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

Le Carbone, un problème ? A nous de choisir !

L’Agriculture : solution de choix pour le climat

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Travail de synthèse: L’agriculture, solution pour la COP21Charles Buchmann (Association Française d’Agroforesterie)En lien avec Alain Canet, Fabien Balaguer (Association Française d’Agroforesterie)et Konrad Schreiber (Institut d’Agriculture Durable)

De quelle couleur est le paysage fertile ?

2

De quelle couleur est le paysage fertile?

3

L’automne, Nicolas Poussin, Musée du Louvre

De quelle couleur est le paysage fertile ?

4

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

De quelle couleur est la terre fertile ?

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Les sols les plus fertiles du monde : la Terra Preta amazonienne

Références: International biochar initiative

De quelle couleur est la terre fertile ?

7

Les sols les plus fertiles d’Europe : les tchernozioms d’Ukraine

De quelle couleur est la terre fertile ?

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Sol travaillé non couvertLabour

Sol non travaillé couvertSemis Direct sous Couvert

Photo agriculteur du Gers © Agr’eau

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. Stevenson (1994) 

Qui travaille à la fertilité du sol ?

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Références : Daniel Cluzeau  CNRS

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1 - 5 km d’hyphes fongiques106 - 109 bactéries

10 000 – 60 000 protozoaires 50 - 100 nématodes

1collembole1 insecte

1 cm³ de terre contient :

protozoaires

Qui travaille à la fertilité du sol ?

Références : Daniel Cluzeau - CNRS

L’activité biologique du sol travaille à sa fertilité… … en recyclant continuellement

la matière organique

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Un cortège vivant à la fois - Nourri par

du carbone - Constitué

de carbone- Diffuseur

de carbone.

Carbone

Références : Daniel Cluzeau  CNRS

Les grand enjeux de l’humanité

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Nourrir 10 Milliards d’humains… avec quoi ?

= du Carbone

Des sucres Des graisses Des protéines

Les grands enjeux de l’humanité

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Stopper le réchauffement climatique… comment?Evolution des températures moyennes en été pour la

France1860-2003 (rouge) & prévisions jusqu’à 2100 (noir)

En stockant du Carbone

Selon l’INRA :

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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

Du carbone pour structurer le sol

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La cohésion physique du sol lui est donnée par son taux de matière organique et son activité biologique.

Sols agricoles en manque de matière organique

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Sols agricoles cherchent Carbone désespérément

Références: Commission Européenne

Atmosphère en excès de CO2

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Atmosphère propose Carbone gratuitementRéférences : Mauna Loa Observatory

Deux problèmes : - le manque de carbone = le sol - l’excès de carbone = l’atmosphère

Une solution unique : le végétal…

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… des plantes petites, moyennes et grandes… les seules capables de transformer le CO2 polluant en Humus intrant.

… des racines petites moyennes et profondes …

Le travail du sol « évapore » du carbone

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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

Du carbone sortant de l’atmosphère…

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… pour rentrer dans la biosphèreCarbone

Carbone

Carbone

22

Carbone

Carbone

Carbone

Carb

one

Carb

one

23

Carbone

Carbone

Carbone

Carbone

Carbone

Une fertilité qui carbure au végétal

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Stocker du carbone pour améliorer l’outil de production

Références : Association Française d’Agroforesterie 2013http://www.agroforesterie.fr/documents/Contribution-AFAF-transition-energetique-agroforesterie.pdf

Du Carbone pour augmenter la réserve utile des sols

Capacité de rétention en eau du sol selon la teneur en Matière Organique.

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24

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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

Hum

idité

du

sol (

% d

e la

terr

e sè

che)

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

Du Carbone pour augmenter la réserve utile des sols

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Référence : Khaleel R et al 1981Chambre 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.

27Journée 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’eauQuantité d’eau pour l’irrigation

3000 m3

0 m3

2 % 4% MO

27

Du Carbone pour augmenter la réserve utile des sols

27

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

Humus

Minéralisatio

n primaire

Hum

ificat

ion

K1

Minéralisation secondaire K2

Du carbone pour améliorer la fertilité chimique des sols

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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

Du carbone pour améliorer la porosité du sol

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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

Du carbone pour améliorer la fertilité biologique du sol

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Les rhizodépôts constituent 10% à 20% du carbone photosynthétisé par la planteLes 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 hydriqueRéférence : M.A. Selosse

CNRS MNHN

Référence : INRA

Du carbone pour améliorer la santé des cultures

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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 conservationhttp://agriculture-de-conservation.com/Le-Stress-des-plantes.html

Objectif: Remplir la France de Carbone

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Prairies1 000 MtC

Forêts1 200 MtC

Cultures 720 MtC

Passer d’un modèle actuel…

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- Sols perturbés- SAU sous-exploitée- Bilan énergétique

négatif

…Vers un optimum écosystémique :- Sols conservés

- SAU optimisée- Bilan énergétique équilibré

Agro-écologie dans tous les secteurs de l’agriculture

Prairies1 500 MtC

Forêts1 200 MtC

Cultures 1500 MtC

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Du carbone intrant en maraîchage

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Du carbone intrant en grandes cultures

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Du carbone intrant en viticulture

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Du carbone intrant en arboriculture fruitière

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Du carbone intrant en élevage

40

Du carbone intrant en apiculture

41

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CARBONEBilan : -2Teq CO2/ha

AZOTEBilan : -120Unités/ha

EAUBilan : -2000L/ha

Références : IAD

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CARBONEBilan: +18Teq CO2/ha AZOTE

Bilan: +160Unités/ha

EAUBilan: +3000L/ha

Références : IAD

Créer de la valeur gratuitement

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PHOTOSYNTHESE

RESPIRATION

Matière Organique

+ O2

CO2 + H2O

PHOTOSYNTHESE

RESPIRATION

Matière Organique

+ O2CO2 + 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 pérenneest une société qui produit :

Seule la photosynthèse produit gratuitement.

Du Carbone intrant pour des territoires riches et vivants

45

Références : Arbre et Paysage 32

DU CARBONE

DES RICHESSES

Maximiser le Capital Carbone…

…Pour augmenter les intérêts

Et à terme … … Utiliser l’énergie du sol plutôt que celle du sous-sol…

L’agriculteur : Fournisseur officiel d’énergie de la société…

… En exploitant nos propres ressources renouvelables.

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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…

Du Carbone ! Où ça ?

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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 CarboneRéférences: INRA

Du Carbone ! Où ça ?

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… 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)

Potentiel d’humification

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A 3% de MOAgriculture d’aggradation :Restitution annuelle de 13 T de MS/ha au sol (CV + Restitution des pailles)

Humification : + 3,8 TNon 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

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

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 ; IADhttp://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

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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

Coût énergétique de la production d’Azote :

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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

En 2015 choisir…

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A l’échelle France:

6 milliards de Teq CO2 stockées

1,4 milliards de Teq CO2 émises

Références: IAD

Potentiel de Stockage d’eau

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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

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

Potentiel de Capitalisation en Azote

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C/N de l’humus = 10 1T d’humus contient 58 Unités d’azote

Un sol à 1,8% de MO contient 4T d’AzotePar minéralisation naturelle, il restitue 40 Unités

Un sol à 4% de MO contient 9T d’AzotePar minéralisation naturelle, il restitue 95 UnitésRéférences :

INRA

En 2015 choisir…

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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

Toute la France n’est pas saturée en Carbone

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Forêt

Vergers Vignes

Céréales

Oléagineux

Autres cultures

an-nuelles

Prairies tempo-raires

Prairie per-ma-

nenteJachères

Satu

ratio

n en

Ca

rbon

e

La Forêt: 16,3 millions d’ha ; 28% du territoireSaturée en Carbone

La SAU: 29 millions d’ha ; 54% du territoirePotentiel de stockage: 7,2 Giga Teq CO2

Les Cultures annuelles:15 millions d’ha ; 20% du territoirePotentiel de stockage: 5,7 Giga Teq CO2

Les Prairies:11 millions d’ha ; 27% du territoirePotentiel de stockage: 1,2 Giga Teq CO2

Les Cultures pérennes:1 million d’ha ; 2% du territoirePotentiel de stockage: 0,27 Giga Teq CO2

Répartition du territoire rural Français

Références : AFAF / INSEE Agreste

Agriculture:Stocker un maximum de Carbone

Forêt:Gérer le plein de Carbone

Territoire rural Français : potentiel d’action

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15 Millions ha en SCV + AFStockage 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 bocageStockage de 10 Méga Teq CO2 par an

Références : Arrouays et al 2002INSEE Agreste

Teneur en CO2 élevée… Une chance ?

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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

L’Elevage: Haute Valeur Environnementale

64 Interbev: Interprofession Bétail et Viandehttp://www.charte-elevage.fr/09152015-1939/l%C3%A9levage-rend-des-services-%C3%A0-la-soci%C3%A9t%C3%A9%20

Contrairement aux idées reçuesELEVAGE = PUIT DE CARBONE

Le bocage, alliance fertile et complémentaire entre La prairie: réservoir de Carbone La haie: réservoir de Carbone

Paysage de Cultures / Paysage d’ElevageLequel stocke le plus de Carbone ?

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66

Evolution du bocage

1950300 000 Teq CO2

Contenues dans ce paysage

Paysage breton (Ille-et-Vilaine)

Aujourd’hui120 000 Teq CO2

Contenues dans ce même paysage

L’instabilité géopolitique conséquence de la stérilité des sols et du changement climatique

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Pertes d’humus

Pénurie alimentai

re Migrations

FaimSoif

Pauvreté Déséquilibre de l’ordre

mondial

Climat déstabilis

é

Carbone évaporé

Sols travaillé

sVégétal éliminé

Environnement modifié

Biodiversité

appauvrie

Sécheresses et perte de fertilité

Tensions Conflits

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Fertilité partout

Alimentation pour tous

partout Satisfaction des

besoins humainsEnergie

et matière première

à dispositio

n

Equilibre de l’ordre mondial

Climat tamponn

é

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

Le pays le plus efficace face au défi climatique

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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

Au travail, pour produire beaucoup !Produire beaucoup de végétal,

Car le végétal est la solution à la majorité de nos problèmes.

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Même combat…… le Carbone au bon endroit.

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