Effets de la gestion des intrants et de la diversité des cultures sur l’efficacité de l’utilisation d’énergies non renouvelables dans les systèmes de cultures des Prairies canadiennes

R. P. Zentner^1* , P. Basnyat¹, S. A. Brandt², A. G. Thomas³, D. Ulrich², C. A. Campbell⁴, C. N. Nagy⁵, B. Frick⁶, R. Lemke³, S. S. Malhi⁷ et M. R. Fernandez¹

Résumé
Bien que le principal objectif des producteurs puisse être d’augmenter les rendements nets, plusieurs sont aussi intéressés à conserver et améliorer la qualité du sol et des ressources d’eau et d’air en adoptant des pratiques de production plus saines pour l’environnement.

Cette étude a comparé des intrants à énergie non renouvelable, le rendement énergétique, et l’efficacité de l’utilisation d’énergie de neuf systèmes de culture en terre sèche comportant une combinaison factorielle de trois méthodes de gestion d’intrants (élevée, (HAUT) p. ex. labour conventionnel avec pleine utilisation des engrais et pesticides aux taux recommandés; réduit (RED), p. ex. travail de conservation du sol avec réduction de l’utilisation d’engrais et de pesticides par rapport aux taux recommandés; et organique (ORG), p. ex. labour classique avec des légumineuses fixatrices de N et des moyens non chimiques de contrôle des nuisibles et des mauvaises herbes); et de trois systèmes de rotation des cultures avec divers niveaux de diversité de cultures (une rotation basée sur la jachère avec une faible diversité de culture (FAIBLE); une rotation diversifiée utilisant une céréale annuelle, des oléagineux et des légumineuses à grain (DAG); et une rotation diversifiée utilisant des grains annuels et des fourrages pérennes (GAF)). L’étude a été menée de 1996 à 2007 sur un sol Dark Brown Chernozemic (Typic Boroll) des Prairies canadiennes.

Tel qu’escompté, les intrants énergétiques totaux directs et indirects étaient les plus élevés pour les traitements HAUT et RED (3773 MJ ha⁻¹ an⁻¹), et de 50% moins élevés pour la gestion ORG. La plupart des épargnes énergétiques provenaient de la non-utilisation d’engrais et de pesticides non organiques dans les traitements sous gestion ORG. De plus, l’utilisation totale d’énergie était la plus élevée pour les traitements DAG (3572 MJ ha⁻¹ an⁻¹), et similaire mais de 18% inférieure pour les traitements en diversité de cultures GAF et FAIBLE comparés à DAG. Donc, dans l’ensemble, les systèmes HAUT/DAG et le RED/DAG avaient les plus hautes exigences en énergie (4409 MJ ha⁻¹ an⁻¹) et ORG/GAF les moins élevées (1806 MJ ha⁻¹an⁻¹).

Le rendement énergétique (teneur en énergie par calorimétrie) était généralement le plus élevé pour les traitements élevés en intrants (HAUT) (26,541 MJ ha⁻¹an⁻¹), était d’environ 4 % moindre avec RED et 37 % moindre avec ORG. Cette dernière mesure reflète le rendement moins élevé des cultures sous régie biologique. De la même façon, le rendement énergétique était le plus élevé pour les traitements GAF (25,008 MJ ha⁻¹ an⁻¹), environ 5 % inférieur sous DAG et de 20 % inférieur pour le traitement à faible diversité culturale FAIBLE. Le rendement énergétique plus élevé sous GAF reflétait que la biomasse totale des cultures fourragères récoltées était incluse dans le rendement, alors que pour les céréales seules les graines étaient incluses. La paille et les résidus de culture des cultures annuelles étaient laissés au sol pour le protéger de l’érosion et pour maintenir la matière organique du sol comme il est recommandé de procéder en région semi-aride.

Au contraire du rendement énergétique et de l’énergie nette produite, l’efficacité de l’utilisation d’énergie (mesurée comme le rendement en grains et fourrage par unité d’intrant énergétique ou comme le ratio rendement énergétique/intrant énergétique) était la plus élevée pour les traitements ORG (497 kg de production récoltée GJ⁻¹ d’intrant énergétique, et un ratio rendement énergétique/intrant énergétique de 8.8). Nous avons obtenu une mesure de l’efficacité énergétique plus basse mais généralement similaire pour les traitements en intrants HAUT et RED (392 kg GJ⁻¹ et un ratio de 7.1). Ainsi, en général, ORG/GAF était le système cultural avec la plus grande efficacité énergétique, alors que RED/FAIBLE et RED/DAG se sont classés au plus bas en efficacité énergétique.

Nos résultats appuient le mouvement actuel des producteurs vers la gestion ORG comme moyen de réduire le recours à des intrants d’énergie non renouvelables et améliorer l’efficacité globale de l’utilisation énergétique de leurs systèmes culturaux. Nos résultats suggèrent également que, bien qu’il en résulte une hausse du rendement énergétique, s’éloigner des rotations traditionnelles monoculturales de céréales qui intègrent une fréquente mise en jachère estivale, pour adopter des rotations de cultures prolongées et diversifiées qui utilisent des méthodes de travail réduit du sol, ne réduira pas significativement la dépendance globale aux intrants énergétiques non renouvelables, ni n’améliorera l’efficacité de l’utilisation énergétique, à moins que des cultures de légumineuses fourragères pérennes et/ou des cultures de graines de légumineuses ne soient incluses dans le mélange cultural.

Dans la presse...


Source
European Journal of Agronomy (2011) 34: 113-123
DOI: 10.1016/j.eja.2010.11.004 


(1) Agriculture and Agri-Food Canada, Semiarid Prairie Agricultural Research Centre, Box 1030, Swift Current, Saskatchewan S9H 3X2, Canada
(2) Agriculture and Agri-Food Canada, Scott Research Farm, Box 10, Scott, Saskatchewan S0K 4A0, Canada
(3) Agriculture and Agri-Food Canada, Saskatoon, Research Centre, 107 Science Place, Saskatoon, Saskatchewan S7N 0X2, Canada
(4) Agriculture and Agri-Food Canada, Cereal and Oilseed Research Centre, 960 Carling Avenue, Ottawa, Ontario K1A 0C6, Canada
(5) Centre for Studies in Agriculture, Law and Environment, Department of Agricultural Economics, University of Saskatchewan, 51 Campus Drive, Saskatoon, Saskatchewan S7N 5A8, Canada
(6) Department of Plant Sciences, University of Saskatchewan, 51 Campus Drive, Saskatoon, Saskatchewan S7N 5A8, Canada
(7) Agriculture and Agri-Food Canada, Melfort Research Farm, Box 1240, Melfort, Saskatchewan S0E 1A0, Canada
* Corresponding author, E-mail zentnerr@agr.gc.ca

English


Affiché en février 2011