Quelles sont les pratiques agricoles les plus « durables » ? Essai de caractérisation des systèmes de cultures

Par Chloé Malaval, Lionel Jouy, Philippe Desvignes, Françoise Carpy-Goulard et Aline Dumont
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Les modèles agricoles des cinquante dernières années ont tous privilégié la croissance des rendements. Cette intensification agricole s’est accompagnée d’une consommation croissante d’intrants agrochimiques, vétérinaires et fourragers, entraînant d’inévitables pollutions de l’eau, et des atteintes plus ou moins importantes aux milieux naturels.

Le contexte politique (Grenelle Environnement, expertises de l'Institut national de la recherche agronomique sur l’usage des produits phytosanitaires aussi bien que sur celui de l’eau pour l’irrigation…) conduit à rendre évidente la nécessité de modifier les habitudes prises en agriculture au cours des cinquante dernières années et à se poser la question de la durabilité des types d’agriculture existant. Ainsi se développent des techniques de travail du sol superficiel, se mettent en place des mesures agro-environnementales dans l’objectif de réduire l’usage des produits phytosanitaires, et se profilent aussi des mesures incitant à économiser l’énergie.

Ces modifications de pratiques sont le plus souvent développées pour la simple raison qu’elles semblent « aller dans le bons sens », sans qu’on ait toujours envisagé les conséquences qu’elles peuvent avoir sur l’exploitation dans sa globalité. De même, une traduction en chiffres de ces modifications n'est pas toujours effectuée.

Cette étude, réalisée en 2008, a donc pour objet de proposer une caractérisation des pratiques agricoles et de leurs impacts sur la durabilité des systèmes mis en œuvre dans quatre exploitations céréalières d’une même région.

Deux principes clés ont guidé la démarche de caractérisation :

  • l’exploitation est vue comme un système de production, combinant productions et facteurs de production ;
  • l’exploitant a des raisons de faire ce qu’il fait.

Le fonctionnement de l’exploitation agricole peut être considéré comme un enchaînement de prise de décisions de l’agriculteur, dans un ensemble d’atouts et de contraintes en vue d’atteindre un ou plusieurs objectifs. Le système de culture, terme que nous utiliserons par la suite, définit, au sein de l’exploitation, la cohérence avec laquelle l'agriculteur utilise ses moyens de production sur chaque parcelle pour atteindre des objectifs de production et gérer la fertilité du milieu. Le système de culture, sous-ensemble du système de production, se décompose en succession de cultures et itinéraires techniques.

Quatre systèmes de culture (encadré 1 ), mis en œuvre par des producteurs dans les départements du Tarn-et-Garonne, de Haute-Garonne et du Gers sont présentés dans l’ annexe 2. Trois d’entre eux font partie du Réseau d’exploitations agricoles de références (REAR), mis en place et suivi par l’École d’ingénieurs de Purpan. Ces exploitations ont été choisies d’une part pour la diversité des objectifs de production fixés par chaque producteur, et d’autre part pour la diversité des atouts et contraintes de production spécifiques à chacune d’elles. La présentation des systèmes de culture, en colonne dans l’annexe 2, a volontairement été retenue pour illustrer cette diversité. Il conviendra de ne pas chercher à comparer critère par critère les systèmes entre eux.

Un objectif est commun aux quatre systèmes de culture : dégager un résultat net d’exploitation élevé. De plus, le nombre d’actifs présents sur l’exploitation varie peu d’un système à l’autre (de 1 à 1,2 unités de travail humain ou UTH*).

Le choix des échelles et des indicateurs est primordial

La caractérisation des pratiques culturales peut s’envisager à différentes échelles spatiales. L’échelle de la parcelle ou de la sole (ensemble des parcelles portant la même culture) est celle qui a été le plus souvent étudiée par le passé. Cependant, cette échelle de travail ne permet pas de prendre en compte toutes les contraintes d’une exploitation agricole. Par exemple, une culture peut ne pas être rentable sans que cela remette en cause l’existence même de l’exploitation.

Aussi a t-il été choisi, de façon à bien intégrer l’ensemble des interactions entre productions et facteurs de production, d’exprimer les indicateurs à l’échelle de l’exploitation, même si le calcul de certains indicateurs oblige à passer par l’échelle parcellaire. Dans notre étude, l’approche « exploitation » est aussi celle de l’analyse du système de culture puisque les quatre exploitations retenues sont sans élevage et ne produisent que des grandes cultures. Nous faisons l’hypothèse que chacun des agriculteurs réalise au sein de son exploitation des interventions techniques homogènes. Cette échelle de l’exploitation agricole est en effet celle du raisonnement des pratiques, de l’utilisation du matériel et des installations et de l’organisation du travail. Choisir cette échelle présente également l’avantage de pouvoir s’affranchir des allocations d’impacts par culture.

À noter que pour évaluer les indicateurs, le pas de temps choisi est celui d’une année, sur la période qui s’écoule entre la récolte du précédent et celle de la culture en place, ce qui permet d’intégrer la période d’interculture.

Les pratiques liées à un système de culture peuvent être décrites à l’aide de variables simples (dose en azote, dates d’apport…). Toutefois, chiffrer la pression exercée par ces pratiques sur l’environnement implique de recourir à des indicateurs, variables synthétiques qui fournissent des renseignements sur d’autres variables plus difficiles d’accès.

Afin de toujours garder le lien entre les pratiques et les indicateurs, ces derniers n’ont pas été agrégés. Ce choix traduit la volonté de ne pas caractériser un système par une ou deux valeurs sans lien direct avec les pratiques de l’agriculteur.

Le choix des indicateurs pour caractériser les pratiques est rendu compliqué par le très grand nombre d’indicateurs proposés par différents groupes de travail (groupes Indicateurs, Azote, et Phytoprat du Comité d'orientation pour des pratiques agricoles respectueuses de l'environnement – CORPEN, Observatoire territorialisé des pratiques agricoles, méthodes de diagnostic environnemental….). Pour cette étude, les indicateurs doivent servir à illustrer la situation des systèmes de production agricole vis-à-vis de leur durabilité, traduite par la satisfaction des besoins du présent sans compromettre la capacité des générations futures à satisfaire les leurs. Ils doivent donc couvrir les trois axes de la durabilité d’une exploitation : économiquement viable, écologiquement saine et socialement équitable.

On a retenu un nombre réduit d’indicateurs présentant un bon compromis entre simplicité, faisabilité et lisibilité. Même si on peut remarquer un certain déséquilibre dans la répartition selon les axes de la durabilité, l’axe social étant sous-représenté, il faut noter que cet axe n’est pas complètement négligé puisque les indicateurs tels que la surface agricole utile (SAU*) par unité de travail humain (UTH*), ou le temps de travail par hectare le prennent en compte.

Chaque indicateur est défini, et son mode d’expression précisé, en annexe 1.

S’il est nécessaire de les situer par rapport au schéma « Pression-État-Réponse », tous les indicateurs retenus sont des indicateurs de pression.

Des résultats contrastés difficiles à interpréter

La tentation est grande, à partir des données du tableau 1 de comparer les résultats des systèmes entre eux et de les classer. Ce genre d’exercice est à réaliser avec beaucoup de précautions car chaque système est complètement dépendant de son contexte pédologique, climatique, historique… Il ne sera pas envisageable de chercher à transposer un critère d’un système à l’autre sans que cela modifie les autres critères.

La présentation des quatre systèmes de culture dans un seul tableau et les commentaires ci-dessous ont été retenus pour caractériser et illustrer la diversité des résultats.

IVAN

Le capital immobilisé (exprimé en €/ha) varie d’un système à l’autre et illustre bien la stratégie d’équipement en matériel retenue par les différents producteurs. Le système n° 4 a un capital immobilisé faible, malgré la présence de matériel d’irrigation. Ceci s’explique par une stratégie d’équipement en CUMA. L’équipement individuel et le type de matériel d’irrigation expliquent, à l’inverse, le niveau plus important du capital immobilisé du système n° 3 (1940,00 €/ha).

Hectare/UTH et temps de travail (h/ha)

Le nombre d’hectares/UTH varie d’un système à l’autre de 74 à 160 ha/UTH. Il s’explique principalement par le poste « irrigation » présent dans les systèmes n° 3 et n° 4 et fort consommateur de main d’œuvre.

Le temps de travail à l’hectare est inférieur à 5 h/ha dans les systèmes n° 1 et n° 2. Ce faible temps de travail à l’hectare s’explique par le choix de la simplification du travail du sol à l’interculture et d’une implantation des cultures sans labour. Cette simplification du travail du sol est compensée par l’usage du glyphosate pour gérer les adventices et repousses de cultures et par l’usage du métaldéhyde pour gérer les limaces (annexe 2). L’usage de ces produits a un impact sur l’indicateur IFT qui sera commenté ensuite.

Le temps de travail élevé dans le système n° 3 (14,2 h/ha) s’explique par la mise en œuvre d’irrigation sur toute la surface de l’exploitation. Dans le système n° 4, le temps de travail (9,7 h/ha) s’explique par la mise en œuvre d’irrigation sur certaines cultures (maïs, soja) et par des interventions de travail du sol plus nombreuses (déchaumage, labour, hersage, binage) pour compenser la non-utilisation des produits phytosanitaires.

Pression azotée (kg/ha)

La quantité moyenne d’azote apportée varie de 41 à 192 kg/ha d’un système à l’autre. Cette variabilité s’explique par la nature des espèces cultivées plus ou moins consommatrices d’azote. La présence de pois (25 %) et de tournesol (25 %) dans l’assolement du système n° 1 induit une dose moyenne assez faible (103 kg/ha). Dans le système n° 4, le prix de l’intrant azote organique impose un usage au strict minimum (41 kg/ha). Dans le système n° 3 la monoculture de maïs nécessite une quantité plus importante (192 kg/ha) pour assurer un volume de production satisfaisant.

Niveau de rendement

Le niveau de rendement des cultures présentes dans les quatre systèmes est proche du rendement moyen du département de la Haute-Garonne.

Le rendement particulièrement bon du système n° 4 s’explique par un potentiel de rendement des parcelles supérieur au potentiel moyen des sols de la Haute-Garonne, par une parfaite maîtrise technique de la part du producteur et par le recours à l’irrigation.

Marge nette

Le prix de vente des cultures conditionne la marge nette des quatre systèmes de culture.

En effet, la variation des prix de vente des cultures de 2006 et de 2007 peut multiplier par trois à sept la marge nette selon le niveau de production à l’hectare. C’est le système n° 4 qui valorise le moins un prix de vente élevé et le système n° 3 qui le valorise le mieux.

Il est également intéressant d’observer que la marge nette obtenue avec les prix de vente des cultures en 2006 est proche dans les systèmes n° 1, 2 et 3 (139 à 150 €/ha). Cette marge nette est inférieure aux aides PAC. Avec les prix de vente 2006, la marge nette la plus élevée est observée dans le système n° 4.

Efficience économique

L’usage des intrants permet d’augmenter la marge brute dans tous les systèmes étudiés (de 2,1 à 3). L’efficience économique la plus faible (2,1) observée dans le système n° 2, s’explique par l’usage « peu productif » d’intrants (ex. : destruction des couverts à l’interculture) toutefois indispensables pour atteindre l’objectif de réduction de l’érosion.

Indice de couverture du sol

L’indice de couverture du sol varie de 46 à 100 % d’un système à l’autre. Cet indicateur illustre bien le fait que les objectifs recherchés par les producteurs sont différents.

Dans le système n° 2, l’indice de couverture est de 100 % car le producteur cherche à réduire l’érosion. Dans le système n° 4, l’indice de couverture est de 46 % car le producteur cherche à limiter le développement des adventices et autres parasites (ex. : limaces) avec des solutions alternatives à l’usage des produits phytosanitaires interdits en production biologique.

Balance globale azotée

La balance globale azotée est bonne dans les systèmes n° 1, 2 et 4 ; les résultats sont inférieurs à 50 kg N/ha. Il conviendra de vérifier la durabilité des rendements réalisés avec une balance globale azotée négative (- 51 kg N/ha) dans le système n° 4.

Dans le système n° 3, la balance globale azotée est légèrement supérieure à 50 kg N/ha. Dans le cadre d’une démarche de progrès, il conviendra d’ajuster plus finement la dose d’azote apportée à un objectif de rendement réaliste.

Indice de fréquence de traitement (IFT)

L’IFT caractérise la dépendance d’un système de culture par rapport à l’usage des produits phytosanitaires. La norme établie par l’administration dans le département de la Haute-Garonne est l’ordre de 4,5.

Les systèmes n° 1, 2 et 3, qui utilisent des produits phytosanitaires pour protéger les cultures, ont un IFT inférieur à la norme du département. La monoculture de maïs dans le système n° 3 et la maîtrise technique dans le système n° 2 expliquent des IFT inférieurs ou égaux à 3.

Dans le système n° 2, l’IFT de 3 peut être qualifié de très bon, compte tenu des fortes contraintes d’érosion qui conduisent le producteur à limiter le travail du sol et à implanter des couverts à l’interculture. Dans ce système, l’IFT de 3 est la somme d’un IFT de 1,2 (glyphosate et métaldéhyde) à l’interculture et d’un IFT de 1,8 pour la conduite des cultures (herbicide, fongicide, régulateur et insecticide).

Énergie brute produite

L’énergie brute produite varie de 61 494 à 169 680 MJ/ha entre les systèmes étudiés. Le système n° 3, le plus productif, est aussi le plus consommateur d’énergie primaire non renouvelable.

Impact climatique

La quantité de gaz à effet de serre émise par les quatre systèmes de culture varie de 0,9 à 2,5 t eqCO2/ha. À énergie primaire non renouvelable consommée proche, entre les systèmes n° 1, 2 et 4, c’est le système n° 4 qui émet le moins de gaz à effet de serre.

Carbone fixé par les cultures

La quantité de carbone fixée dans la partie récoltée des plantes varie de 4,9 à 13,4 t eqCO2/ha. Elle suit exactement la variation des quantités de matière sèche produites. C’est le système n° 4 qui fixe le moins et le système n° 3 qui fixe le plus.

Productivité de l’eau

La quantité de matière sèche supplémentaire obtenue sur les parcelles irriguées par m³ d’eau d’irrigation consommée dans les systèmes n° 3 et 4 varie de 2,4 à 3. Elle est sensiblement plus faible dans le système n° 4 car le rendement dans ce système est limité par le niveau de disponibilité de l’azote (raisons citées ci-dessus).

Les résultats de ces quatre systèmes de culture étudiés montrent que chaque système a ses atouts et ses faiblesses. Pour analyser les pratiques d’un producteur, il est important de bien connaître ses contraintes et les objectifs qu’il s’est fixé.

Il serait illusoire de penser que le système de culture parfait (impact social positif, impact nul sur l’environnement et marge nette élevée) existe. Seule l’adaptation au cas par cas est possible en hiérarchisant les priorités.

Encadré 2 - L’impact énergétique : un indice de durabilité calculé par la méthode de l'analyse du cycle de vie

 

Il ressort, pour les trois premiers systèmes, que le poste engrais est celui dont l’impact énergétique (encadré 2 et tableau 2) est le plus important (fabrication industrielle). Même dans le système n° 4, dans lequel l’usage d’engrais est très réduit, la part relative de ce poste engrais reste importante.

Dans les systèmes qui mettent en œuvre l’irrigation (n° 3 et 4), il apparaît aussi nettement que ce poste est plus impactant que les autres.

Dans le système n° 4, les interventions mécaniques multipliées ont un effet net sur l’impact énergétique.

On peut également observer que les herbicides ont un impact énergétique à l’hectare supérieur à celui des fongicides ou des insecticides.

Il vaut mieux ne pas conclure de la ligne récolte que les systèmes qui ne stockent pas (ex. : système n° 3) ont un impact énergétique plus faible. En effet, les systèmes n° 1, 2 et 3 stockent sur l’exploitation, au moins temporairement, tout ou partie de leur production tandis que le système n° 3 reporte sur une autre étape (collecteur) l’impact énergétique du séchage et du stockage.

Le tableau 3 indique la répartition des impacts énergétiques par culture. Encore une fois, il n’est pas question de comparer les cultures des différents systèmes les unes par rapport aux autres. Cette comparaison ne peut se faire qu’à l’intérieur d’un même système.

Cependant, on peut tout de même remarquer que les cultures qui reçoivent le moins d’engrais azotés (pois, féverole, tournesol) sont aussi celles qui, en valeur absolue, ont l’impact énergétique le plus faible. Il faut remarquer aussi que l’irrigation (soja, maïs) augmente l’impact énergétique d’une culture.

En conclusion, il n'y a pas de système idéal !

Tous ces indicateurs sont indispensables pour décrire un système de culture et, de même que les facteurs de production, ils sont liés entre eux, c'est-à-dire qu’il n’est pas possible d’en modifier un, en modifiant une pratique culturale, sans modifier également les autres. Par exemple, l’objectif de réduction de l’IFT supposerait de réduire l’usage des produits phytosanitaires, et, donc d’accepter :

  • soit un enherbement plus important des cultures pouvant aller jusqu’à une réduction des rendements, donc des valeurs des indicateurs économiques modifiées ou peut-être une fertilisation azotée augmentée pour compenser, donc une balance azotée, un impact énergétique et un impact climatique et, éventuellement, une productivité de l’eau d’irrigation, détériorés ;
  • soit une multiplication des passages mécaniques pendant l’interculture ou dans la culture, donc, là encore un impact énergétique et climatique détériorés, un temps de travail à l’hectare augmenté, une productivité des intrants diminuée, un taux de couverture du sol réduit.

Chacun de ces indicateurs dépend de plusieurs pratiques, mais aussi d’éléments extérieurs à l’exploitation comme le climat, qui va jouer directement sur le niveau des rendements et de la production végétale plus généralement. Ainsi, le climat va modifier les valeurs non seulement des indicateurs économiques mais même des indicateurs de pratiques comme la balance globale azotée, la production d’énergie brute ou la quantité de carbone fixée par les cultures. Mais d’autres éléments extérieurs peuvent modifier les valeurs observées ; par exemple, les prix de marché vont avoir un très fort impact sur les indicateurs économiques (voir les différences 2006-2007), y compris l’efficience économique des intrants. Il n’est donc pas raisonnable de décrire un système de culture à partir des données relatives à une année seulement. Il faut pouvoir prendre en compte les résultats de plusieurs campagnes.

Enfin, le mode d’expression des indicateurs retenus est particulièrement important. Tous ces indicateurs sont exprimés à l’unité de surface (ha). Ils traduisent les impacts de la fonction d’occupation de l’espace. Les mêmes indicateurs, exprimés à l’unité de production (q, t MS…), auraient abouti à des conclusions complémentaires mais différentes. Ainsi, l’impact énergétique d’un mégajoule d’énergie brute produit par le système n3 (monoculture de maïs) est du même niveau que celui d’un mégajoule d’énergie brute produit par le système n4 (système AB) !

Cette étude n’a pas pour finalité de mettre en avant un système au détriment des autres : il n’y a pas de système idéal sur l’ensemble des points abordés par les indicateurs… Pour l’agriculteur et son conseiller, ce type d’évaluation permet par contre d’entamer la réflexion, pour faire évoluer les systèmes de production. Pour chaque cas particulier, on peut en effet, à partir de ces indicateurs, imaginer des améliorations au sein de chaque exploitation, mais elles ne sont pas universelles.

Pour l’agriculteur, cet outil doit être considéré comme une véritable démarche de progrès, afin d’adopter des pratiques agricoles plus performantes, en utilisant notamment de façon plus durable les ressources de son environnement. On peut également imaginer que les éco-indicateurs deviendront un jour opposables au tiers, en cas de certification environnementale (écolabels, HVE ou haute valeur environnementale…) ou pour justifier de soutiens publics, dans le cadre de la conditionnalité des aides ou de mesures agro-environnementales.

L’évolution du prix du pétrole obligera à relativiser les performances d’une agriculture fortement consommatrice d’intrants. Le dérèglement climatique conduira à apprécier les rendements au travers des bilans de dioxyde de carbone. Les révisions qui s’annoncent amèneront aussi à considérer la nécessité de la conservation des sols, la préservation de la ressource en eau et le problème de l’érosion de la biodiversité… Nous devrons dorénavant raisonner de façon plus globale et plus systémique, même si, culturellement, nous n’y avons que trop peu été préparés. Gageons que ce type de travaux, basés sur une évaluation multicritère au travers d’indicateurs, facilite cet apprentissage, afin que l’agriculture réponde à ces nouveaux défis.

Remerciements

Nos remerciements vont aux agriculteurs qui ont mis leurs données à disposition, et à Y. Chabanel et P. Viaux qui ont participé à l’élaboration et à la présentation lors des Culturales  Sud.



[1] Haute valeur environnementale.

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