L'adoption généralisée des pratiques agricoles biologiques serait-elle bénéfique ou néfaste pour le climat ?

L'adoption généralisée des pratiques agricoles biologiques serait-elle bénéfique ou néfaste pour le climat ?

Steve Savage, Genetic Literacy Project et Science for Sustainable Agriculture*

Le pathologiste américain Steve Savage passe en revue les preuves scientifiques qui indiquent que l'optimisation de l'agriculture conventionnelle à l'aide de nouvelles technologies permettra de lutter plus efficacement contre le changement climatique que le passage à des approches agroécologiques et biologiques à faible rendement. Il soutient que l'impact climatique des différents systèmes agricoles ne peut être comparé de manière significative qu'en termes de production utilisable, et non en termes de superficie cultivée. Ces évaluations doivent également tenir compte des effets du changement indirect d'affectation des terres (iLUC – indirect Land Use Change), lorsque la production alimentaire est déplacée ailleurs en raison de l'adoption de pratiques agricoles moins efficaces en termes de ressources et moins productives. Il suggère que les décideurs politiques devraient utiliser ce type de données pour éclairer leur réflexion sur la manière d'aligner les futures politiques agricoles sur leurs objectifs climatiques globaux.

L'agriculture joue un rôle complexe en matière de changement climatique. L'agriculture contribue de manière significative à certaines émissions de gaz à effet de serre (protoxyde d'azote et méthane) – jusqu'à 10 % aux États-Unis selon les estimations de l'USDA – et une partie non négligeable du CO₂ est également émise par la consommation de carburant et la production d'engrais azotés.

Il existe toutefois des méthodes agricoles spécifiques qui peuvent contribuer à atténuer le changement climatique grâce à la séquestration du carbone à long terme. Mais il y a une croyance erronée très répandue selon laquelle la meilleure option serait de passer à une agriculture plus biologique, une croyance très répandue en Europe et qui se reflète dans l'objectif de 25 % d'agriculture biologique dans la stratégie « De la ferme à la table » du Pacte Vert pour l'Europe, dont l'avenir fait actuellement l'objet de débats.

En réalité, ce serait une très mauvaise idée. L'agriculture biologique est généralement moins productive et ses différentes empreintes (utilisation des terres, consommation d'eau, émissions de GES...) sont donc plus importantes par unité de rendement agricole utilisable. Le compostage du fumier afin de le rendre plus sûr pour une utilisation comme engrais peut générer d'importantes émissions de gaz à effet de serre. Les options limitées en matière de pesticides autorisés dans la production biologique peuvent entraîner une plus grande consommation de carburant pour le désherbage mécanique ou des pulvérisations plus fréquentes d'insecticides et de fongicides moins efficaces. (Voir cette évaluation).

Même si l'Union Européenne a l'intention louable d'atteindre la neutralité carbone en tant que continent, ses décideurs politiques persistent à refuser d'autoriser leurs agriculteurs à utiliser les technologies qui pourraient les aider à jouer un rôle optimal tant en termes d'émissions nettes que d'approvisionnement alimentaire. Favoriser la production biologique n'est qu'un autre aspect de ce paradigme anti-technologique.

Alors, que faudrait-il pour convaincre les décideurs politiques que leurs objectifs climatiques et biologiques doivent être repensés ? Dans un article publié en 2019 dans Nature Communications, des auteurs britanniques ont fait valoir qu'il n'y avait pas eu d'« évaluation rigoureuse de ce potentiel à l'échelle nationale ». Pour combler cette lacune, ils ont entrepris un vaste travail de modélisation afin de projeter l'impact sur les gaz à effet de serre de la conversion à 100 % de la production alimentaire en Angleterre et au Pays de Galles à des méthodes biologiques. Leur conclusion :

« Nous prévoyons des déficits importants dans la production de la plupart des produits agricoles par rapport à une base de référence conventionnelle. Les émissions directes de GES sont réduites grâce à l'agriculture biologique, mais lorsque l'on tient compte de l'augmentation de l'utilisation des terres à l'étranger pour compenser les déficits de l'offre nationale, les émissions nettes sont plus importantes. L'amélioration de la séquestration du carbone dans le sol ne pourrait compenser qu'une petite partie des émissions plus élevées à l'étranger. »

Une conversion à l'agriculture biologique à cette échelle est certes irréaliste, mais il y a un autre problème. Ce qui tend à être perdu de vue dans ce débat idéologique, c'est la réalité qu'il n'existe pas seulement deux types d'agriculture – conventionnelle et biologique – qui sont diamétralement opposées. En fait, il y a toute une gamme de pratiques spécifiques possibles sous ces deux « bannières » générales, et elles ont des ramifications importantes tant pour la productivité que pour la gestion de l'environnement. Il est instructif d'examiner un exemple historique de recherche « sur le terrain » menée par l'UE, qui fournit des données sur certaines méthodes agricoles spécifiques.

Un article fondateur a été publié en 2014, intitulé « Carbon footprints of crops from organic and conventional arable crop rotations – using a life cycle assessment approach » (empreinte carbone des cultures issues de rotations de cultures arables biologiques et conventionnelles – approche fondée sur l'analyse du cycle de vie).

Pourquoi s'intéresser à cet ouvrage particulier, quelque peu dépassé ?

Tout d'abord, il possède les « références » nécessaires pour être pris au sérieux tant par la communauté scientifique agricole en général que par la communauté pro-biologique. Il a été publié dans une revue à comité de lecture : Journal of Cleaner Production. Trois des quatre auteurs travaillent au Département d'Agroécologie de l'Université d'Aarhus au Danemark, un centre de recherche qui mène de nombreuses recherches sur l'agriculture biologique. Le financement de ces travaux a été assuré par le Centre International de Recherche sur les Systèmes Alimentaires Biologiques (ICROF). À tous égards, les options biologiques ont été traitées équitablement dans la conception et la réalisation de ces expériences. Pour l'analyse du cycle de vie utilisée afin d'estimer l'empreinte carbone, le groupe a fait appel à un chercheur du Département Évaluation Technologique et Cycles des Substances de l'Institut Leibniz d'Ingénierie Agricole.

Une autre raison pour laquelle cet article suscite actuellement l'intérêt : il aborde une question clé du point de vue biologique, en commençant par cette phrase :

« À l'échelle mondiale, la production agricole biologique dépend souvent du fumier importé provenant d'élevages conventionnels. [...] La dépendance à l'égard du fumier conventionnel est considérée comme problématique par une partie du secteur biologique et, au Danemark, le mouvement de l'agriculture biologique a récemment décidé de supprimer progressivement l'utilisation du fumier conventionnel dans l'agriculture biologique d'ici 2021. »

L'agriculture biologique dépend en effet dans une large mesure de l'élevage conventionnel, car une grande partie de son azote provient de la reclassification discutable de l'« azote de synthèse » utilisé dans les engrais comme « naturel » une fois qu'il a traversé le tube digestif d'un animal.

Cette publication est également impressionnante par l'ampleur des efforts consacrés aux études de terrain qu'elle décrit. Les chercheurs ont examiné cinq scénarios de gestion différents sur une rotation de cultures de quatre campagnes. Les expériences ont été menées sur trois sites avec deux répétitions.

Quelles variations agricoles détaillées ont donc été incluses ?

Le traitement de référence « conventionnel » consistait en une rotation de quatre ans entre l'orge de printemps, les féveroles, les pommes de terre et le blé d'hiver. Entre chacune de ces cultures commerciales, une « culture intermédiaire » d'herbe/trèfle était implantée afin d'améliorer la fertilité du sol (aux États-Unis, nous appelons cela une culture de couverture, et c'est certainement une bonne pratique pour de nombreuses raisons). Des engrais ont été appliqués et des pesticides ont été utilisés pour lutter contre les mauvaises herbes et autres parasites et maladies.

Il y avait deux rotations biologiques qui comprenaient également les quatre mêmes cultures commerciales avec des cultures de couverture entre elles. L'une était la pratique biologique typique de cette région, dans laquelle on utilise le « lisier » (fumier) provenant des élevages porcins pour la fertilisation, le hersage pour le contrôle des mauvaises herbes et apparemment aucun « pesticide » (ce qui amène à se demander s'ils utilisaient ou non quelque chose comme le sulfate de cuivre pour lutter contre le mildiou sur les pommes de terre).

Une option biologique de contrôle négatif a été incluse comme « sans apport », sans fertilisation par du fumier ou de l'azote de synthèse. Le hersage a été utilisé pour lutter contre les mauvaises herbes dans tous les scénarios biologiques.

Deux autres scénarios biologiques consistaient à ne produire que trois cultures commerciales (orge, pommes de terre et blé) et à remplacer la campagne des féveroles par un semis d'herbe/trèfle, « engrais vert ». Dans un scénario appelé « mulching » (enfouissement), cette culture était enfouie afin de fournir des nutriments aux cultures suivantes dans la rotation. En termes d'empreinte carbone, cette approche est créditée d'une quantité importante de séquestration du carbone dans le sol, bien qu'elle n'ait pas été mesurée.

Étant donné que les scénarios biologiques impliquaient un désherbage mécanique et qu'il y avait une culture de pommes de terre nécessitant une perturbation du sol pour la récolte, il y a lieu de douter qu'il y ait eu une séquestration à long terme du carbone dans le sol. Dans un scénario connexe appelé « biogaz », la même culture d'herbe/trèfle a été récoltée et pesée afin que les chercheurs pussent calculer les émissions de carbone fossile qui auraient pu être évitées si la culture avait été utilisée pour produire du méthane comme biocarburant. Bien que cela soit intéressant, il s'agit également d'une option pour l'agriculture conventionnelle.

Quels ont été les résultats de tous ces travaux ? La rotation conventionnelle a donné des rendements plus élevés pour les cultures commerciales par rapport à tous les scénarios biologiques. Ce résultat n'était pas surprenant : un écart de rendement en défaveur du biologique a été documenté dans de nombreuses autres expériences sur le terrain et à partir de données d'enquête provenant d'exploitations agricoles commerciales.

Graphique des rendements basé sur les données du tableau 4 de l'article de Knudsen et al.

Le scénario « lisier », qui représente la pratique biologique actuelle, présentait l'écart de rendement le plus faible, tandis que le scénario « sans intrants » (témoin négatif) présentait bien sûr l'écart le plus important. Les performances du scénario « mulching » semblent avoir été décevantes en termes de rendement. Même si une campagne entière de culture commerciale a été sacrifiée pour cultiver un « engrais vert » servant de source d'azote fixé biologiquement pour les cultures suivantes dans la rotation, les rendements étaient toujours inférieurs à ceux obtenus avec la fertilisation au fumier. Le mulching ne s'est donc pas révélé être une solution viable pour remédier à la dépendance de l'agriculture biologique à l'égard de la production animale conventionnelle.

L'axe des x représente les équivalents en kg de CO₂. Graphique basé sur le tableau 5 et la figure 3 de Knudson et al.

En termes d'empreinte carbone, qui est ce qui importe pour les conséquences du changement climatique, la conclusion dépend du contexte utilisé pour exprimer l'empreinte. Les scénarios d'agriculture biologique présentaient des empreintes carbone nettement inférieures sur la base de la superficie (par hectare, barres bleues dans le graphique ci-dessus), mais en termes de rendement des cultures, qui est un critère plus important, il n'y avait pas de différences significatives entre les options biologiques et le contrôle conventionnel (par 1.000 kg, barres rouges dans le graphique ci-dessus).

Une grande partie de l'empreinte carbone de l'agriculture conventionnelle provient de l'énergie fossile et du gaz naturel utilisés pour fabriquer des engrais azotés de synthèse dans nos systèmes actuels à grande échelle. Des efforts sont actuellement déployés pour réduire cette partie de l'empreinte carbone conventionnelle en optimisant la production d'azote dans des systèmes Haber-Bosch à petite échelle utilisant l'hydrogène généré par l'énergie éolienne ou solaire (ironiquement, une option qui ne serait pas considérée comme biologique tant que ces mêmes atomes d'azote n'auraient pas traversé le tube digestif d'un animal).

Certaines modélisations récentes suggèrent que ce type d'engrais à base d'« énergie verte » à petite échelle est actuellement environ deux fois plus cher à produire, mais comme l'énergie éolienne et solaire pourrait être produite dans les régions agricoles, les économies réalisées sur les coûts de transport pourraient réduire cet écart et en faire une option viable de réduction des émissions de carbone pour l'agriculture conventionnelle. Cette recherche suggère que si cet azote à faible empreinte carbone pouvait être synthétisé, l'option conventionnelle pourrait être plus souhaitable tant en termes de rendement que d'empreinte carbone.

Intégrer la question de l'utilisation des terres

Vers la fin de la section consacrée à la discussion, les auteurs reconnaissent que, comme les scénarios biologiques produisent des rendements plus faibles, il convient de prendre en considération l'empreinte carbone associée à toute terre supplémentaire qui devrait être cultivée ailleurs pour compenser le déficit, ce que l'on appelle généralement le « changement indirect d'affectation des terres » ou iLUC. La raison pour laquelle cette question a été abordée vers la fin de cette publication et non dans les principaux tableaux et graphiques est la suivante :

« ...il y a encore des discussions et aucune méthode n'est encore acceptée, ni aucun accord sur la question de savoir si l'iLUC doit être inclus dans les analyses du cycle de vie. »

Les auteurs ont toutefois décidé de présenter un calcul supplémentaire de l'empreinte carbone tenant compte de l'iLUC, en utilisant une valeur issue d'un projet soutenu par le Fonds Mondial pour la Nature (WWF). En ajoutant cette perspective réaliste, le scénario conventionnel aboutit à une empreinte carbone inférieure à celle de toutes les options biologiques. (Voir le graphique ci-dessous).

Dans l'ensemble, cette analyse du cycle de vie novatrice s'est avérée durable et éclairante pour mettre en lumière le débat en cours sur l'impact de l'agriculture biologique par rapport à l'agriculture conventionnelle en matière de durabilité. Cette étude a fourni des données sur plusieurs sujets :

• L'écart global de rendement entre l'agriculture biologique et l'agriculture conventionnelle a été confirmé dans ce contexte.

• L'approche du « mulching » ne constituait pas une alternative viable à la dépendance de l'agriculture biologique à l'égard du fumier animal conventionnel pour la fertilisation.

• Consacrer une partie de la rotation à la production de biogaz réduit l'empreinte carbone globale, mais cela serait également possible pour l'agriculture conventionnelle.

• L'empreinte carbone de l'agriculture biologique n'est plus faible que sur une base de surface, et non sur une base de rendement, plus appropriée, et surtout pas si l'on tient compte de l'utilisation indirecte des terres

• Dans l'ensemble, l'expansion de l'agriculture biologique est incompatible avec l'ambition déclarée de l'Union Européenne d'atteindre la neutralité carbone à l'échelle du continent.

Il s'agit d'un sujet complexe et d'une importance cruciale qui mérite à la fois une évaluation théorique de haut niveau et une expérimentation sur le terrain. L'article de Knudsen et al. décrit ici est un bon exemple de génération de données réelles, sans orientation idéologique. Les décideurs politiques devraient s'appuyer sur ce type de données pour réfléchir à la manière d'aligner leur agriculture sur leurs objectifs climatiques globaux. Les systèmes conventionnels optimisés sont une option plus prometteuse que la voie spéculative, orientée vers l'agriculture biologique, proposée dans le cadre de l'initiative « De la ferme à la table ».

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* Steve Savage travaille dans le domaine des technologies agricoles depuis plus de 35 ans. Il est titulaire d'une licence en biologie de l'Université de Stanford et d'un doctorat en phytopathologie de l'Université de Californie à Davis. Au cours de sa carrière, il a enseigné à l'Université d'État du Colorado, occupé divers postes chez DuPont et travaillé pour une start-up spécialisée dans la lutte biologique, Mycogen. Depuis 1996, Steve est consultant indépendant auprès de clients dans les domaines de la génétique végétale, de la protection des cultures, de la biotechnologie, des biocarburants et du développement durable. Il est chroniqueur régulier et intervient régulièrement devant des publics techniques et grand public.

Source : Would widespread adoption of organic farming practices be a good idea from a climate change perspective? - Genetic Literacy Project

SteveSavage | SSA