Par: Tim Motis
Publié: 17/07/2020


ECHO reconnaît les changements climatiques comme une réalité profonde à laquelle sont confrontés les petits agriculteurs. Bon nombre de nos publications visent à aider les agriculteurs à faire face aux défis connexes tels que la chaleur et la sécheresse. Accroître la résilience des agriculteurs et minimiser les risques ont été des éléments clés des pratiques sur lesquelles nous avons écrit au fil des ans. Nous encourageons les stratégies «sans regret», les approches qui assurent une bonne gestion de la terre et une amélioration des moyens de subsistance, que les agriculteurs soient ou non confrontés à des changements climatiques immédiats (Flanagan, 2015). Cependant, nous considérons également les agriculteurs comme ayant un rôle essentiel à jouer dans l'atténuation de certaines des forces motrices des changements climatiques—ce que nous examinons dans cet article, qui est le premier d'une série en deux parties. La partie 1 explore les principes fondamentaux des stratégies que nous présenterons dans la partie 2, dans le prochain numéro d'EDN.  

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Figure 1. Un exemple de la Thaïlande montrant des paysages agricoles à petite échelle affectés par l'interaction des influences du climat et de la gestion des agriculteurs. Source: Tim Motis 

Que nous disent les agriculteurs?

Les agriculteurs et les spécialistes du développement nous parlent souvent des effets néfastes des changements climatiques qu'ils subissent dans leurs communautés. Patrick Trail, membre du personnel de ECHO en Thaïlande, a une liste de «cinq questions que je pose à chaque agriculteur». Voici l'une d'elles: «En tant qu’agriculteur, qu'est-ce qui vous empêche de dormir la nuit?» ou, si nous posons la question d'une manière différente: «Qu'est-ce qui vous inquiète le plus dans l'avenir de votre ferme et de votre mode de vie?» Après avoir visité environ 150 fermes en Asie du Sud-Est, Patrick a fait le commentaire suivant:

«Je dirais que, jusque dans la moitié des cas, la réponse est liée aux changements climatiques ... L'observation la plus intéressante que j'ai faite est que les agriculteurs plus âgés des zones rurales et éloignées, et qui sont illettrés, parlent de manière très cohérente de la manière dont la saisonnalité a changé. J'entends souvent des propos tels que: ‘Nous savions la semaine ou la période exacte à laquelle les pluies commenceraient et nous savions quand procéder au semis.’ ‘De nos jours les pluies peuvent venir précocement ou en retard; elles peuvent être sporadiques, et peuvent s’arrêter plus tôt ou causer des inondations à la fin de la saison.’ « Ces observations semblent indiquer que le climat fait des choses différentes de ce qu'il faisait il y a à peine 50 ans. »

Pourquoi les agriculteurs sont-ils essentiels aux solutions aux changements climatiques?

L'agriculture influe considérablement sur les changements climatiques 

Les changements climatiques sont le résultat de la chaleur emprisonnée dans l'atmosphère par l'accumulation de «gaz à effet de serre» (GES) émis naturellement et par l'activité humaine. Ces gaz sont principalement constitués de dioxyde de carbone (CO2), de méthane (CH4) et de protoxyde d'azote (N2O). Bien que l'agriculture ne soit pas la seule source de GES, elle représente un pourcentage important des émissions mondiales (24% selon l'EPA, 2020). D'autres activités humaines qui produisent ces gaz comprennent la combustion de combustibles pour l'électricité et le chauffage, l'industrie et les transports.

Le tableau 1 répertorie certains émetteurs de GES liés à l'agriculture. Remarquez ceux qui sont associés à la dégradation des terres. L'amélioration des sols, d'autre part, augmente la croissance des plantes, qui à son tour maintient le carbone (émanant du CO2) sur la terre—dans les tissus végétaux et le sol—plutôt que dans l'air. Plus loin dans cet article, nous soulignons les principes par lesquels les agriculteurs peuvent réduire les émissions de GES à partir de leurs terres et participer ainsi à la lutte contre les changements climatiques.

Tableau 1. Quelques facteurs agricoles d’émissions de gaz à effet de serre importants pour l’agriculture.
Gaz à effet de serre     Facteurs*
Dioxide de carbone Déforestation et défrichement
Dégradation et perte des sols
Brûlage de la biomasse végétale
Méthane Processus de digestion du bétail ruminant
Décomposition de la matière organique dans les rizières inondées
Décomposition du fumier où l'oxygène manque, comme cela se produit souvent avec des animaux élevés dans de petits espaces
Protoxyde d'azote La dénitrification, la conversion biologique du nitrate (NO3-) en N2O, qui se produit lorsque l'oxygène manque
Application d'engrais azotés au-delà de la demande des plantes
*Les contributeurs liés à la dégradation des terres sont surlignés en marron.

Les petits exploitants gèrent des portions importantes de terres

Environ 475 millions de ménages exploitent moins de 2 ha de terres dans les zones rurales des pays économiquement pauvres (Lowder et al., 2016). Les petites exploitations (<2 ha) occupent 12% des terres agricoles mondiales. Dans diverses régions, cependant, ce pourcentage est plus élevé. En Afrique subsaharienne et en Asie du Sud, les petites exploitations occupent entre 30 et 40% des terres agricoles. Bien qu’ils aient peu de ressources et soient confrontés à des réalités difficiles, ces agriculteurs produisent de la nourriture tout en prenant des décisions sur la gestion des terres qui affectent une grande partie de la surface de la planète (figure 1). 

La protection des terres nécessite l'engagement des agriculteurs

L'implication, l'adhésion et l'appropriation des agriculteurs sont fondamentales pour les améliorations agricoles en général. Les initiatives visant à améliorer les terres agricoles ne réussiront que si les agriculteurs acceptent les pratiques promues. Les agriculteurs ont une connaissance approfondie de leurs sols et de leur bétail. Leurs connaissances, leur participation et leurs ressources doivent être valorisées. Ces concepts et les concepts connexes sont développés dans les résumés dínformations de ECHO élaborés par Modernizing Extension and Advisory Services (MEAS).

Qu'est-ce que le captage du carbone?

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Figure 2. Une illustration du flux de carbone et des gains et pertes en carbone organique qui en résultent dans le sol. Source: Stacy Swartz

Du point de vue agricole, le captage du carbone (également appelée séquestration du carbone) est le stockage—sur terre—du CO2 extrait de l'atmosphère. L’étape d’élimination repose principalement sur la photosynthèse, processus par lequel les plantes utilisent l’énergie du soleil pour fabriquer des glucides, qui contiennent du carbone, à partir du CO2 et de l’eau.

Le carbone des plantes pénètre dans le sol de diverses manières (figure 2). Les racines libèrent des substances contenant du carbone. Les champignons du sol appelés mycorhizes obtiennent le carbone à partir des racines des plantes, tout en utilisant leur vaste réseau de fils fongiques pour aider les plantes à recueillir les nutriments et l'humidité. Lorsque les plantes et les microbes meurent, une partie du carbone qu'ils contiennent est incorporée à la matière organique du sol. Cela se produit lorsque les vers de terre et d'autres animaux du sol transportent des résidus de surface dans le sol et que la matière organique se décompose en formes stables (par exemple, l'humus).

Cependant, le carbone des plantes et du sol peut également retourner dans l'atmosphère par décomposition et par respiration. Lorsque les microbes du sol décomposent les résidus végétaux, ils libèrent du CO2 dans l'air lorsqu'ils «respirent». En comprenant que le carbone ne reste pas indéfiniment au même endroit, l'objectif du captage du carbone est de garder autant de carbone que possible sur la terre, le plus longtemps possible.

Pourquoi le captage du carbone dans le sol et la protection des terres sont-ils importants?

Le carbone dans le sol est lié aux avantages de la matière organique dans le sol

La matière organique du sol est constituée de tissus végétaux ou animaux à différents stades de décomposition. Les agriculteurs tirent de nombreux avantages de la matière organique. Ces avantages comprennent une source d'azote, une meilleure infiltration de l'eau et une plus grande rétention d’humidité et d’éléments nutritifs. Ceux-ci sont importants pour les petits agriculteurs à qui peu de solutions s’offrent en matière d’apports de fertilisation, surtout s'ils vivent dans des zones sujettes à la sécheresse. La matière organique est également riche en carbone, de sorte que toute pratique qui augmente le carbone organique dans le sol augmente également la matière organique du sol, ce qui profite aux agriculteurs.

Le carbone atmosphérique peut être transféré au sol

«L’Équivalent CO2» est une unité de mesure métrique correspondant à la quantité de CO2 équivalent au potentiel de réchauffement des GES. A titre d'exemple, 1 tonne de CH4 équivaut à 25 tonnes d'équivalents CO2, car le potentiel de réchauffement climatique du CH4 est 25 fois supérieur à celui du CO2. Le N2O a 298 fois plus de potentiel de réchauffement que le CO2. Le CO2 est le GES le plus répandu et le plus facile à traiter.

À l'échelle mondiale, les sols contiennent environ 1500 gigatonnes (Gt; 1 Gt = 1 milliard de tonnes métriques) de carbone organique. Cette quantité de carbone dépasse celles que l’on trouve dans l'atmosphère (760 Gt) et dans les plantes (560 Gt) combinées (Lal, 2004; Paustian et al. 2019). La plupart des terres agricoles du monde contiennent moins de carbone qu’elles l’étaient avant d’être cultivées, en raison du défrichage de la végétation au profit des cultures annuelles. Cela donne aux agriculteurs la possibilité d'augmenter la quantité de carbone séquestrée dans leurs sols. Par exemple, l'agriculture de conservation pourrait séquestrer entre 9,4 et 13,4 Gt d'équivalents de CO2 d'ici 2050 (Projet Drawdown, 2020).

La protection du sol empêche le CO2 de se perdre dans l'atmosphère

La réduction du labour du sol et de l'érosion aide à garder la couche arable intacte. L’une des caractéristiques d'une bonne couche arable est la liaison des particules individuelles du sol en mottes appelées agrégats. La matière organique aide à maintenir les agrégats ensemble et les agrégats protègent la matière organique qu'ils contiennent (Six et al., 2002). Lorsque les agrégats du sol sont fragmentés et dispersés, la matière organique qu'ils contiennent est plus sensible à la dégradation microbienne et à la libération de CO2 qui s’ensuit. La dégradation des terres conduit souvent à l'épuisement de la matière organique du sol. À l'inverse, la restauration de terres agricoles abandonnées et dégradées pourrait séquestrer environ 12 à 20 Gt d'équivalents de CO2 d'ici 2050 (Projet Drawdown, 2020). Les agriculteurs, bien sûr, jouent un rôle essentiel pour rendre ces terres à nouveau productives.

Quelques principes pour les stratégies de stockage du carbone sous les tropiques

Une abondance de soleil

Les régions tropicales ont la chance d’être ensoleillées, ce qui est nécessaire à la photosynthèse. Pensez à la photosynthèse comme une ressource librement disponible que les agriculteurs exploitent avec chaque mètre carré de terre occupé par des plantes. Bien entendu, la lumière du soleil n'est pas la seule exigence pour la photosynthèse; l'eau est également cruciale. Par exemple, les saisons de culture dans les zones de mousson sont limitées par la durée de la saison des pluies. Cependant, toute pratique qui prolonge la saison de culture augmente non seulement la production alimentaire, mais capture également le carbone atmosphérique.

Cycle rapide du carbone du sol

Plus de lumière directe du soleil sous les tropiques signifie qu'ils ont tendance à avoir des températures plus élevées que les zones tempérées. De nombreuses régions des tropiques reçoivent également de fortes précipitations. La combinaison de la chaleur et de l'humidité favorise la décomposition rapide des matières organiques par les microbes du sol, ce qui libère le CO2 dans l'atmosphère. De plus, certains sols tropicaux sont sableux ou sont composés d'argiles peu capables de former des agrégats qui protégeraient la matière organique de la décomposition microbienne. Ces facteurs peuvent rendre difficile la formation de matière organique du sol et empêcher les pertes en carbone de dépasser les gains en carbone. 

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Figure 3. Paillis à base de plantes à la surface du sol. Notez le mélange de matières vivantes/vertes et mortes/brunes. Source: Tim Motis

Dans ces circonstances, il est essentiel de maintenir la matière végétale à la surface du sol (figure 3). Des recherches menées dans des champs de canne à sucre sans labour au Brésil ont montré que les augmentations de carbone dans le sol pourraient avoir résulté encore plus du maintien des résidus de cultures à la surface du sol que de l'absence de perturbation du sol (Campos et al., 2011; Cherubin et al., 2018). Le paillis végétal protège le sol de la chaleur intense, réduisant les pertes en carbone en ralentissant la respiration microbienne. En même temps, le paillis libère lentement les éléments nutritifs dont les plantes ont besoin. Garder le sol recouvert de paillis imite la couverture de feuilles que l'on trouve dans les forêts tropicales.

Disponibilité limitée d'intrants organiques

Après la récolte, de nombreux petits agriculteurs ont besoin des résidus (feuilles, tiges) pour l'alimentation du bétail, comme bois d'allumage pour allumer les feux de cuisson ou pour d'autres usages. Dans les climats semi-arides, la quantité de biomasse végétale disponible pour le paillis est limitée en raison d’une faible pluviométrie. Reconnaissez ces limites lorsque vous travaillez auprès des agriculteurs pour améliorer leurs sols. Parallèlement, recherchez des moyens créatifs d'augmenter la disponibilité de la matière organique pour l'amélioration des sols et, en fin de compte, le captage du carbone dans le sol. Une stratégie complète pour générer de la matière organique pour l'enrichissement du sol pourrait inclure une ou plusieurs des techniques suivantes:

  1. Laisser au moins une partie des résidus de culture dans les champs, si possible.
  2. Profiter de toutes les sources de matières organiques, y compris le fumier animal et le compost.
  3. Creuser des micro-bassins, tels que ceux utilisés dans le système de trous zaï (Motis et al., 2013), pour concentrer la fertilité, récolter l'eau de pluie et utiliser les intrants disponibles aussi efficacement que possible. Cette approche convient aux climats secs.
  4. Intégrer des légumineuses ou des arbres et arbustes polyvalents qui peuvent être taillés périodiquement (pour minimiser la concurrence avec les cultures pour la lumière et pour fournir du paillis). Lahmar et al. (2012) discutent d'une approche pour le Sahel qui combine des trous zaï (dans lesquels on sème le mil) et des arbustes indigènes (Piliostigma reticulatum et Guiera senegalensis). Les agriculteurs élaguent les arbustes indigènes avant la saison des pluies afin de ne pas ombrager la culture céréalière; les arbustes continuent à pousser pendant la saison sèche et sont parmi les dernières plantes pendant la saison sèche à être broutées par le bétail.

La non-uniformité des régions tropicales et subtropicales

Les conditions climatiques varient dans les régions tropicales. Les régions tropicales sont souvent associées à la chaleur et à l'humidité, mais il existe aussi des régions très sèches, ainsi que des régions montagneuses assez fraîches. Cela signifie que les stratégies doivent être adaptées aux conditions et aux besoins des agriculteurs dans un contexte local.

Observations finales

Il se peut que nous ne comprenions jamais pleinement tous les facteurs qui affectent le climat (ni la manière complexe dont ces facteurs interagissent). Pourtant, les principes de base exposés dans cet article peuvent nous aider à avancer. La section des références peut être utilisée comme point de départ pour approfondir votre compréhension (les principales suggestions de lectures complémentaires sont marquées d'un astérisque [*]). Nous vous encourageons également à discuter avec les agriculteurs de votre zone de projet; leurs connaissances seront extrêmement précieuses pour l'élaboration de stratégies efficaces et judicieuses face au climat. Dans le prochain numéro de EDN, nous passerons en revue les systèmes agricoles sur lesquels nous avons déjà écrit et enseigné, en abordant cette fois leur potentiel d'atténuation des changements climatiques.

Références

Campos, B.H.C., T.J.C. Amado, C. Bayer, R.S. Nicoloso, et J.E. Fiorin. 2011. Carbon stock and its compartments in a subtropical oxisol under long-term tillage and crop rotation systems [Stock de carbone et ses compartiments dans un oxisol subtropical sous labour à long terme et des systèmes de rotation des cultures]. Revista Brasileira de Ciência do Solo 35: 805-817.

*Cherubin, M.R., D.M da S. Oliveira, B.J. Feigl, L.G. Pimentel, I.P. Lisboa, M.R. Gmach, , … C.C. Cerri. 2018. Crop residue harvest for bioenergy production and its implications on soil functioning and plant growth: A review [Récolte des résidus de culture pour la production de bioénergie et ses implications sur le fonctionnement du sol et la croissance des plantes: revue]. Scientia Agricola 75(3): 255–272.

EPA. 2020. https://www.epa.gov/ghgemissions/global-greenhouse-gas-emissions-data. Consulté le 3 juin 2020.

*Flanagan, B. 2015. Climate change and the role of development workers in helping rural agriculture communities adapt [Changements climatiques et rôle des agents de développement pour aider les communautés agricoles rurales à s'adapter]. ECHO Summary of MEAS Brief #3. Résumé par ECHO de la Note d’information n ° 3 de MEAS

Lal, R. 2004. Soil carbon sequestration impacts on global climate change and food security [La séquestration du carbone dans le sol a un impact sur les changements climatiques et la sécurité alimentaire dans le monde]. Science. 304:1623–7.

Lahmar, R., B.A. Bationo, N. Dan Lamso, Y. Guéro, et P. Tittonell. 2012. Tailoring conservation agriculture technologies to West Africa semi-arid zones: Building on traditional local practices for soil restoration [Adaptation des technologies d'agriculture de conservation aux zones semi-arides de l'Afrique de l'Ouest: capitalisation des pratiques locales traditionnelles pour la restauration des sols]. Field Crops Research 132:158-167.

*Lowder, S.K., J. Skoet, et T. Raney. 2016. The number, size, and distribution of farms, smallholder farms, and family farms worldwide [Le nombre, la taille et la répartition des exploitations agricoles, des petites exploitations agricoles et des exploitations familiales dans le monde]. World Development 87: 16-29.

Motis, T., C. D’Aiuto, and B. Lingbeek. 2013. Système de trous zaïNotes Techniques de ECHO no. 78.

*Paustian, K., E. Larson, J. Kent, E. Marx and A. Swan. 2019. Soil C sequestration as a biological negative emission strategy [Séquestration du C dans le sol comme stratégie d'émission négative biologique]. Frontiers in Climate 1.

*Project Drawdown. 2020. http://drawdown.org. Consulté le 14 juillet 2020. [REMARQUE: Ce site Web donne des informations détaillées sur de nombreux moyens pratiques de réduire le carbone atmosphérique.]

Six, J., R.T. Conant, E.A. Paul, et K. Paustian. 2002. Stabilization mechanisms of soil organic matter: implications for C-saturation of soil [Mécanismes de stabilisation de la matière organique du sol: implications pour la saturation du sol en carbone]. Plant and Soil 241: 155–176.