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Intensification agro-écologique de la production agricole
Jean-Luc Chotte & Dominique Masse
• Population• Climat futur et ses impacts potentiels
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Quelques éléments de contexte
Intensification agro-écologique de la production agricole
3
Evolution de la population
INED, G. Pison
Quelques éléments de contexte
Population
• Indice d’attractivité des marchés (Cour, 2001)
• Relation avec densité de la population ruraleet la productivité agricole
• Importance des agricultures « péri-urbaines » dans le développement économique
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Forte urbanisation
D’après Cour, J. M. 2001. The Sahel in West Africa: countries in transition to a full market economy. Global Environmental Change 11:31-47.
• Projection démographique = doublement de la population d’ici 2050
• Nourrir la population : sous alimentation de 33% de la population sub-saharienne
• Urbanisation : 42% au Sénégal, 25% au Burkina Faso en 2010
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0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
50000
2010 2020 2030 2040 2050
Population ×1000)
Burkina Faso
Sénégal
Burkina Faso - Urbaine
Sénégal - Urbaine
Agriculture et Sécurité alimentaire
• Moteur de croissance : « Investissement dans le développement agricole deux fois plus efficace qu’un investissement hors agriculture » (Banque Mondiale)
• Le développement de l’agriculture peut – engendrer un excédent financier,– libérer de la main-d'œuvre pour
d’autres secteurs– assurer un approvisionnement
alimentaire stable à des prix abordables;
– stimulant pour la demande d’autres biens et services
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Développement économique
0
1
2
1960 1980 2000
MaïsMilsSorgho
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Maïs
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Maïs
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Maïs
Mils
Sorgho
Production (M tonnes) Rendement (t/ha) Surface cultivée (M ha)
Sénégal
Burkina Faso
Augmenter la production agricole
Données FAOSTAT
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Changements climatiques: focus sur l’Afrique de l’Ouest
Sultan et al. (2014)
Des baisses de
rendement plus
importantes à l’OuestDifférences de rendement
moyen entre [2031-2060] et [1960-1990]
Une hausse de la
variabilité des
rendements à l’OuestDifférences de coefficient
de variation entre [2031-2060] et [1960-1990]
Sahel Ouest Centre
Sahel Ouest Centre
Un contraste entre l’Ouest et le Centre du Sahel
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Changements climatiques: quels effets sur les cultures ?
Des impacts négatifs attendus sur les rendements !
GIEC, 2015 AR5
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Changements climatiques: quels effets sur les cultures ?
Thornton et al. (2010) Proc. National Academy Science
Projection 2090 à partirde 18 modèles
+ 4°C
>20% loss5-20% lossNo change5-20% gain>20% gain
Longueur de la période de culture (%)
Des impacts négatifs sur
la durée de la saison de culture
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Changements climatiques: quels effets sur les cultures ?
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Agro-écologie de quoi parle-t-on ?
Intensification agro-écologique de la production agricole
Comment ?• Agriculture de conservation, agriculture raisonnée, agriculture durable,
agriculture biologique, … biodynamie, permaculture
• Agro-écologie (Gliessman, Altieri)
– Approche « scientifique » S’appuyer sur les savoirs et les méthodes de l’écologie moderne pour concevoir et gérer des agroécosystèmes = Agriculture écologiquement intensive ou ingénierie écologique
– Approche « pratiques » Disposer de pratiques agricoles innovantes et éprouvées, généralement en se basant sur les savoirs locaux et empiriques des agriculteurs ainsi que le partage de ce savoir
– Approche « transformation sociale » : Mouvement social environnementaliste issu du conteste des méfaits de l’agriculture industrielle notamment autour de ses impacts environnementaux, mais également autour des impacts sur la distribution des richesses produites au détriments des petites exploitations
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Agro-écologie de quoi parle-t-on ?
• Ingénierie écologique
– Elaborer de nouveaux écosystèmes durables dans lesquels les sociétés humaines s’intègrent avec leur environnement naturel au bénéfice des deux (Mitsch & Jorgensen, 2003. Ecological Engineering 20:363-377)
– Inspirés de, ou basés sur, des mécanismes qui gouvernent les systèmes écologiques (auto-organisation, diversité élevée, structures hétérogènes, résilience, par exemple)
• Se mettre au carrefour de l’écologie et de l’agronomie
– Les systèmes agricoles analysés comme des écosystèmes.
– Comprendre le fonctionnement des agroécosystèmes, et définir en quoi ils obéissent aux théories écologiques existantes et en quoi ils en génèrent de nouvelles.
– Une ingénierie agro‐écologique qui cherchera à mieux accorder les régulations naturelles et les interventions humaines, pour concevoir des agro‐écosystèmes plus durables.
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Une agriculture écologiquement intensive ou intensification écologique
Utiliser la biodiversité
Boucler les cycles C, N,
P, etc.
Gérer paysages et territoires
Replacer la biodiversité au sein des systèmes et territoires agricolespour accroitre la flexibilité et la résilience des systèmes. Exploiter les interactions biologiques
L’organisation spatiale des parcelles, des ateliers de production, desespaces interstitiels, des infrastructures écologiques sont des régulateursbiologiques pour préserver les habitats (auxiliaire des cultures,pollinisateurs) et réguler les flux biogéochimiques, d’eau et dematière, préservant ressource en sol et en eau.
Réduire les pertes. Et limiter les recours à des intrants extérieurs. Meilleure efficience des nutriments, de la lumière.Combiner une série de leviers agronomiques : fixationbiologique d’azote, matièreorganique des sols, recyclages et valorisation des déchets,intégration agriculture et élevage
D’après colloque Agroécologie et recherche INRA, Paris, Février 2014
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Concepts écologiques et agronomie
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Agir sur la biodiversité
Intensification agro-écologique de la production agricole
Gérer les microorganismes du sol : rhizobium, mycorhizes
Jujubier inoculéJujubier non inoculé
Effet bénéfique de l’inoculation avec le champignon mycorhizien Glomus aggregatum sur des plants de jujubier (Ziziphus mauritiana) âgés de 4 mois en serre. © Amadou Ba
Cultures annuelles
Effet de l’inoculation de niébé sur la Station de Recherche et de Démonstration à Ouarkhokh (T Wade et al.)
Plantes pérennes : afforestation
0
50
100
150
200
250
300
Deck Dior Deck2 Dior2
Re
nd
em
en
t k
g.h
a-1
Non inoculé
+Mycorhizes
+Rhizobium
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Agir sur la biodiversité
Intensification agro-écologique de la production agricole
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Agir sur la biodiversité
Intensification agro-écologique de la production agricole
Associer des plantes cultivées pour intensifier la production agricole
Utilisation
efficiente des
ressources
naturelles (eau,
nutriments)
Gestion des
pathogènes et des
adventices
Expérimentations à Niakhar en 2016 association mil et niébé (deux densités) en champ de case. (Thèse de M Mbengue, en cours)
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Agir sur la biodiversité
Intensification agro-écologique de la production agricole
Associer des plantes cultivées pour intensifier la production agricole
Réduire les engrais chimique : facilitation
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5
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Olsen P
(mg kg-1)
d. wheat
chickpea
intercropped
/ wheatintercropped
/ chickpea
sole
wheat
sole
chickpea
bulk
soil
ba
c
C
B
Apotexp.
Greater increase in available P in the rhizosphere of chickpea than durum wheat,
especially when intercropped, in a P-poor luvisol (unfertilized P0 - INRA Toulouse) (Betencourt, Duputel, Colomb, Desclaux & Hinsinger 2012 – Soil Biol. Biochem. 46)
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Agir sur la biodiversité
Intensification agro-écologique de la production agricole
Associer des plantes : agroforesterie
Guiera senegalensis & Piliostigma reticulatum : arbustes dans les champs cultivésSous Mil + arbustes => diversité microbienne et nématofaune modifiée(programme PIRE-NSF))P. reticulatum facilite l’établissement des plantations de manguiers
Diakhate et al 2013 European Journal of Soil Biology 57:35-41
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Agir sur la biodiversité
Intensification agro-écologique de la production agricole
Associer des plantes : agroforesterie
Un système de culture avec des ligneux ?
(R Lamar et al 2012 Field Crops Research 132 158–167)
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Agir sur le cycle des matières
Intensification agro-écologique de la production agricole
Recycler les matières organiques dans les systèmes agro-syclo-pastoraux
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Agir sur le cycle des matières
Intensification agro-écologique de la production agricole
Intégration agriculture élevage
Améliorer l’efficience de transfert des nutrimentsLimiter les pertes
Rufino et al 2006. Agriculture, Ecosystems & Environment 112:261-282
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Agir sur le cycle des matières
Intensification agro-écologique de la production agricole
Intégration agriculture élevage
(NGr)
GrainsPaille exportée
(NPexp)
(Ncroît)
Viande
(Nac)Aliments concentrés
Pa
ille
c
on
so
mm
ée
(NP
c)
Fumier mature
(NFim)
(NFmat)
Bouses+RefusSysI/SysIA
Grains(NGr)
Paille exportée(NPexp)
Vente animaux(Ncroît)
Elevage divaguant Elevage d’emmbouche
• le fumier couvert permettrait un gain d’efficience de 39 % grâce à une minéralisation plus rapide de l’azote organique et une limitation de la volatilisation.
• L’enfouissement permettrait un gain d’efficience azotée agronomique de l’ordre de 15% pour 1 T de MS apporté jusqu’à 100% pour 6,7 tMS apportée, (limitation de la volatilisation, protection contre le vent et le soleil, mise à disposition plus rapide au niveau du système racinaire
D’après Vayssières et al UMR SELMET CIRAD
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Agir sur le cycle des matières
Intensification agro-écologique de la production agricole
Amendements ligneux
PhD Georges Felix. Projet Connessa & WASSA)
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Agir sur le cycle des matières
Intensification agro-écologique de la production agricole
Concentrer les ressources eau et nutriments : le zaï
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Agir sur le cycle des matières
Intensification agro-écologique de la production agricole
Concentrer les ressources eau et nutriments : le zaï
• Contrôle de l’eau à l’échelle
du bassin versant : cordons
pierreux
• Besoins de matières
organiques. Importance des
fosses fumières
• Force de travail
0
25
50
75
B-Y BW LGVillage
Large Farm Size
Small Farm Size
% of fields with « zaï » practices
Masse et al 2009. Ecological Engineering: from Concepts to Applications, Paris 2009 9:124-129.
Agir sur le cycle des matières
Intensification agro-écologique de la production agricole
Concentrer les ressources eau et nutriments : le zaï
•Augmentation des
surfaces cultivés
• Changement environnemental
« Zipellé » +20 ans « zaï forestier »Régénération des paysages
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Maitriser les paysages
Intensification agro-écologique de la production agricole
Flux de MO et transfert de fertilité
La jachère : fixation verticalede carbone
L’élevage : redistribution
horizontale de carbone
Manlay et al 2004. Agricultural Systems 79:55-81
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Maitriser les paysages
Intensification agro-écologique de la production agricole
Maitriser les ravageurs de culture
Mosaïque de cultures et d’espaces non cultivés. Présence de l’arbre dans les paysagesLevier de régulation des populations d’insectes ravageurs des cultures
D’après les travaux de Brévault, Soti & Clouvel(CIRAD), et Thiaw (ISRA)
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Des contraintes et des adaptations environnementales … des contraintes et des adaptations sociales
Intensification agro-écologique de la production agricole
3131
Début du 20ème siècle
Milieu du 20ème siècle
Fin du 20ème siécle
ADAPTATION
Ajustement par une intensification des terres cultivées- Diminution de la durée de jachère,
mise en culture des bas-fonds- Prêt de terreAjustement technique- Traction animales- Simplification des systèmes de culture- Dissociation agriculture élevageAjustement social- Migrations temporaires- Revenus non agricoles D’après R Lalou, IRD, LPED
Contraintes
Croissance démographique- Augmentation des surfaces cultivées- Diminution de la taille moyenne des
champs- Manque de terres cultivablesDérégulation de la filière arachide- Arrêt des subventions- Diminution des revenus monétaires- Pauvreté et processus d’adaptation plus
difficile
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Une approche holistique et participative
Intensification agro-écologique de la production agricole
3232
Confronter savoirs locaux et scientifiques
Méthodes participatives« Task Force » multi-acteurs pour la promotion de l'Agroécologieau Sénégal (TaFAé)
Audouin et al. 2015. in Sultan et al (eds) « Les sociétés rurales face aux changements environnementaux en Afrique de l’Ouest ». Editions de l'IRD, Marseille.
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Intensification agro-écologique de la production
agricole
Jean-Luc Chotte & Dominique Masse
Merci de votre attention
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