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Posté par Michel le Lundi 21/01/2013 à 00:00
Concilier production agronomique, économie d'eau et préservation des sols
Contre toute attente, certaines cultures comme le blé ou le colza, peuvent être des puits de carbone: elles soutirent du CO2 à l'atmosphère. En revanche, le tournesol et le maïs ensilage sont des sources de carbone. Telles sont les principales conclusions d'une étude menée par une équipe du Centre d'études spatiales de la biosphère (La notion de biosphère désigne à la fois un espace et un processus auto-entretenu (jusqu'à ce jour et depuis plus de 3 milliards d'années) sur la planète Terre, et qu'on ne connait que sur cette planète ; Le...) (CESBIO, CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) / Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment...) Toulouse III - Paul Sabatier / CNES / IRD). Pendant sept ans, les chercheurs ont mesuré les flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus précisément le terme est...) de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) et d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) sur deux parcelles instrumentées. Ces travaux montrent que l'amélioration de l'empreinte environnementale de l'agriculture repose sur les choix de pratiques culturales. Ils pourraient permettre à l'agriculture de concilier objectifs environnementaux et agronomiques. Ils ont été publiés le 15 janvier 2013 dans la revue Agricultural and Forestry Meteorology.


Tour à flux installée au centre d'une culture de maïs (Le maïs (aussi appelé blé d’Inde au Canada) est une plante tropicale herbacée annuelle de la famille des Poacées, largement cultivée comme...), équipée d'analyseurs et capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique, une hauteur de mercure, une intensité, la déviation d'une aiguille…. On...)
permettant la mesure des flux et variables météorologiques.
© Eric Ceschia

La consommation d'eau d'une culture ainsi que sa capacité à séquestrer du carbone dans le sol sont devenues des critères essentiels dans le cadre d'une agriculture durable (L'agriculture durable (ou soutenable, en traduction de l'anglais sustainable) est l'application à l'agriculture des principes du développement durable ou soutenable tels que reconnus par la...). C'est pourquoi les chercheurs du CESBIO ont voulu établir les bilans "eau" et "carbone" pour trois grandes cultures européennes: le blé (« Blé » est un terme générique qui désigne plusieurs céréales appartenant au genre Triticum. Ce sont des plantes...), le maïs ensilage (destiné à la production de fourrage pour l'alimentation animale) et le tournesol. Pour cela, ils ont choisi deux parcelles situées dans le Gers et en Haute-Garonne, et les ont dotées d'instruments permettant de mesurer des variables agronomiques et météorologiques (éclairement, température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est...), teneur en eau du sol...), ainsi que les flux de CO2 et d'eau entre l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) et l'agro-écosystème (c'est-à-dire le champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) cultivé).

Deux indices ont été calculés. Le premier, relativement classique en agronomie, a permis d'analyser la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe...) de biomasse ( En écologie, la biomasse est la quantité totale de matière (masse) de toutes les espèces vivantes présentes dans un milieu naturel donné. Dans le domaine de l'énergie, le terme de biomasse regroupe l'ensemble...) produite et exportée de la parcelle par unité d'eau consommée. Le second, de nature environnementale, est beaucoup plus innovant: il a permis de mesurer la quantité de carbone perdue ou fixée sur la parcelle par unité d'eau consommée. Cet indice comprend le flux net de CO2 ainsi que les importations de carbone par fertilisation organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande classe de molécules à base de carbone : les composés organiques.) et les exportations dues à la récolte (La Récolte (Countrycide) est le sixième épisode de la série anglaise de science fiction Torchwood.). Autrement dit, cet indice détermine si une culture est un puits ou une source de carbone. Ces analyses ont été effectuées sur plusieurs années de culture, en comptant aussi les périodes de sol nu (sans culture).

D'un point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) agronomique, la culture (La Culture est une civilisation pan-galactique inventée par Iain M. Banks au travers de ses romans et nouvelles de science-fiction. Décrite avec beaucoup de précision...) de maïs ensilage offre le meilleur rendement en produisant jusqu'à 1,3 gramme (Le gramme est une unité de masse du Système international (l'unité de base est le kilogramme) et du système CGS. L'abréviation du gramme est g.) de carbone par litre (Le litre (du grec λίτρα lítra, ancienne mesure de capacité – une livre de douze onces – égale au seizième du boisseau soit 0,813...) d'eau consommé, contre 0,65 gramme pour le blé et 0,2 gramme pour le tournesol. En revanche d'un point de vue environnemental, le blé dont le cycle est plus long, fixe davantage de carbone dans le sol: il permet de séquestrer jusqu'à 1 gramme de carbone par litre d'eau consommé. Par contre, le tournesol à cycle court et le maïs ensilage présentent des bilans négatifs: ils appauvrissent le sol en carbone et sont, par conséquent, producteurs nets de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend à...) à effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie électromagnétique, provenant du Soleil (dans le cas des corps du...).

Ces travaux montrent que l'amélioration de l'empreinte environnementale de l'agriculture repose sur les choix de pratiques culturales (espèce cultivée, présence de cultures intermédiaires, paillage...), de production et in fine sur nos habitudes alimentaires.

Les chercheurs prévoient d'étudier l'impact sur ces indices de la mise en place de cultures intermédiaires (moutarde, féverole...) couvrant le sol entre deux productions. Ces cultures piègent les ressources minérales du sol et les rendent disponibles pour les cultures suivantes. Il est vraisemblable qu'elles augmentent de surcroit la capture (Une capture, dans le domaine de l'astronautique, est un processus par lequel un objet céleste, qui passe au voisinage d'un astre, est retenu dans la gravisphère de ce dernier. La capture de l'objet...) de CO2 mais qu'elles réduisent la disponibilité (La disponibilité d'un équipement ou d'un système est une mesure de performance qu'on obtient en divisant la durée durant laquelle ledit équipement ou système est...) des ressources en eau pour les cultures suivantes. Ces hypothèses seront testées dans le cadre de projets européens, ICOS (1) et GHG-Europe, qui visent à comprendre sur le long terme, le cycle global du carbone et les émissions de gaz à effet de serre (Une serre est une structure généralement close destinée à la production agricole. Elle vise à soustraire aux éléments climatiques les cultures produites pour...) des différentes couvertures végétales existantes en Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité occidentale du continent eurasiatique, voire comme...).


Système de mesure des flux de CO2 et d'eau par la méthode des fluctuations turbulentes, comprenant un anémomètre sonique tridimentionnelle (droite) et un analyseur infrarouge haute fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de temps. Ainsi lorsqu'on emploie le mot fréquence sans précision, on...) (gauche).
© Eric Ceschia


Note:

(1) Integrated Carbon Observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés....) System


Référence:

Crops' water use efficiencies in temperate climate: Comparison of stand, ecosystem and agronomical approaches. Tiphaine Tallec, Pierre Béziat, Nathalie Jarosz, Vincent Rivalland, Eric Ceschia. Agricultural and Forestry Meteorology, 15 janvier 2013.


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Source: CNRS