Amélioration de la structure des sols d’une exploitation de cultures arables dans le district de Heilbronn (Allemagne)
Dans le cadre du projet LIFE AgriAdapt, plus de 120 fermes pilotes testent des mesures d’adaptation durables afin d’améliorer la résilience des exploitations au changement climatique, de réduire les émissions de gaz à effet de serre et d’améliorer la compétitivité des exploitations. L’une des fermes pilotes est située dans la région vallonnée de Kraichgau dans le district de Heilbronn en Allemagne (État de Bade-Wurtemberg), à une altitude de 120-250 m au-dessus du niveau de la mer (une autre étude de cas tirée d’AgriAdapt est disponible pour Ségovie, Espagne). 80 % des sols de la région sont de l’argile limoneuse avec une grande capacité de stockage de l’eau.
La température moyenne annuelle sur le site principal de production est d’environ 10 °C, tandis que les précipitations annuelles moyennes sont de 720 mm (tous deux calculés pour la période 1987-2016). Les principales cultures cultivées sont les pommes de terre irriguées et la betterave sucrière. Cependant, sur les 240 ha de la zone agricole utilisée (UAA) de l’exploitation, 90 hectares sont cultivés dans la plaine du Rhin, où la température moyenne est supérieure de 1 °C. Cette condition permet à l’agriculteur de cultiver des pommes de terre et du soja précoces. La principale rotation des cultures est «la betterave sucrière — blé tendre d’hiver — colza d’hiver — blé tendre d’hiver — pommes de terre — blé tendre d’hiver» dans le site principal de production, et «soybean — blé tendre d’hiver — colza d’hiver — blé tendre d’hiver» dans la plaine du Rhin.
L’augmentation des conditions météorologiques extrêmes, telles que les sécheresses printanières et estivales et les fortes précipitations printanières, affecte déjà le secteur agricole de la région, ce qui entraîne une augmentation de la variabilité du rendement des cultures et un risque de perte de productivité des cultures. Ces conditions imposent l’urgence d’adopter des options d’adaptation efficaces pour stabiliser les rendements des cultures et produire des cultures de haute qualité. Pour faire face au changement climatique, l’exploitation met en œuvre différentes mesures de gestion des cultures, notamment pour améliorer la structure des sols. En effet, une bonne structure du sol est essentielle pour augmenter la capacité de stockage de l’eau du sol, réduire l’érosion, améliorer le biote du sol et augmenter la disponibilité des nutriments pour les cultures, ce qui contribue à surmonter les défis liés au changement climatique qui affectent la ferme. Quatre mélanges de cultures capturées différents et très polyvalents sont cultivés avant les cultures de printemps et après les pommes de terre précoces pour lutter contre l’amélioration des sols. Ces mélanges sont principalement composés d’espèces telles que radis de travail du sol, trèfles, phacélies, pois, Avena strigosa, vetch ou moutarde, entre autres.
Description de l'étude de cas
Défis
Le projet AgriAdapt a évalué la vulnérabilité de la ferme dans la région vallonnée de Kraichgau pour la période actuelle et pour les 30 prochaines années, en tenant compte des projections climatiques développées par l’ETH Zürich (Institut des sciences atmosphériques et climatiques) pour le scénario SRES A1B, celui utilisé dans le portail Agri4Cast de la Commission européenne qui fournit des indicateurs agro-climatiques. Selon ces projections, le nombre de jours avec des températures supérieures à 25 °C devrait passer de 25 à 38 jours par an au cours de la période de mai à août au cours des 30 prochaines années. Une diminution du bilan hydrique (différence entre les précipitations et l’évapotranspiration) pendant les mois d’été, surtout en juillet et août, est également prévue. Cela signifie que moins d’eau devrait entrer dans le système par les précipitations, et plus d’eau devrait sortir du système par évaporation et transpiration. Ces conditions affecteront directement les phases de remplissage et de maturation des céréales, ce qui entraînera une maturation plus précoce, ce qui signifie des graines plus petites et des rendements plus faibles. Les rendements de la betterave sucrière seront également affectés négativement par ces deux facteurs, car ils entraîneront une baisse du taux de croissance et, par conséquent, des rendements plus faibles.
Selon les projections ci-dessus, le nombre de jours tropicaux (jours avec des pics de températures maximales supérieures à 30 °C) de mai à août devrait également augmenter d’environ 27 % dans un avenir proche (30 prochaines années). Ceci, en plus des conditions sèches attendues en juillet et août, peut interrompre la croissance des tubercules dans les pommes de terre, conduire à une plus grande dépendance à l’irrigation de l’eau et aussi à une moins bonne qualité de la production végétale, comme cela a été enregistré au cours de l’été chaud et sec de 2018. De plus, l’apparition de périodes de sécheresse pendant la récolte peut provoquer la formation d’amas de sols durs dans un sol plus sec qui peut endommager la peau de la pomme de terre. L’augmentation attendue des fortes précipitations au cours de la période de croissance (fin du printemps) peut également endommager la pomme de terre en nettoyant les crêtes et en exposant les tubercules au rayonnement solaire.
Bien que la température moyenne annuelle augmente, selon l’évaluation de la vulnérabilité d’AgriAdapt, le risque de gel tardif est légèrement plus élevé en avril, lorsque les plants de pommes de terre sont dans leur phase juvénile. Deux jours ou plus avec des températures inférieures à -4 °C peuvent entraîner une mort des feuilles de pomme de terre et donc un retard de développement.
Le colza d’hiver sera également affecté par l’augmentation prévue des jours tropicaux et des conditions plus sèches, surtout si des événements extrêmes se produisent pendant les phases de floraison et de maturation les plus sensibles, entraînant une réduction de la teneur en huile de graines et une maturation plus précoce avec des rendements plus faibles. Enfin, les conditions plus chaudes attendues en automne et en hiver pourraient entraîner un risque plus élevé d’infestation de mauvaises herbes, d’insectes et d’agents pathogènes.
Objectifs
Sur la base des résultats de l’évaluation, l’exploitation agricole de la région de Kraichgau a mis en œuvre des mesures et des pratiques visant à réduire sa vulnérabilité au changement climatique dans un avenir proche, en particulier l’amélioration des conditions du sol, l’augmentation de la matière organique du sol et la sensibilisation des agriculteurs aux risques attendus et aux solutions possibles.
Options d'adaptation mises en oeuvre dans ce cas
Solutions
Sur la base de l’évaluation de la vulnérabilité, un ensemble de mesures d’adaptation a été sélectionné pour être mis en œuvre dans l’exploitation, en mettant l’accent sur l’amélioration de la structure du sol comme moyen de faire face aux défis liés au changement climatique. Une bonne structure du sol, avec un biote du sol actif et diversifié, permet, entre autres avantages, de: (I) augmenter le taux d’infiltration, la capacité d’absorber la pluie (lourde) et de la stocker sur une plus longue période, (ii) éviter la perte de nutriments et (iii) réduire l’érosion du vent ou de l’eau.
Pour atteindre cet objectif, la ferme utilise quatre mélanges de cultures de capture différents et très polyvalents avec 15 espèces différentes (par exemple radis de travail du sol, trèfle, phacélie, pois, Avena strigosa, vetch, moutarde). Ces espèces ont des caractéristiques différentes en termes de développement racinaire, de production d’exsudats racinaires, de résistances contre les ravageurs et les maladies et les besoins en nutriments. Différents systèmes racinaires sont capables d’atteindre les nutriments à différentes profondeurs et d’éviter leur perte par lessivage ou ruissellement d’eau, en les libérant dans les couches supérieures lorsque la culture de capture est tondée. Les espèces de légumineuses (pois, trèfles ou vessies) dans le mélange de cultures capturées peuvent fixer l’azote atmosphérique dans le sol grâce à leur symbiose avec les bactéries, tandis que les espèces de brassicas (comme les radis ou la moutarde) peuvent réduire le risque de maladies fongiques et d’attaques de nématodes dues aux glucosinolates qu’elles libèrent lorsqu’elles sont fauchées. En outre, la grande diversité des espèces au sein du mélange permet à l’agriculteur de briser les cycles nuisibles et de couvrir le sol autant que possible afin de minimiser l’érosion.
Aucun labour sur les sites vallonnés en direction de la pente et un travail réduit dans le reste de l’exploitation (sauf dans le cas des surfaces cultivées avec des pommes de terre) ne sont d’autres mesures mises en œuvre pour réduire l’érosion des sols. De plus, la pression des pneus des tracteurs et autres machines agricoles est contrôlée et adaptée pour préserver la bonne structure du sol pendant les travaux de terrain. Le blé est également semé entre les rangées après la plantation de pommes de terre pour éviter de se laver du sol lors d’une pluie (lourde).
Au-delà de l’amélioration de la structure des sols, d’autres mesures telles que l’inclusion de nouvelles variétés mieux adaptées au changement climatique sont également mises en œuvre. Par exemple, dans le trèfle-plan Rhin a été remplacé par l’herbe de luzerne, car il a la capacité d’enracinement très profond et est donc plus tolérant à la sécheresse que le trèfle. Une première variété de blé tendre d’hiver «Rubisco» est cultivée pour éviter la chaleur du milieu de l’été en août. De plus, cette variété a un potentiel de rendement élevé même dans des conditions sèches et ses longues arêtes protègent la plante du stress thermique. Six autres variétés de blé tendre d’hiver sont cultivées sur une parcelle plus petite de la ferme pour trouver la variété la plus appropriée à cet endroit. Dans le Rhin-plan, les haricots de soja, qui prospèrent dans des conditions plus chaudes, sont également cultivés.
Les dates de semis sont également adaptées à l’augmentation de la température: (I) L’ensemencement ultérieur à l’automne vise à réduire la sensibilité des plantes aux parasites comme les pucerons et les cigales, qui pourraient être des vecteurs d’agents pathogènes, tandis que (ii) les semis plus précoces au printemps permettent d’éviter la chaleur estivale et la sécheresse. Par temps particulièrement chaud, les agriculteurs appliquent une irrigation supplémentaire pour refroidir les crêtes de pommes de terre et éviter la surchauffe des tubercules. En outre, des produits d’algues sont appliqués pour améliorer l’enracinement des principales cultures cultivées dans la ferme.
Dans le cadre du projet, une nouvelle évaluation des risques climatiques sera réalisée pour surveiller la performance et l’efficacité des mesures d’adaptation mises en œuvre. En outre, les rendements et les retours d’expérience des agriculteurs sont régulièrement vérifiés afin de vérifier les avantages escomptés de ces mesures.
Pertinence
Cas développé et mis en œuvre en tant que mesure d’adaptation au changement climatique.
Détails supplémentaires
Participation des parties prenantes
Les principaux acteurs impliqués dans le cadre du projet LIFE AgriAdapt dans l’évaluation de la vulnérabilité et la mise en œuvre des mesures d’adaptation proposées sont les propriétaires de la ferme et de la Fondation du lac de Constance (leader du projet LIFE AgriAdapt).
En outre, les objectifs et les résultats du projet sont communiqués à d’autres agriculteurs, coopératives, techniciens et agronomes (au niveau local et national) par le biais d’ateliers, de conférences et de séminaires.
Facteurs de réussite et facteurs limitants
Les agriculteurs impliqués dans le projet sont conscients des risques liés au changement climatique et sont donc disposés à adopter des mesures face aux impacts attendus, afin d’assurer des rendements stables et un niveau élevé de qualité des produits. Le succès des mesures d’adaptation dépend fortement des connaissances locales des agriculteurs sur les aspects spécifiques de mise en œuvre et les avantages escomptés des mesures. Des expériences positives avec les nouvelles solutions mises en œuvre (par exemple la culture de nouvelles variétés et de nouvelles cultures ou un mélange polyvalent de cultures capturées) peuvent également convaincre les exploitations voisines de mettre en œuvre des stratégies d’adaptation similaires.
Dans le cas de l’introduction de cultures nouvelles, l’une des principales contraintes susceptibles d’affecter la mise en œuvre des mesures d’adaptation est liée à la demande du marché ou à d’éventuelles utilisations alternatives de ces nouveaux produits (par exemple, le soja produit dans l’exploitation peut être vendu à une coopérative pour l’alimentation des chevaux). Un autre facteur limitant est qu’à l’heure actuelle, il n’y a pas de variétés tolérantes à la sécheresse et à la chaleur pour chaque culture, et la sélection végétale prend environ 10 ans pour développer de nouvelles variétés. La mise en œuvre de différentes techniques de travail du sol peut être limitée par un coût élevé (par exemple, un système intégré de contrôle automatique de la pression des pneumatiques peut coûter environ 3 500 à 8 000 EUR) et aussi parce que les entrepreneurs agricoles n’ont pas inclus cette technique parmi les services qu’ils fournissent aux agriculteurs.
Coûts et bénéfices
L’évaluation de la vulnérabilité et l’élaboration du plan d’action pour la mise en œuvre de mesures d’adaptation durable ont été financées par le projet AgriAdapt, financé par la Commission européenne dans le cadre du programme LIFE et cofinancé par le ministère des affaires rurales et de la protection des consommateurs du Bade-Wurtemberg, de la Landwirtschaftliche Rentenbank, de l’OMRA et du Landkreis Bodenseekreis. Le coût de production de l’évaluation et du plan d’action de cette exploitation s’est élevé à 5 000 EUR. Des mesures d’adaptation sont mises en œuvre entre 2017 et 2019, de sorte qu’il n’y a pas encore d’estimation correcte des coûts. Cependant, la plupart d’entre eux ne sont pas censés avoir des coûts supplémentaires pour l’agriculteur et, dans certains cas, des économies sont attendues.
Les mesures d’adaptation mises en œuvre devraient: accroître l’efficacité de la production de la ferme, réduire les coûts agricoles, améliorer la conservation des sols, réduire l’érosion, prévenir les ravageurs et les maladies, augmenter la séquestration du carbone dans le sol, augmenter la teneur en azote et éviter la perte de nutriments. Le processus de suivi des avantages attendus des mesures mises en œuvre implique des contacts permanents avec les agriculteurs, permettant de vérifier les retours d’expérience et d’évaluer les rendements au cours de la durée de vie du projet.
Aspects légaux
La directive de l’UE sur les inondations est mise en œuvre par les États fédéraux allemands au moyen de stratégies d’inondation, comme dans le cas de la «Stratégie de réduction des risques d’inondation dans le Bade-Wurtemberg». Conformément à cette stratégie, les mesures susceptibles de réduire le risque d’inondation et d’érosion des sols dans les champs agricoles se concentrent sur l’amélioration de la structure du sol, notamment: culture polyvalente des cultures dérobées, rotation diversifiée des cultures, végétation sur les champs (de préférence tout au long de l’année) et réduction de la gestion des sols.
La directive européenne sur les nitrates a été transposée en droit allemand par l’ordonnance sur les engrais (Düngeverordnung), visant à réduire la quantité de nitrate dans les eaux souterraines. L’utilisation des cultures dérobées avant les cultures d’été est l’une des mesures discutées pour contribuer à la mise en œuvre de l’ordonnance sur les engrais. En fait, les cultures de capture maintiennent l’azote en place et évitent sa perte par le lessivage ou le ruissellement d’eau, ce qui empêche la pollution des masses d’eau à proximité. À l’heure actuelle, cette mesure est toujours considérée comme une mesure facultative, mais les agriculteurs reçoivent une rémunération s’ils s’engagent à la mettre en œuvre, comme c’est le cas pour l’exploitation agricole d’AgriAdapt.
Temps de mise en œuvre
Le projet AgriAdapt a débuté en 2016. La vulnérabilité de la ferme pilote dans la région vallonnée du Kraichgau a été évaluée en 2017 et des mesures d’adaptation ont été proposées en 2018. À l’heure actuelle, la phase de mise en œuvre est en cours.
Durée de vie
Si elles sont mises en œuvre et maintenues en permanence, les mesures d’adaptation développées peuvent durer éternellement.
Informations de référence
Contacter
Sabine Sommer
Fritz-Reichle-Ring 4
78315 Radolfzell
Tel: +49 07732 9995 42
E-mail: sabine.sommer@bodensee-stiftung.org
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Référence
Publié dans Climate-ADAPT Nov 22 2022 - Dernière modification dans Climate-ADAPT Apr 18 2024
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Europe