De l'eau au moulin

Published on 8 novembre 2021 |

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[Agriculture 2040] 3. La biodiversité, support de la production agricole

Par Vincent Bretagnolle, directeur de recherche, Centre d’Etudes Biologiques de Chizé, UMR7372, CNRS

L’agriculture dépend de la biodiversité. Même dans les serres hydroponiques de tomates, des bourdons sont importés en petites ruchettes afin de polliniser les fleurs, faute de quoi aucune tomate n’est produite, la pollinisation entomophile étant obligatoire pour cette plante.

Le modèle agricole actuel, qualifié d’intensif ou de productiviste, a substitué à la nature et à la biodiversité les solutions agrochimiques (fertilisants, pesticides), et aujourd’hui, peut-être plus encore demain, le capital technologique et l’intelligence artificielle. Pourtant, dans les champs de colza, blé ou mais, sans parler des prairies, la biodiversité reste le principal support de la production agricole, et donc des rendements. Acteur oublié, ignoré, combattu même par les agriculteurs, la biodiversité des parcelles ou des paysages n’en est pas moins indispensable à l’activité agricole.

La biodiversité des sols, qu’il s’agisse des microorganismes (champignons, bactéries, organismes unicellulaires) ou des macroorganismes (vers de terre, cloportes, collemboles) est responsable, ni plus ni moins, de la capacité de rétention en eau des sols (et de leur réserve utile), du recyclage de la matière organique et donc de la mise à disposition des plantes de cultures des minéraux ou autres éléments nutritifs indispensables à la croissance des plantes.

Les insectes, qu’il s’agisse des pollinisateurs indispensables à certaines cultures (fruits, légumes, et dans une moindre mesure, oléoprotéagineux), des prédateurs ou des parasitoïdes, sont soit à la base de la production, soit a minima des éléments régulateurs indispensables.

Depuis des décennies pourtant, le modèle agricole promu par la recherche, les instituts techniques, le conseil agricole, s’est évertué à remplacer la biodiversité, clé de voûte des services écosystémiques, « gratuite », par des solutions technologiques plus ou moins compliquées, mais jamais gratuites, et au prix d’externalités négatives sur la qualité des eaux, des sols, la santé humaine, celle des écosystèmes, qui ne sont jamais entrés dans les calculs économiques.

La biodiversité méconnue des paysages agricoles

Les paysages agricoles abritent aussi une biodiversité étonnement élevée, contrairement aux idées reçues, depuis les espèces ayant un rôle fonctionnel, comme les pollinisateurs, jusqu’aux espèces à enjeu patrimonial, comme certains oiseaux, plantes ou papillons. Par exemple la moitié des 600 espèces d’oiseaux européennes y vivent ! Pourtant, ces mêmes oiseaux enregistrent actuellement un déclin sans précédent : 30% des individus ont disparu de nos campagnes en moins de 20 ans, 500 millions d’oiseaux ont disparu d’Europe en 30 ans, plus de 50% des oiseaux ont disparu des milieux ruraux d’Amérique du nord en 45 ans (soit 3 milliards d’individus), et 60% des oiseaux des milieux agricoles du Royaume-Uni se sont éteints en un demi-siècle. Sur notre site d’étude dans la plaine céréalière des Deux-Sèvres (la Zone Atelier Plaine & Val de Sèvre1), entre 1 et 2% des oiseaux, toutes espèces confondues, disparaissent chaque année. Les plantes, amphibiens, reptiles, insectes ou mammifères suivent exactement le même chemin. Bref, la biodiversité s’effondre dans les milieux agricoles, comme l’attestent aujourd’hui des dizaines d’études scientifiques2.

Effondrement de la biodiversité et intensification de l’agriculture

A l’origine de cet effondrement de la biodiversité, l’intensification de l’agriculture : à travers le recours massif aux intrants chimiques (fertilisants, pesticides), mais aussi aux changements d’utilisation des terres, comprenant le remplacement des habitats naturels ou semi-naturels, et des prairies permanentes, par des cultures. Sans oublier l’utilisation plus intensive des terres agricoles. Selon les taxons ou les systèmes de cultures, l’ordre ou l’importance relative de ces trois familles de causes varie. Mais que ce soit la perte de mosaïque de cultures et d’éléments semi-naturels ou l’intensification de la gestion des cultures, tous ont contribué à l’homogénéisation de l’habitat, à toutes les échelles spatiales (Pays, régions, fermes, parcelles). Les paysages agricoles mixtes (arables et pastoraux) ont été remplacés par des zones homogènes de cultures annuelles, ou au contraire des prairies tout aussi homogènes et fertilisées, avec une augmentation de la taille moyenne des champs et la simplification extrême des rotations culturales.

Travailler avec la nature

Or cette trajectoire mortifère n’est ni durable ni tenable. Elle constitue même, n’ayons pas peur des mots, un risque existentiel pour l’agriculture, sa résilience, et donc notre alimentation. Car l’effondrement de la biodiversité n’est pas sans conséquences sur l’agriculture, et il est par ailleurs très mal perçu par les citoyens, qui sont des consommateurs, les politiques et les médias. Au point qu’un changement du paradigme agricole ne fait guère de doute dans un horizon assez bref.

L’impact considérable de l’agriculture sur la biodiversité est insoutenable, car la biodiversité est, nous l’avons vu, indispensable à la production agricole, mais elle est en plus notre seule solution viable et durable, à terme, pour maintenir une production agricole et pour obtenir une alimentation saine et durable. La voie d’avenir pour l’agriculture ne peut être autre que l’agroécologie, qui consiste à travailler avec la nature et non contre la nature.

L’utilisation massive des pesticides n’est pas durable ? La biodiversité est en mesure d’être une alternative, y compris économique, à l’agrochimie. C’est ce que nous avons expérimenté depuis près de dix ans sur la Zone Atelier Plaine & Val de Sèvre, sur le tournesol et le colza, deux cultures dont la pollinisation est partiellement dépendante des insectes (Perrot et al., 2018). En analysant les itinéraires techniques, les rendements, les revenus, et les pollinisateurs, nous avons quantifié l’impact des abeilles, qui augmente le rendement de 40% (environ 0,7 t/ha) chez le tournesol lorsque l’on compare les parcelles ayant le plus de pollinisateurs à celles en ayant le moins. Malgré les recherches pour produire des variétés de colza autofertiles, cette plante reste encore dépendante des insectes pour la fructification.

Alors que la fertilisation azotée et l’usage des pesticides sont peu corrélés au rendement (contrairement à l’apport de phosphore), les abeilles domestiques et sauvages augmentent en moyenne le rendement de 37,5% (soit 10 quintaux /ha) quand la diversité des espèces d’abeilles passe de 1 à 10 au niveau des parcelles. Pour avoir plus d’abeilles, il faut diminuer l’apport de pesticides : et l’apport conjoint de cette réduction et de la meilleure pollinisation du colza se traduit pour l’agriculteur deux-sévrien par une augmentation de marge de 110 euros/ha (Catarino et al., 2019) !

La fertilisation inorganique n’est pas durable ? La biodiversité des sols est le support de la capacité de production des sols. Une agriculture émettrice nette de CO² n’est pas durable ? Rappelons qu’à cette date, le seul outil dont nous disposons pour capturer du carbone atmosphérique s’appelle la photosynthèse, une solution fondée sur la nature par excellence. L’agriculture peut, et doit jouer un rôle fondamental à cet égard.

La biodiversité à l’échelle des paysages est, elle aussi, indispensable et garante d’une agriculture durable. Une méta-analyse récente (Dainese et al., 2019) a analysé les relations complexes entre la simplification des paysages agricoles, les services de pollinisation et de contrôle biologique, et les rendements. Elle démontre que la simplification des paysages impacte directement la richesse en insectes, ce qui contribue pour 30% à la réduction de l’efficacité de la pollinisation et de 50% à celle de la régulation naturelle des ravageurs, avec des conséquences négatives sur les rendements agricoles, car ces deux services sont liés à la fois la richesse de ces insectes auxiliaires mais aussi leur abondance.

Equilibrer prairies et cultures

Dans les paysages agricoles, l’équilibre spatial et temporel subtil entre prairies et cultures est garant du bon fonctionnement écologique, mais aussi agronomique et économique. Les prairies sont des milieux « stables » non labourés et servent de refuge pour la biodiversité, en tant qu’habitat de reproduction non perturbé, zone d’alimentation privilégiée et lieu de recolonisation des cultures annuelles par la biodiversité, laquelle disparaît pour l’essentiel lors des moissons et des labours dans les cultures annuelles. Pour les oiseaux et les insectes, les prairies (dont les luzernes, des prairies temporaires) sont des hotspots de biodiversité. Mais en-dessous d’une certaine superficie, elles ne peuvent plus assurer ce rôle. Dans les agroécosystèmes céréaliers, les prairies régulent aussi des fonctions majeures : qualité de l’eau, régulation des gaz à effet de serre, recyclage de la matière organique et bien sûr systèmes d’élevage, bouclant un cycle harmonieux végétation-pâturage-engrais (fumier), autrefois systématique dans les systèmes de polyculture-polyélevage. Ces cycles ne sont plus bouclés, d’où des fuites au niveau de l’azote ou du carbone…

Le maintien de l’élevage, un élevage extensif, hors stabulation, intégrant le bien-être animal et des circuits de distribution en vente directe sont aujourd’hui des aspirations sociétales et écologiques, qui, si elles ne sont pas prises en compte par les éleveurs, les agriculteurs, les filières et les politiques publiques, signeront la fin des prairies, d’une agriculture résiliente et de la biodiversité.

Références bibliographiques

Catarino R., Bretagnolle V., Perrot T., Vialloux F., Gaba S., 2019. Bee pollination outperforms pesticides for oilseed crop production and profitability. Proc. R. Soc. B 286: 20191550, http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2019.1550

Dainese M. et al., 2019. A global synthesis reveals biodiversity-mediated benefits for crop production, Science Advances, Vol. 5, 10, DOI: 10.1126/sciadv.aax0121

Perrot T., Gaba S., Roncoroni M., Gautier J.L, Bretagnolle V., 2018. Bees increase oilseed rape yield under real field conditions, Agriculture, Ecosystems & Environment, Vol. 266, p. 39-48, https://doi.org/10.1016/j.agee.2018.07.020

Perrot T., Gaba S., Roncoroni M., Gautier J.L, Saintilan A., Bretagnolle V., 2018. Experimental quantification of insect pollination on sunflower yield, reconciling plant and field scale estimates. Basic and Applied Ecology, https://doi.org/10.1016/j.baae.2018.09.005

Lire les contributions au dossier [Agriculture 2040]
– 1. Quel avenir pour l’agriculture en France dans 20 ans ?, par Pierre Guy, Michel Petit, anciens chercheurs INRAE, Anne Judas (revue Sesame)
– 2. La disparition des insectes. Témoignage d’un naturaliste (1969-2021), par Vincent Albouy, naturaliste, ancien président de l’Office Pour les Insectes et leur Environnement, auteur de plusieurs ouvrages sur les insectes.
– 3. La biodiversité, support de la production agricole, par Vincent Bretagnolle, directeur de recherche, Centre d’Etudes Biologiques de Chizé, UMR7372, CNRS.
– 4. Comment mangerons-nous en 2040 ? par Pascale Hébel, directrice du pôle consommation et entreprise au Centre de Recherche pour l’Étude et l’Observation des Conditions de vie (CRÉDOC).
– 5. Connaître le passé, envisager l’avenir, par Yves Guy, agronome.
– 6. Paysages, eau et biodiversité, par Pierre Guy, Jean-Pierre Dulphy, anciens chercheurs INRAE.
– 7. L’élevage des herbivores domestiques : pour un élevage économe et durable par nécessité, par Jean-Pierre Dulphy et Pierre Guy, anciens chercheurs INRAE.
– 8. Réflexions sur les filières avicoles, par Bernard Sauveur, ancien chercheur INRAE.

  1. Voir : https://za-plaineetvaldesevre.com/
  2. Voir aussi l’article de Vincent Albouy dans Sesame, et sa bibliographie

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