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Le rôle du fumier dans l'agriculture durable (3)
Troisième partie – Il n'y a pas assez de fumier (ou de compost) pour soutenir l'agriculture
Andrew McGuire*
Il n'y a pas assez de fumier. Pas assez pour fournir des éléments fertilisants à nos cultures, pas assez pour maintenir nos sols. Telles étaient les conclusions de mes deux derniers articles (ici et ici), mais avant de voir ce que cela signifie pour l'agriculture, examinons d'autres amendements organiques. Y en a-t-il assez ?
Les amendements organiques proviennent d'organismes vivants, les plus grandes quantités étant de loin produites par les plantes. Ceux-ci sont organiques dans le sens où ils sont produits par des organismes, pas dans le sens où ils sont des amendements approuvés pour l'agriculture biologique certifiée (dont certains ne sont pas organiques, comme le phosphate naturel). C'est la production primaire des plantes – combinant la lumière du soleil avec des éléments chimiques pour produire de la biomasse – qui fournit le plus gros dans les amendements organiques. Ainsi, lorsque nous examinons les amendements organiques qui pourraient être disponibles en plus grande quantité que le fumier (voir le tableau 4 de cette publication), nous devons examiner les plantes qui poussent sur nos terres. C'est la limitation de base sur la quantité d'amendements organiques disponibles.
Tableau 1. Utilisation des terres aux États-Unis, en % du total (2012, USDA ERS Major Land Uses)
Prairies, pâturages et parcours | 29 % |
Forêts | 28 % |
Terres arables | 17 % |
Routes, parcs, zones industrielles, militaires, rurales | 14 % |
Divers | 9 % |
Zones urbaines | 3 % |
Les prairies, pâturages et parcours ne produisent pas de déchets importants. Certains amendements organiques, tels que les farines d'os et de sang, proviennent du bétail pâturant, mais les quantités sont beaucoup moins importantes que celles du fumier.
Il y a des forêts, et la sciure et les copeaux de bois provenant de la production de bois d'œuvre sont des amendements utiles pour le sol, mais ils ne sont pas disponibles pour de nombreuses fermes. De plus en plus, ceux-ci sont utilisés dans des produits dérivés du bois et donc pas du tout disponibles.
Les terres arables sont l'endroit où nous pourrions espérer trouver plus d'amendements organiques. Le maïs, le soja et le foin constituent environ 70 % des terres cultivées, la majeure partie de ces terres servant à nourrir le bétail. C'est notre source de fumier, que nous avons trouvée insuffisante. Le reste des terres cultivées sert à nourrir les humains. À l'avenir, nous devrons trouver un moyen de mieux recycler nos propres déchets vers les terres cultivées (voir Cogger et al., 2013). Cependant, les déchets humains ne sont pas disponibles en quantités aussi grandes que le fumier. Les déchets alimentaires peuvent être disponibles en quantités significatives dans certains endroits, mais encore une fois, les quantités sont beaucoup moins importantes que le fumier, si l'on se fonde uniquement sur les zones terrestres.
Ensuite, il y a les parcs, les jardins et les terrains « divers », dont beaucoup sont couverts par des plantes produisant de la biomasse. Une grande partie de ce qui y est récolté (tondu et mis en sac principalement) est maintenant composté pour éviter de le mettre en décharge ; mais les quantités – en raison de la superficie beaucoup plus petite et parce que les parcs et jardins ne sont pas gérés pour des rendements élevés – sont beaucoup plus petites que celles du fumier.
Beaucoup de compost est produit avec du fumier et fait donc partie du flux de fumier. Le reste doit remonter à l'une des utilisations que nous avons examinées ci-dessus, et les quantités seront donc nécessairement inférieures à celles du fumier produit à partir de 70 % de nos terres cultivées.
De plus, le compostage de fumier n'est pas une solution pour le recyclage des éléments fertilisants car une grande partie de l'azote est perdue durant le processus (Chromec et Magdoff 1984). Cependant, pour la constitution des sols, le fumier composté est légèrement meilleur que le fumier brut parce que les pertes globales en matière organique sont moindres (Bernal et al., 1998). Le coût important du compostage doit être mis en balance avec les avantages tels que la réduction du poids et du volume, des agents pathogènes et des graines de mauvaises herbes (site Web sur le compost du CSANR).
Une autre option consiste à utiliser les cultures elles-mêmes comme amendements, et non les résidus de la culture – tiges, feuilles, menues pailles - que je vais aborder ci-dessous, mais la céréale ou le soja entier. Par exemple, j'ai vu des engrais organiques fabriqués à partir de soja transformé. En fait, cette pratique augmente la superficie des terres nécessaires pour produire une culture car il faut lui ajouter la superficie de soja nécessaire pour produire l'engrais. [Ma note : ce raisonnement s'applique aussi aux cultures de légumineuses comme la luzerne ou le trèfle incorporées dans des rotations pour produire de l'azote consommé par les cultures suivantes.] C'est aussi un transfert d'éléments fertilisants qui, à l'instar du fumier importé, donne au champ récepteur l'apparence d'une plus grande durabilité, mais au détriment du champ ayant produit le soja exporté. Bien que cet « engrais » puisse avoir un sens sur le plan économique en raison du coût élevé des engrais organiques azotés, cela n'a absolument aucun sens pour la durabilité.
Ainsi, nous pouvons conclure que le fumier est l'engrais organique/naturel le plus important en termes de quantité, et que nous n'en avons pas assez (il y a des exceptions, notamment lorsque les taux de matière organique du sol sont de 1 % ou moins ou lorsque les pertes sont très faibles – voir la publication précédente). Quelles sont les conséquences de cela ?
Même dans le meilleur des cas où un champ produit une culture fourragère et que le fumier produit par le bétail mangeant cette plante fourragère est restitué à ce champ, il n'y a pas assez de fumier pour fournir les éléments fertilisants pour une autre culture fourragère, ni pour maintenir le taux de matière organique du sol (dans la plupart des sols, mais pas tous). Cependant, le fumier combiné à des engrais de synthèse peut fournir suffisamment d'éléments fertilisants, et le fumier combiné à d'autres pratiques peut maintenir les taux de matière organique du sol. Les autres pratiques réduisent les pertes de matière organique du sol, ou ajoutent de la matière organique au sol, ou font les deux :
Tableau 2. Pratiques qui aident à maintenir les taux de matière organique du sol (MOS). (Modifié de Magdoff et Van Es 2009)
Pratique ou effet de la gestion | Réduit le taux de perte de MOS | Ajoute de la MOS |
Réduction de l'érosion | X |
|
Cultures pérennes en rotation | X | X |
Cultures de couverture | X | X |
Cultures à haut niveau de résidus |
| X |
Maintien au champ des résidus de récolte |
| X |
Réduction de l'intensité du travail du sol | X |
|
Apport d'amendements organiques |
| X |
Dans l'ensemble, les données montrent que le taux à long terme de matière organique du sol est directement lié à la quantité de plantes (tiges et surtout racines) produites et de matières végétales dérivées (fumier, compost) ajoutées au sol. Par conséquent, la principale source durable d'apport de carbone dans le sol sera toujours les résidus de culture produits sur le sol que nous essayons de maintenir. La quantité de ces intrants ne doit pas nécessairement être importante : « Un amendement annuel à faible taux et à long terme pourrait être une option plus désirable sur le plan économique, agronomique et environnemental que les apports à niveau élevé une année donnée » (Stone et al., 2004) ; et les apports de matière organique ne doivent pas nécessairement être élevés : « Il est possible d'avoir un sol de haute qualité même avec un niveau modéré de MOS tant que des quantités suffisantes de divers résidus sont régulièrement présentes...» (Magdoff et Weil 2004).
Ceci fonctionnera toujours : Enlevez les déchets organiques d'une grande superficie et mettez-les sur une superficie beaucoup plus petite, cela améliorera le sol, la croissance des plantes, etc. Peu importe que ce soit dans un jardin, dans une ferme ou même dans une forêt tropicale. C'est la même chose, que nous parlions d'écorces d'orange, de fumier ou de compost. Cependant, ce n'est pas durable. On se berce d'illusions quand on ignore la source des amendements organiques. L'apport de fumier ou d'autres amendements organiques dans l'agriculture est un jeu à somme nulle, le gain d'un champ est la perte d'un autre champ. Et si nous regardons bien la source du matériel ajouté, ce sera rarement un résultat gagnant-gagnant.
J'étais prêt à faire une analyse approfondie des nombreuses comparaisons entre les sols cultivés selon le mode biologique et les sols en conventionnel. J'ai même écrit un article de synthèse sur ce qui constitue une bagarre entre chercheurs avec des échanges de coups de poing scripturaux sur de nombreuses années, mais j'ai décidé que ces comparaisons passent à côté de l'essentiel. S'il n'y a pas assez de fumier et d'autres amendements organiques, peu importe que ces amendements soient utilisés dans des champs bio ou conventionnels, dans des champs de chou frisé ou de maïs. Si les taux d'application utilisés fournissent tous les éléments fertilisants ou augmentent les niveaux de matière organique du sol, cela se fera presque toujours au détriment d'autres champs.
Si plus de fumier est utilisé dans les fermes biologiques, il y en aura moins pour les fermes conventionnelles. D'un point de vue global, la même surface de sol sera affectée. Plus nous le concentrons sur un champ pour l'améliorer, moins les autres champs en recevrons et plus ils seront privés de ses avantages. Globalement, pour le sol, l'identité de celui qui l'utilise ne fait pas de différence.
Ce fait est souvent négligé dans les projets de recherche qui comparent les systèmes agricoles et dans lesquels la conclusion est souvent qu'un système peut maintenir ou construire les taux de matière organique du sol mieux qu'un autre. Les importations de fumier peuvent donner l'apparence de durabilité ; elles peuvent même compenser les effets néfastes du travail du sol et de la production de cultures à faibles quantités de résidus. Mais dorénavant nous pouvons voir que cela a un coût.
Pour résoudre cela dans de futures recherches, Kirchmann et al. (2016) ont conclu que les comparaisons des systèmes de production devraient être fondées sur des niveaux d'apports d'amendements organiques qui correspondent à la productivité du système. Autrement dit, utiliser un taux d'épandage de fumier qui soit égal au fumier qui pourrait être produit par les cultures produites sur les terres qui le reçoivent pendant une rotation complète. Si un système ne peut maintenir ses niveaux de MOS qu'en important du fumier extérieur à la ferme, ce ne sont plus les différences des systèmes qui sont mesurées, mais la capacité de chaque ferme d'importer des amendements organiques. En arrivant à cette conclusion, ils notent que, dans l'ensemble, les gains de MOS provenant du fumier ne sont pas une caractéristique du système parce que la majeure partie du fumier est de toute façon recyclée dans le sol ; les sols seront améliorés par l'apport de fumier, peu importe le système agricole utilisé. Il est important de ne pas confondre les pratiques avec les systèmes agricoles.
En utilisant cette directive, les amendements organiques importés ne peuvent pas être utilisés pour masquer des pratiques nuisibles telles que la culture de légumes à faible production de résidus, le travail intensif du sol ou l'érosion.
1 – En 2012 (USDA 2017)
2 – En utilisant 3 % de matière organique dans le sol sol, un taux de perte de 3 %, d'après le tableau 2 de l'article précédent.
3 – Données de l'enquête USDA 2016, le pourcentage d'utilisation de fumier est incertain.
Dans la ferme Keenbell, les porcs sont élevés en pâturages par le producteur de troisième génération CJ Isbell à Rockville, en Virginie. La ferme a été fondée en 1951 et produit du bœuf nourri à l'herbe, du porc au pâturage et des œufs fermiers selon des méthodes allant au-delà des normes du bio. Les produits du porc Keenbell Farms vont de la saucisse au bacon, des côtelettes de porc aux rôtis, de la saucisse à rôtir à bien d'autres. Leur alimentation est constituée en majorité d'herbe et de racines. On leur donne aussi du maïs, du soja, des minéraux et un mélange de foin qui a été développé par la ferme. Élever les porcs en pâturages réduit les problèmes d'odeur et évite les problèmes de déchets dangereux en répartissant le fumier. Les pâturages sont mis en rotation au moins tous les 90 jours pour permettre à l'herbe de repousser. USDA Photo Lance Cheung.
Les problèmes mentionnés ci-dessus avec les comparaisons de systèmes s'appliquent également aux études qui tirent des conclusions sur l'utilisation du fumier pour l'atténuation du changement climatique. Oui, les apports de fumier peuvent aider à stocker du carbone dans le sol. Non, ils ne peuvent pas le faire (avec les exceptions trouvées dans l'article précédent) sans dégrader les sols des champs qui ne reçoivent pas de fumier. Dans son article intitulé « Carbon Sequestration in Soils: Some Cautions Amidst Optimism » (séquestration du carbone dans les sols : quelques mises en garde dans un flot d'optimisme), Schlesinger (2000) souligne un fait maintenant familier : « On peut s'attendre à ce que des niveaux plus élevés de MOS dans les champs fumés soient associés à des apports plus réduits sur une superficie de terres proportionnellement plus grande hors site. La MOS va décliner sur ces terres, car le retour des résidus de culture dans le sol est important pour le maintien de la MOS dans les systèmes agricoles. » En raison de ce « mythe du fumier », Schlesinger affirme que « les apports de fumier sont souvent considérés comme augmentant la séquestration du carbone dans les sols, mais le fumier n'est pas susceptible de produire un puits de carbone net dans les sols. » Encore une fois, la durabilité pour un champ ne signifie pas la durabilité pour le système agricole.
Enfin, je ne peux poser toutes ces questions que parce que nous avons de grandes concentrations de fumier. C'est une conséquence de la façon dont nous élevons le bétail. Nous pouvons donc nous demander si le fumier devrait être ainsi concentré. Le bétail au pâturage ne produit pas de fumier que nous pouvons recueillir et apporter sur d'autres champs. Peut-être qu'en voyant le fumier comme une solution pour le sol, nous avons ignoré la question plus importante de savoir pourquoi nous avons concentré le fumier en premier lieu. D'un côté, il y a des éleveurs comme Joel Salatin, que j'ai entendu dire : « Si vous pouvez le sentir, c'est qu'il est mal géré ». De l'autre côté, il y a ceux qui travaillent pour trouver de meilleures solutions aux problèmes des concentrations de fumier. Le CSANR de la WSU a fait beaucoup de travail sur la façon de mieux gérer le fumier pour produire de l'énergie et conserver les éléments fertilisants. En effet, une analyse récente (Swain et al., 2018) montre que l'intensification de la production de viande peut effectivement réduire les impacts environnementaux. Néanmoins, peu importe si les nouvelles viandes à base de plantes et de culture n vitro réduisent la production animale d'une manière ou d'une autre. Le fumier cessera alors d'être un problème, mais cessera également d'être une source importante d'éléments fertilisants et de matière organique.
Lagune à lisier, JBS Five Rivers-Coronado Feeders | Image satellite de Google
Il ne s'agit pas de la façon dont nous gérons le fumier, mais de la façon dont nous pensons au rôle du fumier dans le maintien de l'agriculture. Cette constatation devrait changer notre vision du fumier. C'est une ressource rare, dont seule une petite partie des champs producteurs de cultures peut bénéficier. Ce n'est pas un substitut aux engrais dans l'apport d'éléments fertilisants. Le fumier ne devrait plus être considéré comme un engrais. Les éléments fertilisants du fumier font déjà partie de l'agriculture et, en utilisant du fumier, nous recyclons ces éléments ; mais dans l'ensemble, le fumier ne remplace pas les éléments fertilisants perdus lors de la consommation de nourriture ou de la lixiviation. Ce n'est pas non plus un substitut aux bonnes pratiques pour la santé du sol. S'il est utilisé seul pour fournir des éléments fertilisants ou pour maintenir ou augmenter la matière organique du sol, ce n'est qu'au détriment des autres champs qui ne reçoivent pas de fumier.
Une fois que vous commencez à poser des questions, l'innocence a disparu. – Mary Astor
Lorsque tu as de la nourriture dans ta gueule, tu as réglé tous les problèmes du moment. – Franz Kafka, Les recherches d'un chien
Chromec, F. W., and Fred Magdoff. 1984. “Alternative Methods for Using Organic Materials Composting vs. Adding Directly to Soil.” Journal of Environmental Science and Health . Part A : Environmental Science and Engineering 19 (6) : 697–711. doi :10.1080/10934528409375188.
Kirchmann, H., T. Kätterer, L. Bergström, G. Börjesson, and M. A. Bolinder. 2016. “Flaws and Criteria for Design and Evaluation of Comparative Organic and Conventional Cropping Systems.” Field Crops Research 186 (February) : 99–106. doi :10.1016/j.fcr.2015.11.006.
Magdoff, F., and R. Weil. 2004. “Soil Organic Matter Management Strategies.” In Soil Organic Matter in Sustainable Agriculture. Advances in Agroecology. CRC Press. doi :10.1201/9780203496374.ch2.
Schlesinger, William H. 2000. “Carbon Sequestration in Soils : Some Cautions amidst Optimism.” Agriculture, Ecosystems & Environment 82 (1–3) : 121–27. doi :10.1016/S0167-8809(00)00221-8.
Stone, A. G., Scheuerell, S. J., Darby, H. M., Magdoff, F., & Ray, R. (2004). Suppression of soilborne diseases in field agricultural systems : organic matter management, cover cropping, and other cultural practices. Soil organic matter in sustainable agriculture, 9, 131-177.
US EPA. 2007. Estimated Animal Agriculture Nitrogen and Phosphorus from Manure. https ://www.epa.gov/nutrient-policy-data/estimated-animal-agriculture-nitrogen-and-phosphorus-manure
USDA-ERS. Major Land Uses. 2017. 2012 statistics, https://www.ers.usda.gov/data-products/major-land-uses/
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* Andrew McGuire | Agronome | Washington State University Center for Sustaining Agriculture and Natural Resources | @agronomistag
Andrew McGuire est un agronome travaillant sur les systèmes de culture irriguée du bassin du Columbia. Il se concentre actuellement sur l'aide aux agriculteurs pour la construction des sols, les économies d'argent et le maintien des rendements grâce à des systèmes de culture à haut rendement et aux cultures de couverture.
Cet article a paru à l'origine sur le blog du CSANR.
Source : http://fafdl.org/blog/2018/02/07/there-is-not-enough-manure-sustain-agriculture/
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