de l'agriculture biologique) au changement climatique.

 « Chaque année, la mousson commence un peu plus tard et la sécheresse dure plus longtemps, un phénomène qui pèse lourdement sur la production agricole. Puis, les pluies arrivent, mais les sols dégradés ne peuvent pas absorber suffisamment d’eau. Le cadeau se transforme alors en punition et les cultures et les êtres humains recommencent à souffrir. Le climat change et, si nous voulons survivre, nous allons devoir adapter nos pratiques agricoles en conséquence. » Ce genre de témoignage est de plus en plus courant chez les fermiers, par exemple, dans le sud de l'Inde.

Le changement climatique est une réalité. Des mesures d'atténuation doivent être prises, mais quelles que soit leur intensité, le changement climatique aura des répercussions croissantes sur les sociétés et sur l'environnement. En ce qui concerne l'agriculture, le plus urgent est de trouver le moyen de garantir la production alimentaire malgré le changement climatique, c’est-à-dire de s'adapter au changement climatique. Plus les mesures d'atténuation seront nombreuses, plus la tâche sera facilitée. Il est également essentiel de déterminer de quelle manière l'agriculture peut contribuer à atténuer le changement climatique.


Effets du changement climatique sur l'agriculture

Le changement climatique affecte l'agriculture de différentes manières. Les niveaux de CO2, les températures, la variabilité du climat et la fréquence des phénomènes extrêmes tels que les fortes pluies, les inondations et les sécheresses vont augmenter. La hausse des niveaux de CO2 et la hausse modérée des températures entraînent généralement une augmentation de la production, mais au-delà d'une hausse de 1,5 °C (et les prévisions mondiales vont bien au-delà), la production se met à diminuer. Les précipitations, les saisons de culture et la pression infligée par les mauvaises herbes, les nuisibles et les maladies vont changer, mais l'orientation prise par cette évolution variera selon les régions. Le schéma global semble montrer que les zones sèches de basse latitude vont se déplacer vers des latitudes plus élevées et que les précipitations vont augmenter autour de l'Équateur et dans les hautes latitudes. Ces changements vont également affecter les régimes actuels de la mousson et d'El Niño, ce qui risque d’avoir un impact énorme sur la disponibilité des ressources en eau et sur les besoins en eau d'irrigation. De manière générale, cet impact sera probablement plus marqué et de plus en plus néfaste dans la deuxième moitié du siècle, sachant que les effets négatifs apparaîtront plus tôt et de manière plus prononcée aux basses latitudes. Les pays les plus touchés par l’insécurité alimentaire et par le déclin des moyens de subsistance sont donc les pays en développement, notamment les plus pauvres d'entre eux.


Adaptation dans l'agriculture biologique

Les principaux facteurs d'adaptation agricoles sont étroitement liés aux futurs impacts du changement climatique. Premièrement, il sera crucial d'assurer la disponibilité des ressources en eau et d'optimiser la gestion de l'eau. La production agricole doit apprendre à mieux gérer la pénurie d'eau et la sécheresse, mais aussi l'excès d'eau et les inondations. Deuxièmement, sachant que les impacts varieront fortement selon les régions, il est indispensable de mettre en place des stratégies locales. Troisièmement, la pression accrue infligée par les mauvaises herbes, les nuisibles et les maladies va perturber la production agricole, ce qui va obliger les fermiers à privilégier les plantes résistantes et saines. Quatrièmement, la production agricole est confrontée à des conditions de production de plus en plus variables et de plus en plus risquées.

L'agriculture biologique constitue une stratégie prometteuse pour faire face à ces difficultés. En effet, la plupart des concepts et des pratiques de l’agriculture biologiques sont axés sur le maintien de sols sains et fertiles à forte teneur en carbone organique, sur la présence d'une structure bien aérée et sur la diversité du biote du sol. De tels sols sont capables d'absorber les vastes quantités d’eau liées aux fortes précipitations, sans que cela provoque d’engorgement ou d’érosion des sols. Ils sont également mieux à même de stocker l'eau disponible et donc de se protéger contre la pénurie d’eau et la sécheresse tout en limitant les besoins d'irrigation. Parmi les pratiques qui favorisent la création de ces sols sains figurent l'utilisation d'engrais organiques, tels que le compost, les effluents d'élevage et les couches de paillis provenant des résidus de culture, un travail du sol réduit et exempt de labour, et l'introduction de plantes fourragères à enracinement profond dans la rotation des cultures. L'agriculture biologique affiche également un bon niveau de diversité en ce qui concerne les cultures choisies, la rotation des cultures et les pratiques de production.

L'agriculture biologique fait appel au savoir local qui sait parfaitement s'adapter aux variations des conditions locales, et combine ces connaissances avec des méthodes agro-écologiques modernes. En outre, la grande diversité dont font preuve les fermes biologiques améliore la stabilité économique et écologique et accroît la capacité d'adaptation aux impacts négatifs du changement climatique. En effet, la diversité des sources de revenus protège contre le risque de perte des récoltes. Il est également évident que l'optimisation et la diversification des rotations des cultures peuvent rompre le cycle de reproduction des nuisibles. Enfin, des éléments paysagers tels que les jachères, les zones tampon ou les jachères fleuries offrent un habitat aux animaux bénéfiques.

La diversification vers un système de production en polyculture-élevage accroît également la capacité d'adaptation. Les prairies peuvent être utilisées pour l'alimentation animale, aussi lorsqu'aucune autre culture ne peut être cultivée, particulièrement les terres marginales et dégradées, ce qui améliore la sécurité alimentaire, en mettant à la disposition de l'alimentation humaine des terres qui ne peuvent pas y contribuer directement par le biais de cultures. Le risque économique diminue également puisque l'agriculture biologique nécessite peu d'intrants extérieurs. L'absence d'investissement coûteux protège contre les pertes financières potentielles liées aux mauvaises récoltes, tandis que les bénéfices nets obtenus dépassent parfois ceux des fermes conventionnelles, particulièrement lorsqu'il est possible d'appliquer un surcoût au prix de vente des produits biologiques sur les marchés. Le risque d'endettement est ainsi réduit, ce qui est particulièrement important pour les petits exploitants et les fermiers pauvres qui échappent ainsi au piège de la pauvreté.


Contribution de l'agriculture au changement climatique

L'agriculture est très affectée par le changement climatique, mais elle y contribue également de manière significative. Les émissions directes de l'agriculture représentent 10 pour cent à 12 pour cent du total mondial des émissions de gaz à effet de serre. Si l'on inclut les émissions dues au changement d’affectation des terres (déforestation au profit des terres cultivables, etc.), ce taux atteint 20 pour cent à 30 pour cent. La majeure partie des émissions agricoles directes est liée aux émissions de N2O des sols fertilisés et aux émissions de méthane issues du processus digestif des ruminants, qui représentent chacune 30 pour cent à 35 pour cent du total des émissions agricoles directes. Au niveau global, la majeure partie des émissions provient des émissions indirectes de CO2 liées au changement d’affectation des terres (déforestation au profit des terres cultivables, etc.) qui se situent à peu près au même niveau que les émissions agricoles directes. En deuxième position, on retrouve le méthane et le N2O issus de la biomasse et de l’incinération des résidus de culture, ainsi que le méthane provenant des champs de riz (qui interviennent chacun à raison de 10 pour cent à 15 pour cent du total des émissions agricoles directes). Les émissions de méthane et de N2O liées à la gestion et au stockage des effluents d'élevages, les émissions de CO2 et de N2O provenant de la production d'engrais et les émissions de CO2 liées à la consommation de carburants fossiles pour l'irrigation et les machines agricoles représentent chacune entre 5 pour cent et 10 pour cent du total des émissions agricoles directes.
 

Potentiel d’atténuation de l’agriculture biologique

Le potentiel d’atténuation de l’agriculture est à peu près équivalent à son niveau d’émissions directes, principalement par le biais du stockage du carbone dans le sol (voir encadré). Des synergies existent donc entre l'atténuation et l'adaptation puisque les pratiques de l'agriculture biologique accroissent la fertilité du sol et les réserves en carbone du sol et améliorent la gestion de l’eau au niveau des sols. L'agriculture biologique pourrait également contribuer à réduire les émissions de N2O. Même si la dynamique du niveau des émissions de N2O en fonction de la gestion des sols, du type d'engrais et des caractéristiques du sol n'est pas encore clairement établie, la corrélation entre les intrants et les réserves d'azote disponibles dans le sol, d'une part, et les émissions de N2O, d'autre part, est indéniable et significative.

Stockage du carbone dans le sol

Les plantes fabriquent de la matière organique à partir du CO2 présent dans l'atmosphère par le biais de la photosynthèse. Les matières végétales en décomposition, telles que les racines après la moisson ou les résidus de culture, et les engrais organiques, tels que le compost ou les effluents d'élevages, sont soumis à des processus biologiques, chimiques et physiques et le carbone organique qui en résulte se dépose dans la matière organique du sol, par exemple sous forme d’humus. L’humus contient des fractions de stabilité différente. Certaines restent stockées dans le sol pendant de longues périodes tandis que d'autres se décomposent rapidement et sont peu à peu émises sous forme de CO2.

L'azote est une ressource rare dans l'agriculture biologique. La fertilisation excessive est donc pratiquement inexistante et les niveaux d'apport en azote ont tendance à être plus faibles que dans l'agriculture conventionnelle. Ceci se traduit généralement par une réduction des émissions de N2O par hectare et par tonne, sauf lorsque les rendements biologiques sont exceptionnellement faibles. De même, l'efficacité de l'utilisation de l'azote est souvent meilleure dans les systèmes biologiques, ce qui conduit, là encore à une réduction des émissions. La traduction de ces facteurs contradictoires en émissions nettes par kg de produit varie en fonction de chaque situation.

Dans un cadre plus étroit, l'agriculture biologique n'est pas très performante en ce qui concerne l'autre grande catégorie d'émissions, c'est-à-dire le méthane provenant des ruminants. En effet, les animaux nourris aux aliments concentrés émettent moins de méthane que les animaux nourris au fourrage. En outre, plus le rendement laitier par vache est élevé, plus le niveau d'émissions par litre de lait diminue dans la production conventionnelle. Pourtant, cette vision change du tout au tout lorsque l'on tient compte des émissions liées à la production des aliments concentrés. Là où les prairies et les pâtures correctement gérées peuvent stocker du carbone, la production intensive du soja ou du maïs destiné à la production des aliments concentrés émet de vastes quantités de gaz à effet de serre. Ce phénomène est dû à la production et à l'utilisation d’engrais ainsi qu'aux pertes en carbone du sol, particulièrement si les plantes sont cultivées sur des terres récemment réaffectées, par exemple, suite à la déforestation ou à la conversion de pâtures en terres arables, ce qui est souvent le cas dans les grands pays producteurs de soja d'Amérique du Sud. En outre, le fait de maximiser les rendements laitiers augmente le risque de maladie et raccourcit la durée de vie des animaux. Il en résulte une augmentation du niveau d'émission par kilo produit, car il faut évidemment tenir compte de la période d'élevage non productive d'un plus grand nombre d'animaux de remplacement. En conclusion, le problème des émissions de méthane des ruminants montre qu'il est nécessaire d’élargir les frontières du raisonnement.

L'élevage biologique est basé sur le pâturage, avec une densité de chargement adaptée et généralement faible. Il favorise la santé et la longévité des animaux. Ce système peut même présenter un bilan carbone neutre, car le stockage du carbone dans les pâturages compense les émissions de méthane liées aux animaux et à la gestion des effluents. Mais il est clair que la quantité de viande et de lait produite dans un tel système est inférieure à celle d’un élevage conventionnel. L'élevage durable montre également qu'il ne faut pas se limiter à la question de l'atténuation du changement climatique dans la production agricole. D’autres aspects doivent être pris en compte, notamment au niveau des consommateurs. L'atténuation dans le secteur de l'élevage est possible uniquement si elle est associée à une réduction de la consommation de viande et de lait. Il est ainsi possible, non seulement d'atténuer le changement climatique, mais aussi d’améliorer l'efficacité dans l’utilisation des ressources en général, sachant que la production intensive de viande et de lait à base de concentrés est très inefficace pour l'apport en calories de l'alimentation humaine en ce qui concerne l'utilisation des sols, de l'eau, des nutriments et de l'énergie.

L'élevage illustre donc aussi la nécessité d’élargir les limites du raisonnement. Les fermes de polyculture qui ne possèdent pas d’animaux sont dépendantes des engrais synthétiques, alors que les effluents des élevages conventionnels sont souvent éliminés au lieu d'être utilisés efficacement, ce qui entraîne des émissions de gaz à effet de serre et d'autres problèmes environnementaux tels que la pollution de l'eau. Ce problème est atténué dans les systèmes de production biologique, puisque les effluents d'élevages sont alors utilisés comme engrais pour les cultures, que ce soit sur l'exploitation elle-même (dans les systèmes de polyculture-élevage) ou dans une autre ferme de la région.

L'agriculture biologique obtient également de bons résultats dans d'autres catégories d'émissions de gaz à effet de serre. En effet, la combustion de la biomasse étant interdite dans l’agriculture biologique, les émissions correspondantes peuvent être évitées. L'utilisation des déchets et des résidus de biomasse, des fourrages de légumineuses et des effluents d'élevages comme engrais biologiques réduit les émissions liées à l'utilisation de carburants fossiles en évitant la production d'engrais synthétiques, gros consommateurs d'énergie. L'agriculture biologique utilise généralement 20 pour cent à 50 pour cent d'énergies fossiles en moins par hectare et par unité de production par rapport à l'agriculture conventionnelle. Cet avantage est moins marqué lorsque la lutte contre les mauvaises herbes constitue un obstacle à la production biologique et nécessite l'utilisation de machines et de carburant supplémentaire.

La production de riz représente une difficulté majeure. Il arrive, en effet, que les émissions de méthane provenant des rizières inondées soient plus importantes dans les systèmes biologiques à cause de l'utilisation d'engrais organiques. L’utilisation d'une autre méthode de gestion de l'eau, par exemple l'inondation partielle prônée par le système d'intensification du riz (SIR), permet de réduire les émissions de méthane mais conduit à une hausse des émissions de N2O. Des études plus poussées sont nécessaires pour déterminer l'impact net d'un tel changement dans la pratique.
 

Utilisation des ressources et agriculture biologique

Outre ces bonnes performances en termes d'atténuation et d'adaptation au changement climatique, l'agriculture biologique comporte d'autres avantages.   L'accent mis sur la fertilité des sols permet de préserver directement certaines ressources comme l’eau ou les sols sains et fertiles. L'utilisation limitée et efficace de l'azote améliore la qualité de l'eau en limitant le ruissellement et l'eutrophication.   L'absence de pesticides synthétiques protège également le sol et les ressources en eau de la pollution. En outre, l'utilisation d'engrais organiques participe au maintien de la fertilité des sols, car il est fort probable que les engrais synthétiques entraînent des pertes de matières organiques dans les sols. L'utilisation et le recyclage de la matière organique permet de préserver les ressources en phosphore et les carburants fossiles en raison de la diminution des besoins énergétiques. Enfin, la qualité de l'air s’améliore dans les régions où l'incinération de la biomasse reste une pratique courante, puisque celle-ci est prohibée dans l'agriculture biologique.

La plupart de ces atouts dans la préservation des ressources constituent des synergies entre les mesures d'atténuation et d'adaptation qui résultent de pratiques permettant d'accroître la teneur en carbone organique des sols. L'approche globale de l'agriculture biologique s’oppose à certaines mesures d'atténuation encouragées par l'agriculture conventionnelle, par exemple l’utilisation d’additifs alimentaires destinés à réduire les émissions de méthane des ruminants. Ces additifs accroissent l'absorption d'énergie des animaux mais ont des impacts néfastes sur leur santé, et n’apportent aucun bénéfice en termes d'adaptation. D'un autre côté, l'augmentation de la teneur en carbone organique des sols et les pratiques correspondantes, telles que l'utilisation d'engrais organiques ou de légumineuses fourragères dans la rotation des cultures, sont de plus en plus encouragés comme mesures d'atténuation et d'adaptation au changement climatique dans les contextes conventionnels.
 

Nécessité d'une approche globale et systémique

Les meilleures pratiques d'atténuation et d'adaptation agricole sont complémentaires et devraient, dans l'idéal, apporter des bénéfices supplémentaires. Les mesures d'atténuation agricoles devraient notamment aller au-delà de la simple production agricole et s’attaquer également au comportement et aux régimes alimentaires des consommateurs. Le comportement des consommateurs est, en effet, un élément clé du gaspillage des aliments. Au nord, 30 pour cent à 40 pour cent des aliments sont gaspillés en raison des obligations de qualité et de fraîcheur auquel ils sont soumis, mais aussi de la demande de disponibilité constante. Au sud, une quantité similaire est perdue en raison des mauvaises conditions de stockage. Il suffirait de réduire ces pertes de moitié pour réduire les émissions agricoles de 15 pour cent à 20 pour cent.


Enjeux

Premièrement, les rendements de l'agriculture biologique sont 15 pour cent à 25 pour cent inférieurs à ceux de l'agriculture conventionnelle dans les meilleures conditions géo-climatiques des régions qui pratiquent une agriculture intensive. S'il s'avère impossible de réduire le gaspillage alimentaire, l'agriculture biologique aura donc besoin de davantage de terres que la production conventionnelle. Toutefois, dans des conditions de culture moins intensives et lorsque la pénurie d'eau est monnaie courante, les rendements de l'agriculture biologique sont équivalents et parfois même supérieurs aux rendements de l'agriculture conventionnelle. Deuxièmement, l'agriculture biologique est un système de production agricole complexe qui nécessite beaucoup de connaissances. Des services d'information et de vulgarisation devront être mis en place pour garantir la réussite de sa mise en œuvre. Troisièmement, entre autres lacunes de connaissances, personne ne connaît les différences de qualité qui existent entre les engrais synthétiques et organiques sur la durée d'un cycle de vie.

Et enfin, la stratégie d'intensification éco-fonctionnelle préconisée par l'agriculture biologique devra faire l’objet d’études scientifiques complémentaires et être plus largement diffusée. Elle est axée sur la gestion d’écosystèmes agricoles et sur une utilisation améliorée et durable de services écosystémiques tels que les sols fertiles, les habitats fortement diversifiés, la pollinisation et les chaînes trophiques. L'atténuation du changement climatique, la capacité d'adaptation aux impacts négatifs du changement climatique et, surtout, la sécurité alimentaire de milliards de personnes en dépendent.

 

Adrian Muller
Andreas Gattinger

Urs Niggli
Institut de recherche de l’agriculture biologique
Frick, Suisse
adrian.mueller@fibl.org