Innovations pour une agriculture à hautes performances environnementales :

Etat des lieux des solutions techniques proposées par l’INRA

Jean-Marc MeynardJean-Baptiste CoulonBenoit JeannequinINRA

Le contexteL’agriculture face à des enjeux multiples

Forte sollicitation de l’INRA par ses partenaires sur les impacts environnementaux de l’agriculture

et sur l’élaboration d’alternatives techniques durables.

Concilier, sur le long terme, la croissance de la production agricole mondiale, indispensable pour nourrir l’humanité, et la

protection des ressources naturelles

L’intégration des performances économiques, sociales et environnementales de l’agriculture, de l’élevage et de la forêt : une priorité du document d’orientation INRA 2010-2020

communiquer

éclairer les orientations de recherche

Inventaire des solutions techniques innovantesactuellement diffusées et auxquelles l’INRA a contribué,

ou en cours d’étude par l’INRA

Et permettant d’améliorer les performances environnementales des exploitations, sans mettre en

cause leur viabilité ou celle des filières

191 fiches en productions végétale et animale, pour la France métropolitaine

Des innovations très diverses

Azodyn-Org permet d’ajuster la fertilisation organique du blé en agriculture biologique et de réduire les pertes gazeuses d’azote

recherche

DIAR, un modèle pour diagnostiquer les risques d’érosion des sols et organiser la prévention au niveau des bassins versants

L’enherbement de la vigne permet de réduire l’utilisation d’herbicides et l’érosion des sols

Les associations céréales - légumineuses permettent de réduire la consommation d’énergie (engrais N), les émissions

de GES, les fuites de nitrate et l’utilisation de pesticides

Les variétés de pommier résistantes à la tavelure permettent de diviser par 2 le nb de traitements contre cette maladie

utilisé

utilisé

utilisé

recherche

Les cibles environnementales Classification des solutions innovantes selon les critères

environnementaux ciblés (parfois plusieurs)

Biodiversitédomestique et fonctionnelle,

Espèces communes, protégées, envahissantes

Paysagefermeture du paysage,agriculture interstitielle,

trame verte

Ressources raresÉnergie fossile, eau, minerai (P, K…), sols 

RejetsN, P, métaux lourds,

pesticides, antibiotiques, GES, odeurs

Avec un grand nombre d’espèces cultivées

et des modes de production très variés

Les critères environnementaux à privilégier ne sont pas les mêmes dans tous les systèmes de production:

exemple de l’horticulture

Critères environnementaux à améliorer prioritairement selon les systèmes de production horticoles

Systèmes de production

Légumes, PdT, Fleurs

Surfaces(milliers

ha)

Consommation de Ressources

Déchets - Rejets

Énergie Eau Sol GES Plastique Azote Pesticide

Serre

Chauffée hors sol 3

non chauffé

sol6

Plein

air

Maraîchage37

Grande culture 335

Faible Moyen Fort Très Fort

L’essentiel des solutions concernent le volet « rejets »…

Les volets « biodiversité » et surtout « paysage » sont peu abordés.

53 78 20 10 161

43 73 19 5 140

96 151 39 15 301

Ressources rejets biodiversité paysage TOTAL

Utilisée

Recherche

TOTAL

La moitié des solutions sont déjà en partie opérationnelles,mais la grande majorité nécessitent encore des développement de recherche

Le volet «ressources » est plus présent en filières végétales

Sur l’ensemble de la base, les cibles visées (1)

Parmi les ressources, c’est l’économie d’énergie qui est le plus souvent visée

74

32

15

15

énergie

eau

minerai

sol

Parmi les rejets, les réductions de l’azote, des pesticides et des antibiotiques sont les plus souvent visées

78

29

8

83

36

4

Azote

Phosphore

Métaux

Pest/Antib/Horm

GES

Odeurs

Sur l’ensemble de la base, les cibles visées (2)

génétiquesystème

alimentation

batiment

santé

repro

Les leviers des filières animales

L’alimentation et la conception de nouveaux systèmes sont les principaux leviers d’amélioration proposés.

Le levier « génétique » est surtout utilisé en volaille,

poisson, et lapin.

Le levier « système » est surtout présent en

ruminant.

Le levier « bâtiment » est surtout présent en

volaille et lapin (ITAVI).

Les leviers « alimentation » et

« bâtiment » sont les plus opérationnels

(75%).

Les leviers des filières végétales

La sélection variétale et la conception de systèmes de culture sont les principaux leviers d’amélioration proposés…

intrants

sélection

système

paysage

recyclage

lutte bio

Montée en puissancedes travaux intégrant

le long terme

Peu de propositions

concernant la gestion du paysage,

le recyclage ou lalutte biologique

Le levier «pilotage des intrants» est le plus opérationnel

(67%).

Des innovationscentrées sur un petitnombre d’espèces.

Type de solution selon la grille ESR

efficience

substitution

reconception

3 voies pour réduire la dépendance de l’agriculture aux intrants chimiques Hill &Mc Ray, 1995

Améliorer leur efficience

Leur substituer d’autres intrants

Reconcevoir les systèmes de production pour avoir moins besoin d’intrants

Drainage

==ConsommationConsommation

« culture »« culture »

++RejetsRejets

« drainage »« drainage »

Engrais

EauApportsApports

« eau + engrais »« eau + engrais »

30% à 50% des apports d’eau et d’engrais

Recyclage du drainage des cultures hors sol

Règles de pilotage de la ferti-irrigation

Tomate – Rosier

Méthodes désinfection

Chloration

Types de substrats

efficience

Concentration de nitrates dans la sève des tomates

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 20 40 60 80 100 120 140

nombre de jour après plantation

ppm

NO

3

R 10 kg/m²

F10

R 6 kg/m²F3

dé te rm ina tionc ourbe cri tique

re c he rc he ind ic a te u r p la n te

IN N

dia gnos t icstatu t az o té

c ons e i l de fert il isa t ion

Outil de pilotage de la fertilisation azotéeContribution à l’élaboration de la méthode PILazo (Ctifl)

Melon, Aubergine, Fraisier, ….efficience

Création de variétés multi-résistantes

Des recherches sur les résistances aux bio agresseurs afin de favoriser leur introduction dans les variétés commerciales : Criblage des ressources génétiques, étude de l’hérédité, innovation variétale.

Par exemple : Tomate « F1 Garance » résistante à 5 champignons du sol, une bactérie et deux virus.Ces caractéristiques ont été cumulées avec une bonne qualité gustative.

substitution

Recherche d’auxiliaires de lutte biologique et mise au point des méthodes d’utilisation

Ex : Protection contre Botrytis cinerea (pourriture grise) par application d’un champignon bénéfique…

Microdochium dimerum

tige attaquée tige protégée

AntiBot ®

Contrat de licence de savoir faire Inra

substitution

Protection Biologique Intégrée sous serre florale et maraîchère

Une démarche globale qui vise à éviter l’emploi de produits phytosanitaires par la mise en œuvre et la combinaison d’un ensemble de méthodes alternatives

Un système complexe et un équilibre fragile en raison :

de multiples bio agresseurs (aleurodes, acariens, thrips, pucerons, mineuses, … botrytis, oïdium, maladies vasculaires, …virus et bactéries)

de fortes interactions entre les techniques (méthodes de lutte et pratiques culturales)

reconception

Pépinière Début de culture Culture

1

présence

> 2%

présence

< 1%

présence

>1%

<2%

Traitements chimiques

Introduction de Mc en culture

Traitements raisonnés

Date d’introduction

Mc

2

Introduction de Mc

retardée

températures de chauffage

3

Complément de Mc

4

Complément de Mc

5

Aleurodes

Apport Encarsia

Doses Encarsia

6

Retard apport

Encarsia

7

8

9

Dates d’effeuillage des plantes

Nourrissage(s) des Mc

Aleurodes

Dose Mc

Larvicides

Gestion de l’équilibre

Corps de règles spécifiques

10

Fin de culture

Qualité McEmergencelarves Mc

Pépinière Début de culture CulturePépinière Début de culture Culture

1

présence

> 2%

présence

< 1%

présence

>1%

<2%

Traitements chimiques

Introduction de Mc en culture

Traitements raisonnés

Date d’introduction

Mc

2

Introduction de Mc

retardée

températures de chauffage

3

Complément de Mc

4

Complément de Mc

5

Aleurodes

Apport Encarsia

Doses Encarsia

6

Retard apport

Encarsia

7

8

9

Dates d’effeuillage des plantes

Nourrissage(s) des Mc

Aleurodes

Dose Mc

Larvicides

Gestion de l’équilibre

Corps de règles spécifiques

10

Fin de culture

Qualité McEmergencelarves Mc

Pépinière Début de culture Culture

1

présence

> 2%

présence

< 1%

présence

>1%

<2%

Traitements chimiques

Introduction de Mc en culture

Traitements raisonnés

Date d’introduction

Mc

2

Introduction de Mc

retardée

températures de chauffage

3

Complément de Mc

4

Complément de Mc

5

Aleurodes

Apport Encarsia

Doses Encarsia

6

Retard apport

Encarsia

7

8

9

Dates d’effeuillage des plantes

Nourrissage(s) des Mc

Aleurodes

Dose Mc

Larvicides

Gestion de l’équilibre

Corps de règles spécifiques

10

Fin de culture

Qualité McEmergencelarves Mc

Pépinière Début de culture Culture

Protection Biologique Intégrée sous serre florale et maraîchère

Élaboration d’un outil d’aide au pilotage de la PBI constitué d’un corps de règles d’action s’appuyant sur la détection des bio agresseurs et l’anticipation de leurs évolutions

Ex : principales règles pour lutter contre les aleurodes en serre maraîchère

Résultats en station expérimentale de l’Inra :

Tomate : aucun traitement anti-aleurodes, 3 années consécutives

Rosier : 4 traitements en 2 ans de culture

reconception

D’autres recherches finalisées en cours par approche système dans le cadre des

programmes du GIS PIClég

• Gestion des inter-cultures pour réduire le risque de maladies liées au sol

• Influence du paysage sur les populations de ravageurs et de leurs ennemis

• Analyse et co-construction de systèmes de cultures en maraîchage de plein air avec les producteurs

reconception

Actuellement, la voie « Efficience » est largement dominanteNombre d’articles publiés dans des revues techniques agricoles, et

consacrés à des innovations relevant des 3 approches.

Grande culture, d’après Ecophyto R&D

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

efficience substitution reconception evaluation

animal

végétal

La majorité des solutions visent :

L’INRA s’investit fortement sur les autres voies

Augmenter l’efficience des intrants

(dominant en filières animales)

Reconcevoir les systèmes dominant en

filières végétales

Plusieurs solutions sont des outils

d’évaluation multicritèrede systèmes

Ovin-caprin

bovin

volaille

poisson

porc

lapin

GrandesCultures Maraî-

chage

Viti-culture

Reconception

Rejets / ressources

Paysage /biodiversité

Efficience /Substitution

Des différences entre filières quand au type de solutions proposées et aux critères environnementaux étudiés

Arboriculture

En guise de conclusion

Un travail qui présente un certain nombre de limites…

ExhaustivitéDes lacunes dans l’inventaire sur les innovations territoriales,

organisationnelles ou réglementaires

Opérationnalité à consolider

Potentialité de développement non instruite

Conventions de calcul GES par unité de surface ou par unité de produit ?

… Mais qui ne remettent pas en cause l’intérêt et les apports généraux de l’étude,

Une première photographie des travaux réalisés à l’INRA pour améliorer les performances environnementales de l’agriculture.

Importance des propositions sur rejets et intrants.

La moitié des propositions inventoriées font déjà l’objet d’une utilisation sur le terrain.

Rôle majeur du partenariat

Importance des travaux de reconception.

Vers une agriculture basée sur les principes de l’agroécologie

Un travail qui présente un certain nombre de limites…

Merci de votre attentionhttp://www.inra.fr/ciag/revue_innovations_agronomiques

Exemples de résultats (1)

en élevage porcin, la maitrise de l’alimentation des animaux permet de réduire de 40 % les rejets de phosphore

Chez les ruminants, l’enrichissement de la ration en lipides permet de réduire de 30% les émissions de méthane entérique

L’évaluation multicritère des filières avicoles françaises et brésiliennes permettront de caractériser les systèmes de

production en matière de performances environnementales et de proposer des améliorations adaptées.

Ef

Ev

S

en salmoniculture, des systèmes d’élevage intégrant des marais construits permettront de capter et de traiter les rejetsR

utilisé

utilisé

recherche

recherche