L'azote: un élément clé pour le développement de l'agriculture biologique

Publié par Adrien le 05/06/2021 à 09:00
Source: INRAE
Assurer la transition des systèmes agricoles pour garantir un niveau de production suffisant, de qualité, et durable est un enjeu majeur pour nos sociétés. Le développement de l'agroécologie repose sur plusieurs leviers dont l'agriculture biologique (L’agriculture biologique est basée sur la gestion rationnelle de la fraction du sol, dans le...) fait partie.

Or, l'une des limites du développement du bio est la ressource restreinte en azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de...) dans le sol, indispensable à la croissance des plantes. Cette variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle...) n'a jusqu'à présent jamais été prise en compte dans les travaux explorant la possibilité de satisfaire la demande alimentaire mondiale par l'expansion de l'agriculture biologique. Une équipe de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) d'INRAE et de Bordeaux Sciences Agro a développé un modèle simulant, à l'échelle mondiale, l'offre et la demande en azote des cultures pour de tels scénarios, excluant l'usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) d'engrais (Les engrais sont des substances, le plus souvent des mélanges d'éléments...) azotés de synthèse. Leurs résultats, publiés le 13 mai dans Nature Food, montrent que le déploiement mondial de l'agriculture biologique peut être limité par la disponibilité (La disponibilité d'un équipement ou d'un système est une mesure de performance qu'on...) en azote. Ils montrent également que, pour être soutenable, il doit s'accompagner d'une transformation des systèmes d'élevage, d'un rééquilibrage de l'alimentation humaine et d'une baisse importante du gaspillage alimentaire.


L'azote: un élément clé pour le développement de l'agriculture biologique
© INRAE - Jacques Baudry

L'azote est un élément indispensable à la croissance et au développement des plantes cultivées qu'elles trouvent dans le sol et dont dépend la productivité agricole. En agriculture conventionnelle, cet élément est apporté par des fertilisants de synthèse qui sont interdits en agriculture biologique. La fourniture d'azote aux cultures en agriculture biologique repose essentiellement sur les fumiers issus de l'élevage et, dans une moindre mesure, sur la fixation de l'azote atmosphérique dans le sol, effectuée par les légumineuses. Cependant, ces deux sources ne sont pas infinies ni inépuisables. Représentant aujourd'hui environ 8% de la production agricole française, et moins de 2% à l'échelle mondiale, le développement de l'agriculture biologique à grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un...) pose des questions majeures à la recherche: son développement pourrait-il être limité par la disponibilité en ressources azotées compatibles avec le cahier des charges (Un cahier des charges est un document visant à définir exhaustivement les spécifications de base...) de l'agriculture biologique ? Et cette disponibilité limitée est-elle susceptible d'avoir des impacts sur le rendement des cultures et la sécurité alimentaire mondiale ?

Pour répondre à cette question, les scientifiques d'INRAE et de Bordeaux Sciences Agro ont mis au point (Graphie) un modèle qui simule l'offre et la demande en azote des cultures agricoles en fonction de différents scénarios de développement de l'agriculture biologique à l'échelle mondiale: scénarios de 20, 30, 40%... jusqu'à 100% des cultures mondiales en agriculture biologique. Sur la base des pratiques d'élevage et de la consommation alimentaire actuels, leurs résultats montrent que le développement de l'agriculture biologique s'accompagne dans de nombreuses régions du monde (Le mot monde peut désigner :) d'un déficit marqué en azote et donc d'une baisse importante du rendement des cultures.

Agir sur les systèmes d'élevage et la demande alimentaire

L'élevage est indispensable au développement de l'agriculture biologique du fait de sa capacité à fournir de l'azote pour enrichir les sols grâce au fumier. Mais il faut un équilibre, car les animaux consomment également ce qui est issu des cultures et peuvent ainsi être en compétition avec l'alimentation humaine. Dès lors, il semble nécessaire de combiner plusieurs leviers dont la réduction du nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) global des animaux d'élevage, en particulier dans les élevages porcins et aviaires qui sont en compétition directe avec l'alimentation humaine car principalement nourris avec des céréales, et la relocalisation des élevages de ruminants au plus près des cultures, notamment dans les prairies, pour reconnecter productions végétales et animales et optimiser le recyclage (Le recyclage est un procédé de traitement des déchets industriels et des déchets ménagers qui...) de l'azote.

En rééquilibrant la a consommation alimentaire mondiale et en réduisant le gaspillage alimentaire d'au moins 50%, il serait possible d'augmenter la part de l'agriculture biologique mondiale jusqu'à 60%.

Un des autres leviers serait de rééquilibrer la consommation alimentaire mondiale. En moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de...), elle est estimée à 2890 kcal par personne et par jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...), alors que 2200 kcal seraient suffisant. Ce rééquilibrage passerait par une baisse de la consommation alimentaire moyenne dans les pays développés (Les pays développés à économie de marché (PDEM) sont des pays dont la...) (consommation d'environ 3000 kcal en Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un...) et Amérique (L’Amérique est un continent séparé, à l'ouest, de l'Asie et...) du Nord) accompagnée d'une augmentation dans les pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue...) en voie de développement, notamment en Afrique (D’une superficie de 30 221 532 km2 en incluant les îles,...). Enfin la réduction du gaspillage alimentaire d'au moins 50% serait incontournable.

En agissant sur ces points, il serait possible d'augmenter la part de l'agriculture biologique mondiale jusqu'à 60% au moins tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) en répondant à la demande alimentaire mondiale. Les scientifiques explorent actuellement d'autres pistes pour développer l'agriculture biologique comme l'augmentation de la part des cultures de légumineuses, qui fixent l'azote d'origine atmosphérique dans le sol, et qui pourraient être valorisées dans l'alimentation humaine et des élevages.


Développement de l'agriculture biologique (AB): effet sur la production agricole (en rouge) et leviers activables pour soutenir la production et satisfaire la demande alimentaire (en vert). La figure indique le nombre de personnes pouvant être alimentées par la production agricole (biologique + conventionnelle) à l'échelle mondiale. La figure présente deux situations correspondant à 20% (panneau A) ou 60% (panneau B) de la surface agricole mondiale occupé par l'AB (le reste de la surface agricole étant occupé par l'agriculture conventionnelle, notée AC dans la figure).
© Nature Food

Référence:
Pietro Barbieri, Sylvain Pellerin, Verena Seufert, Laurence Smith, Navin Ramankutty, Thomas Nesme.
Global option space for organic agriculture is delimited by nitrogen availability.
Nature Food 2021 DOI: 10.1038/s43016-021-00276-y
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