Добірка наукової літератури з теми "Zones de cultures – Engrais et amendements"

Dans les périmètres irrigués du Maroc, la pollution nitrique diffuse des eaux souterraines augmente le risque de détérioration de la qualité des ressources hydriques et engendre un risque sanitaire pour la population rurale s'approvisionnant le plus souvent directement de l'aquifère. La présente étude, réalisée dans le périmètre du Tadla (3600 km2), située au centre du Maroc, vise à faire l'état des lieux de la contamination des eaux souterraines par les nitrates et à identifier les causes potentielles de cette pollution. Le suivi de la concentration des eaux souterraines en nitrates a été réalisé durant la période août 1996 - avril 1998 dans un réseau de cent puits. Les paramètres du milieu physique et des pratiques culturales ont été déterminés soit par des mesures au champs, des analyses au laboratoire ou par enquête auprès des agriculteurs dans un réseau de 40 sites. Les résultats sont présentés sous forme de cartes thématiques par le SIG. Le niveau actuel de la pollution nitrique des eaux souterraines dans le périmètre irrigué du Tadla commence à devenir critique. De part la pollution ponctuelle mise en évidence aux alentours de quelques agglomérations urbaines et à l'aval des sucreries, les zones dont les teneurs en nitrates des eaux souterraines dépassent 50 mg NO3- /l sont localisées en aval des Béni Amir et en aval et à l'Est des Béni Moussa Est. Béni Moussa Ouest reste en général moins polluée que Béni Moussa Est. Les apports excessifs en eau et en engrais azotés pour les cultures pratiquées (blé, betterave, cultures maraîchères, arboriculture et luzerne), sont les causes directes de la pollution diffuse. Par ailleurs, il est certain que la texture du sol (argileuse, argilo-limoneuse et limono-argileuse), la teneur en argile (29% à 55%) et tous les paramètres qui leurs sont corrélés notamment la réserve utile du sol, réduisent le risque de lixiviation des nitrates en profondeur et assurent en conséquence un contrôle naturel de la pollution nitrique des eaux souterraines. Néanmoins, tous les autres facteurs étudiés notamment le niveau des nappes faible par rapport au sol (<4m-12m), la vitesse d'infiltration du sol en milieu saturé généralement élevée (20-450 mm/h), les teneurs assez importantes du sol en matière organique (1.5%-3.5%) et en azote total (0.10%-0.15%), joueraient positivement sur la vulnérabilité de la nappe à cette pollution. De même, le pouvoir de minéralisation élevé des sols couplé aux conditions écologiques favorables à une minéralisation intense de la matière organique native du sol, assez caractéristique des régions irriguées à climat méditerranéen, seraient en partie responsable de cette pollution. Néanmoins, Aucune corrélation n'a été mise en évidence entre la teneur en nitrate des eaux souterraines et les combinaisons linéaires des variables du milieu physique. Ceci serait dû à l'homogénéité du milieu physique et à l'accumulation de la pollution suivant le sens d'écoulement des nappes de l'amont vers l'aval hydraulique. Vu le niveau d'intensification agricole que connaît cette région, la situation risquerait de s'aggraver rapidement induisant, en dehors de toute mesure de prévention, la détérioration de la qualité des eaux souterraines dans cette région.

L’Agriculture Biologique (AB) se présente comme un mode de production agricole spécifique basé sur le respect d’un certain nombre de principes et de pratiques visant à réduire au maximum les impacts négatifs sur l’environnement. Elle est soumise à des interdictions et/ou des obligations de moyens, par exemple l’interdiction des Organismes Génétiquement Modifiés (OGM), des engrais de synthèse et des pesticides ou l’obligation de rotations pluriannuelles. Dans le cas de l’élevage, les critères portent sur l’origine des animaux, les conditions de logement et d’accès aux parcours, l’alimentation ainsi que la prévention et le traitement des maladies. Ainsi, la prévention des maladies est principalement basée sur l’utilisation de techniques d’élevage stimulant les défenses naturelles des animaux et, en cas de problème sanitaire, le recours à l’homéopathie ou à la phytothérapie ; l’emploi d’autres médicaments vétérinaires n’est pas exclu à condition de respecter des conditions réglementaires strictes1. L’AB s’inscrit dans des filières d’approvisionnement et de commercialisation incluant la transformation et la préparation des aliments, la distribution de gros et/ou de détail et le consommateur final. Dans tous les pays, agriculteurs, conditionneurs et importateurs doivent se conformer à des réglementations pour associer à leurs produits un étiquetage attestant de leur nature biologique. Les produits issus de l’AB sont certifiés et des mécanismes d’inspection assurent le respect des règlements. L’AB mondiale est aujourd’hui encore une activité marginale au regard des terres consacrées (moins de 2%), du nombre d’agriculteurs engagés ou des volumes concernés. Il s’agit toutefois d’une activité en forte croissance avec, par exemple, un triplement des surfaces mondiales dédiées entre 1999 et aujourd’hui. Le marché mondial des produits issus de l’AB était estimé à 25 milliards d’euros en 2006, soit deux fois plus qu’en 2000 (données IFOAM). La consommation est très fortement concentrée, à plus de 95% en Amérique du Nord d’une part, et en Europe de l’Ouest où les principaux marchés sont l’Allemagne, l’Italie, la France et le Royaume-Uni, d’autre part. Sur ces deux continents, les importations sont nécessaires pour pallier le déficit de l’offre domestique au regard de la demande intérieure. Ceci est particulièrement vrai en France. Selon le ministère en charge de l’agriculture (2009), «la demande [française] de produits issus de l’AB croît de 10% par an depuis 1999. Or, l’offre [nationale] de produits issus de l’AB est aujourd’hui insuffisante pour satisfaire cette demande croissante. Les surfaces des 11 970 exploitations agricoles françaises en AB ne représentent que 2% de la surface agricole. Par défaut d’organisation entre les producteurs et à cause de l’éparpillement des productions, une part significative des produits bio n’est pas valorisée». Et simultanément, 25% environ de la consommation française de produits bio est satisfaite par des importations. Cette situation a conduit le Ministre en charge de l’agriculture à proposer, dans le cadre du Grenelle de l’environnement, un plan visant le triplement à l’horizon 2012 des surfaces françaises en AB (6% de la surface agricole utile en 2012). Pour atteindre cet objectif, le plan inclut un soutien budgétaire à la structuration de la filière bio (sous la forme d’un fonds de structuration doté de 15 millions d’euros sur cinq ans), la mobilisation de la recherche (notamment sous la forme de crédits «recherche»), un soutien accru aux exploitations converties en AB (via le déplafonnement des 7 600 €/an/unité des aides agro-environnementales pour les exploitations en conversion vers l’AB et une augmentation de l’enveloppe dédiée, ainsi que la reconduction du crédit d’impôt en 2009, celui-ci étant par ailleurs augmenté) et enfin, l’obligation dès 2012 faite à la restauration collective de proposer dans ses menus 20% de produits issus de l’AB. Enfin, dans le cadre du bilan de santé de la Politique Agricole Commune (PAC) du 23 février 2009, une aide spécifique aux exploitations en AB d’un montant d’un peu moins de 40 millions d’euros a été adoptée. Le plan français en faveur de l’AB, popularisé sous le libellé «AB : objectif 2012», vise donc à développer la production domestique de produits issus de l’AB via la fixation d’un objectif quantitatif en termes de surfaces dédiées en jouant simultanément sur la demande (via une contrainte d’incorporation de produits issus de l’AB dans la restauration collective) et l’offre (via, de façon générale, un soutien augmenté aux exploitations en conversion vers l’AB et déjà converties à l’AB). Dans ce contexte, le comité éditorial de la revue Inra Productions Animales et la direction de l’Inra ont souhaité apporter un éclairage scientifique sur les acquis, les verrous et les perspectives en matière d’élevage AB. Ce numéro a été coordonné par J.M. Perez avec l’aide de nombreux relecteurs : que tous soient ici remerciés. Après une présentation du cahier des charges français et de la réglementation communautaire (Leroux et al), le numéro se décline en trois parties : une série d’articles sur différentes filières animales concernées (avicole, porcine, bovine allaitante, ovine allaitante), un focus sur deux approches à l’échelle des systèmes d’élevage (ovin allaitant et bovin laitier), et enfin des articles centrés sur les problèmes les plus aigus rencontrés dans le domaine de la gestion sanitaire et de la maitrise de la reproduction. L’article conclusif de Bellon et al fait le point sur les principales questions de recherche qui demeurent. En aviculture (Guémené et al), à l’exception de l’œuf, la production bio reste marginale, mais les filières sont bien organisées. Cette situation résulte d’une relative synergie avec les filières label rouge, avec lesquelles elles partagent plusieurs caractéristiques (types génétiques, longue durée d’élevage, parcours). Des difficultés multiples subsistent néanmoins. La production bio est pénalisée par le manque de poussins AB, des difficultés de maintien de l’état environnemental et sanitaire des parcours, la rareté de l’aliment bio et la difficulté d’assurer l’équilibre en acides aminés des rations (pas d’acides aminés de synthèse), élément susceptible d’expliquer la surmortalité constatée en pondeuse (liée à des problèmes comportementaux). Par suite, les performances sont inférieures à celles de l’élevage conventionnel (augmentation de la durée d’élevage et de l’indice de conversion) et l’impact environnemental, bien qu’amélioré quand il est rapporté à l’hectare, est moins favorable quand il est mesuré par unité produite, à l’exception notable de l’utilisation de pesticides. Prunier et al aboutissent aux mêmes conclusions dans le cas de la production de porcs AB. Relativement au conventionnel, les contraintes sont fortes sur le plan alimentaire (rareté de l’aliment AB, problème d’équilibre en acides aminés des rations) et de la conduite d’élevage (interdiction ou limitation des pratiques de convenance, âge des animaux au sevrage de 40 jours, difficultés de synchronisation des chaleurs et des mises bas, limitation des traitements vétérinaires). Ces contraintes et la grande diversité des élevages de porcs AB se traduisent par une forte variabilité des performances en termes de survie, reproduction, composition corporelle ou qualité des produits : autant de critères qu’il conviendra de mieux maîtriser à l’avenir pour assurer la pérennité de l’élevage porcin AB. Les performances zootechniques et économiques de l’élevage bovin allaitant bio sont abordées dans l’article de Veysset et al à partir d’un échantillon limité d’exploitations situées en zones défavorisées. Les caractéristiques des unités AB diffèrent peu de celles de leurs voisines en élevage conventionnel ; avec un chargement à l’hectare plus faible mais une plus grande autonomie alimentaire, les résultats techniques des élevages AB sont proches de ceux des élevages conventionnels et ce, en dépit d’une moindre production de viande vive par unité de bétail, en raison d’un cycle de production en moyenne plus long. Sur le plan économique, les charges plus faibles (pas de traitements antiparasitaires, pas de vaccinations systématiques) ne suffisent pas à compenser un moindre produit à l’hectare. Un verrou majeur est le déficit de gestion collective de la filière verticale (absence totale de débouché en AB pour les animaux maigres, en particulier) qui se traduit par un problème aigu de sous-valorisation puisque dans l’échantillon enquêté 71% des animaux sont vendus sans signe de qualité : nul doute qu’il s’agit là d’une priorité d’action. En élevage ovin (Benoit et Laignel), également sur la base d’un échantillon malheureusement restreint, les différences de performances techniques et économiques des élevages conventionnels versus bio varient sensiblement selon la localisation géographique, plaine ou montagne ; il est de ce fait difficile (et dangereux) de dégager des enseignements généraux valables pour l’élevage bio dans son ensemble. L’étude détaillée des adaptations des systèmes d’élevage aux potentialités agronomiques réalisée sur quatre fermes expérimentales montre néanmoins le rôle clé de la variable «autonomie alimentaire». Par suite, la situation économique des élevages ovins bio est plus difficile en zone de montagne où l’autonomie alimentaire, voire fourragère, est moindre (l’achat des aliments non produits sur l’exploitation représente 41% du prix de vente des agneaux dans l’échantillon enquêté). In fine, cela suggère que la variabilité des performances de l’élevage ovin bio, de plaine et de montagne, dépend plus du coût de l’aliment et de la valorisation des agneaux que de la productivité numérique. L’article de Benoit et al porte également sur l’élevage ovin biologique, plus précisément la comparaison de deux systèmes ovins allaitants AB différant par le rythme de reproduction des animaux. Cela montre que les performances de l’élevage ovin AB ne s’améliorent pas quand le rythme de reproduction est accéléré, le faible avantage de productivité numérique ne permettant pas de compenser l’augmentation des consommations d’aliments concentrés et la moindre qualité des agneaux. Au final, cela illustre la plus grande difficulté à piloter le système AB le plus intensif. L’article de Coquil et al relève aussi d’une approche systémique appliquée cette fois à l’élevage bovin laitier. Il porte sur l’analyse d’un dispositif original de polyculture-élevage mis en place à la Station Inra de Mirecourt reposant sur la valorisation maximale des ressources du milieu naturel et accordant une importance première à l’autonomie en paille et à la culture des légumineuses (protéagineux, luzerne). Le cheptel valorise les produits végétaux (prairies et cultures) et assure la fertilisation des parcelles en retour. L’autonomie alimentaire étant privilégiée, les effectifs animaux sont une variable d’ajustement, situation plutôt inhabituelle par comparaison avec des élevages laitiers conventionnels qui cherchent en premier lieu à maintenir les cheptels et les capacités de production animale. Les premiers retours d’expérience suggèrent une révision du dispositif en maximisant les synergies et les complémentarités plutôt que de considérer que l’une des deux activités, la culture ou l’élevage, est au service de l’autre. Cabaret et al proposent un éclairage sur les problèmes sanitaires en élevage biologique. Sur la base, d’une part, d’une analyse des déclaratifs des acteurs de l’élevage, et, d’autre part, d’évaluations aussi objectivées que possible, les chercheurs montrent qu’il n’y aurait pas de différence notable entre l’AB et le conventionnel sur le plan des maladies infectieuses et parasitaires (nature, fréquence). La gestion de la santé des cheptels AB repose davantage sur l’éleveur que sur les prescripteurs externes auxquels il est moins fait appel, et sur une planification sanitaire préalable privilégiant la prévention et une réflexion de plus long terme sur la santé globale du troupeau, l’ensemble des maladies qui peuvent l’affecter, etc. La planification n’est pas uniquement technique. Elle requiert aussi l’adhésion des éleveurs. De fait, l’enquête analysée dans cet article relative aux élevages ovins allaitants met en lumière l’importance de ces aspects individuels et culturels sur la gestion de la santé en élevage biologique. Les alternatives aux traitements anthelminthiques en élevage ruminant AB font l’objet de nombreux travaux (Hoste et al). Différents moyens de lutte contre les parasitoses sont mis en œuvre : gestion du pâturage de façon à limiter le parasitisme helminthique (rotations, mise au repos, assainissement), augmentation de la résistance de l’hôte (génétique, nutrition, vaccination), et traitements alternatifs des animaux infectés (homéopathie, phytothérapie, aromathérapie). Les protocoles d’évaluation objective de ces traitements alternatifs posent des problèmes méthodologiques non totalement résolus à ce jour. Mais traiter autrement, c’est aussi réduire le nombre de traitements anthelminthiques de synthèse via un emploi plus ciblé (saison, catégories d’animaux). Au total, de par la contrainte du cahier des charges à respecter, l’élevage biologique a recours à l’ensemble des moyens de lutte contre les maladies parasitaires. Dans le cadre de cette approche intégrée de la santé animale, l’élevage biologique peut jouer un rôle de démonstrateur pour l’ensemble des systèmes d’élevage concernés par le problème de la résistance et des alternatives aux anthelminthiques utilisés à grande échelle. Même si la réglementation n’impose pas de conduites de reproduction spécifiques en élevage AB, elle contraint fortement les pratiques, notamment l’utilisation des traitements hormonaux. L’impact de ces contraintes est particulièrement fort en élevage de petits ruminants (où le recours à des hormones de synthèse permet l’induction et la synchronisation des chaleurs et des ovulations) et en production porcine (où la synchronisation des chaleurs et des mises bas est très pratiquée). Néanmoins, Pellicer-Rubio et al rappellent que des solutions utilisées en élevage conventionnel peuvent également être mobilisées en élevage biologique, l’effet mâle et les traitements photopériodiques naturels notamment, et ce dans toutes les filières, en particulier celles fortement consommatrices de traitements hormonaux. De façon générale, les marges de progrès sont encore importantes et les solutions seront inévitablement multiformes, combinant diverses techniques selon une approche intégrée. Ici aussi, l’AB veut être valeur d’exemple, en particulier dans la perspective d’une possible interdiction des hormones exogènes en productions animales. L’article de Bellon et al conclut le numéro. Il met l’accent sur quatre thématiques prioritaires de recherche à développer, à savoir 1) la conception de systèmes d’élevage AB, 2) l’évaluation de l’état sanitaire des troupeaux et le développement d’outils thérapeutiques alternatifs, 3) la maîtrise de la qualité des produits et 4) l’étude des interactions entre élevage AB et environnement. A ces quatre orientations, on ajoutera la nécessité de recherches sur l’organisation des filières, la distribution, les politiques publiques, etc. dans la perspective de différenciation et de valorisation par le consommateur des produits issus de l’élevage biologique. Dans le droit fil de ces conclusions, l’Inra a lancé, ce printemps, un nouvel appel à projets de recherche sur l’AB dans le cadre du programme dit AgriBio3 (programme qui prend la suite de deux premiers programmes également ciblés sur l’AB). Les deux grandes thématiques privilégiées sont, d’une part, les performances techniques de l’AB (évaluation, amélioration, conséquences sur les pratiques), et, d’autre part, le développement économique de l’AB (caractérisation de la demande, ajustement entre l’offre et la demande, stratégie des acteurs et politiques publiques). Ce programme, associé à d’autres initiatives nationales (appel à projets d’innovation et de partenariat CASDAR du ministère en charge de l’agriculture) et européennes (programme européen CORE Organic en cours de montage, suite à un premier programme éponyme), devrait permettre, du moins nous l’espérons, de répondre aux défis de l’AB, plus spécifiquement ici à ceux de l’élevage biologique. Un enjeu important est aussi que les innovations qui émergeront de ces futurs programmes, tout comme des travaux pionniers décrits dans ce numéro, constituent une source d’inspiration pour faire évoluer et asseoirla durabilité d’autres formes d’élevage.

Les autorités régionales belges doivent, ces jours-ci, se prononcer sur les différentes options de réforme de la Politique Agricole Commune (PAC) proposées par l'accord européen de juin dernier. Ce numéro spécial de Regards Economiques se penche sur les effets et les enjeux de cette réforme. Plusieurs questions sont abordées. En quoi consiste cette réforme ? Quelles sont ses implications pour l’agriculture belge ? Faut-il maintenir des aides aux agriculteurs ? A qui profite la PAC actuelle ? Comment rendre la PAC plus juste et plus efficace ? En quoi consiste la nouvelle réforme de la PAC ? En juin dernier, l'Union européenne a décidé de réformer une nouvelle fois le mode de soutien en faveur du secteur agricole. Cette réforme consiste à convertir la plupart des aides actuelles en un seul paiement unique qui sera distribué aux agriculteurs en fonction de l'étendue de leur superficie agricole cultivée, indépendamment du type de culture ou d'élevage qu'ils pratiquent et du volume de production qu'ils mettent sur le marché. C'est le "découplage"complet des aides agricoles vis-à-vis de l'acte de production, un principe de subvention agricole longuement recommandé par les économistes agricoles dont s'est enfin inspirée la Commission européenne en dépit des résistances conservatrices de nombreux Etats membres. C'est donc l'abandon d'un système de soutien inefficace qui, jusqu'à la réforme précédente de 1992, était essentiellement basé sur un système de prix agricoles garantis largement supérieurs aux prix mondiaux, de barrières douanières impénétrables et de subventions aux exportations exorbitantes. Non seulement ce système fut incapable de soutenir le revenu agricole et de diminuer la disparité des revenus entre exploitations et régions, mais il fut responsable d'excédents agricoles colossaux, de dépenses considérables, de pollutions agricoles et de tensions commerciales avec les pays les plus compétitifs. La nouvelle réforme permettra de mieux orienter les choix de production vers les réelles opportunités du marché et de réduire les distorsions des subventions agricoles sur les marchés agricoles tant européens qu'internationaux. En plus du découplage, deux autres principes sont parallèlement mis en oeuvre. Le principe de l'éco-conditionnalité liera à terme la perception du paiement unique au respect de 18 exigences réglementaires dans le domaine de l'environnement, de la sécurité des aliments, de la santé animale et phytosanitaire et du bien-être animal. Le principe de la modulation instaurera une légère discrimination en faveur des petites exploitations en les exemptant d'une baisse prévue de 5 % du paiement unique. Les économies budgétaires réalisées par cette mesure permettront de renforcer le financement des mesures dites de développement rural. L'accord de juin 2003 offre toutefois la possibilité aux Etats membres de maintenir une proportion de paiements directs couplée à la production s'ils craignent la perturbation de marchés agricoles ou l'abandon de certaines productions tout en intégrant la proportion restante des paiements directs dans le paiement unique. Diverses options de découplage partiel leur sont proposées. Les autorités régionales du pays doivent incessamment se prononcer sur ces options. Quelles sont ses implications pour l’économie belge ? A l’aide de deux modèles économiques de simulation, nous avons tenté d’évaluer les conséquences possibles sur l’agriculture belge des différentes options de découplage des aides telles qu’autorisées par l’accord de juin dernier. Les simulations montrent des substitutions importantes entre les productions agricoles végétales au profit de cultures moins intensives telles que les prairies temporaires, une baisse de la production de viande bovine mais le maintien de la production de lait. Malgré ces ajustements, notamment dans le domaine de l'élevage, les simulations indiquent le maintien et même une légère hausse des revenus nets agricoles dépendant de l'effet des variations de l'offre sur le prix du marché. Ces ajustements ainsi que les hausses du revenu agricole sont de façon générale les plus prononcés pour l'option de découplage complet de toutes les aides. C'est en effet cette option qui procure la plus grande cohérence entre l’allocation des ressources fixes de la région et les opportunités de marché. Une analyse plus fine au niveau des différents types d'exploitation montre toutefois que l'option de découplage complet à l'exception des aides pour le troupeau de vaches allaitantes et l'abatage de bovins est la plus favorable pour les exploitations spécialisées dans ce type d'activités alors que cette option est presque autant favorable pour les autres types d'exploitation que celle du découplage complet. Dans la mesure où, en outre, le contribuable qui finance les aides directes, apprécie le maintien d'un troupeau allaitant à des fins, par exemple, d'aménités paysagères, ou d'une profession d'éleveurs là où elle est la plus concentrée et menacée, c'est-à-dire dans le sud de la Belgique, il semble que l'option de découplage complet de toutes les aides à l'exception de celles réservées à l'élevage allaitant se révèle comme la plus adéquate à la structure du secteur agricole belge parmi toutes les autres options autorisées par l'accord agricole européen de juin dernier. Les résultats de ces simulations ne prennent toutefois pas en compte plusieurs autres défis à l'agriculture belge. Il s'agit notamment (1) du renchérissement possible des terres agricoles en raison de la seule nécessité de mettre en culture de telles terres pour obtenir des subsides importants, (2) de l'évolution des prix agricoles et de leur volatilité sur le marché européen et (3) de la justification à plus long terme des aides importantes consacrées au secteur agricole. Faut-il maintenir des aides aux agriculteurs ? A qui profite la PAC actuelle ? Pour mettre en perspective les anticipations exposées plus haut et juger si la PAC a bien l’utilité qu’elle devrait avoir, il vaut la peine de se demander ce qui justifie, sur le plan des principes, de subsidier le secteur agricole. Il faut d’abord remarquer que les politiques agricoles des pays du Nord, Europe et USA en tête, ont nuit à la prospérité des agriculteurs du Sud, notamment en leur coupant l’accès aux marchés prospères du Nord. Elles n’ont pas pu soutenir le revenu agricole en Europe et sont responsables de tensions commerciales avec le reste du monde et de dépenses monstrueuses ! Même parmi les producteurs européens de biens agricoles, la PAC ne profite vraiment pas aux petites exploitations, dont la production et la superficie sont faibles : elles n’ont reçu et ne recevront que de faibles subsides. Or, la demande d’intrants agricoles (machines, terre, engrais,…) et leurs prix sont globalement plus élevés qu’ils ne le seraient sans subside. La petite exploitation agricole peut en fait se retrouver avec un revenu identique ou inférieur à celui qu’elle aurait si le subside n’existait pas. L’équité ne fournit donc pas de justification à l’existence de subsides agricoles. Néanmoins, l’activité agricole ne se limite pas seulement à la production des biens agricoles : la sécurité alimentaire, la qualité de l’environnement et l’entretien des zones rurales sont trois exemples d’aménités qui résultent des activités agricoles. Or, sans régulation, les aménités sont en général offertes en quantités inférieures à ce qui est socialement souhaitable. Il faut donc un subside à l’activité agricole pour atteindre un niveau efficace d’aménités. L’éco-conditionnalité n’est qu’un pas timide en ce sens. On peut déplorer que les modes passés et présents de soutien agricole en Europe ne contribuent pas à la production efficace d’aménités rurales. Au contraire, l’analyse ne nous permet d’identifier, par élimination, que deux types de bénéficiaires effectifs de la PAC, dans n’importe laquelle de ses versions : les grandes exploitations agricoles etles fournisseurs d’intrants agricoles, en particulier les propriétaires fonciers. Comment rendre la PAC plus juste et plus efficace ? Les contribuables ne souhaitent probablement pas que leurs impôts alimentent la valeur foncière des terres agricoles ou la prospérité des plus grandes exploitations agricoles. Nombre d’agriculteurs, particulièrement ceux que le système actuel laisse en bordure de la pauvreté, pourraient aussi trouver un plus grand intérêt à une réforme, non pas à une libéralisation pure et simple, mais à une réorientation des interventions publiques vers la rétribution des aménités typiques des activités rurales. Une conclusion assez claire émerge donc de la mise en perspective normative des effets du "découplage" qui constitue la réforme de la PAC. Pour des raisons d'équité et d'efficacité, le re-couplage du paiement unique à des fins spécifiques valorisées par le contribuable ou le consommateur qui le finance, est effectivement la seule alternative permettant de justifier à plus long terme des budgets importants réservés au secteur agricole vis-à-vis, notamment, de critiques de plus en plus acerbes à l'égard de tels budgets qu'a bien mises en évidence le rapport Sapir. Cette réorientation est une nécessité qui s'imposera dans l'avenir au fur et à mesure que la justification du paiement unique comme aide aux ajustements structurels perdra sa pertinence.

Les autorités régionales belges doivent, ces jours-ci, se prononcer sur les différentes options de réforme de la Politique Agricole Commune (PAC) proposées par l'accord européen de juin dernier. Ce numéro spécial de Regards Economiques se penche sur les effets et les enjeux de cette réforme. Plusieurs questions sont abordées. En quoi consiste cette réforme ? Quelles sont ses implications pour l’agriculture belge ? Faut-il maintenir des aides aux agriculteurs ? A qui profite la PAC actuelle ? Comment rendre la PAC plus juste et plus efficace ? En quoi consiste la nouvelle réforme de la PAC ? En juin dernier, l'Union européenne a décidé de réformer une nouvelle fois le mode de soutien en faveur du secteur agricole. Cette réforme consiste à convertir la plupart des aides actuelles en un seul paiement unique qui sera distribué aux agriculteurs en fonction de l'étendue de leur superficie agricole cultivée, indépendamment du type de culture ou d'élevage qu'ils pratiquent et du volume de production qu'ils mettent sur le marché. C'est le "découplage"complet des aides agricoles vis-à-vis de l'acte de production, un principe de subvention agricole longuement recommandé par les économistes agricoles dont s'est enfin inspirée la Commission européenne en dépit des résistances conservatrices de nombreux Etats membres. C'est donc l'abandon d'un système de soutien inefficace qui, jusqu'à la réforme précédente de 1992, était essentiellement basé sur un système de prix agricoles garantis largement supérieurs aux prix mondiaux, de barrières douanières impénétrables et de subventions aux exportations exorbitantes. Non seulement ce système fut incapable de soutenir le revenu agricole et de diminuer la disparité des revenus entre exploitations et régions, mais il fut responsable d'excédents agricoles colossaux, de dépenses considérables, de pollutions agricoles et de tensions commerciales avec les pays les plus compétitifs. La nouvelle réforme permettra de mieux orienter les choix de production vers les réelles opportunités du marché et de réduire les distorsions des subventions agricoles sur les marchés agricoles tant européens qu'internationaux. En plus du découplage, deux autres principes sont parallèlement mis en oeuvre. Le principe de l'éco-conditionnalité liera à terme la perception du paiement unique au respect de 18 exigences réglementaires dans le domaine de l'environnement, de la sécurité des aliments, de la santé animale et phytosanitaire et du bien-être animal. Le principe de la modulation instaurera une légère discrimination en faveur des petites exploitations en les exemptant d'une baisse prévue de 5 % du paiement unique. Les économies budgétaires réalisées par cette mesure permettront de renforcer le financement des mesures dites de développement rural. L'accord de juin 2003 offre toutefois la possibilité aux Etats membres de maintenir une proportion de paiements directs couplée à la production s'ils craignent la perturbation de marchés agricoles ou l'abandon de certaines productions tout en intégrant la proportion restante des paiements directs dans le paiement unique. Diverses options de découplage partiel leur sont proposées. Les autorités régionales du pays doivent incessamment se prononcer sur ces options. Quelles sont ses implications pour l’économie belge ? A l’aide de deux modèles économiques de simulation, nous avons tenté d’évaluer les conséquences possibles sur l’agriculture belge des différentes options de découplage des aides telles qu’autorisées par l’accord de juin dernier. Les simulations montrent des substitutions importantes entre les productions agricoles végétales au profit de cultures moins intensives telles que les prairies temporaires, une baisse de la production de viande bovine mais le maintien de la production de lait. Malgré ces ajustements, notamment dans le domaine de l'élevage, les simulations indiquent le maintien et même une légère hausse des revenus nets agricoles dépendant de l'effet des variations de l'offre sur le prix du marché. Ces ajustements ainsi que les hausses du revenu agricole sont de façon générale les plus prononcés pour l'option de découplage complet de toutes les aides. C'est en effet cette option qui procure la plus grande cohérence entre l’allocation des ressources fixes de la région et les opportunités de marché. Une analyse plus fine au niveau des différents types d'exploitation montre toutefois que l'option de découplage complet à l'exception des aides pour le troupeau de vaches allaitantes et l'abatage de bovins est la plus favorable pour les exploitations spécialisées dans ce type d'activités alors que cette option est presque autant favorable pour les autres types d'exploitation que celle du découplage complet. Dans la mesure où, en outre, le contribuable qui finance les aides directes, apprécie le maintien d'un troupeau allaitant à des fins, par exemple, d'aménités paysagères, ou d'une profession d'éleveurs là où elle est la plus concentrée et menacée, c'est-à-dire dans le sud de la Belgique, il semble que l'option de découplage complet de toutes les aides à l'exception de celles réservées à l'élevage allaitant se révèle comme la plus adéquate à la structure du secteur agricole belge parmi toutes les autres options autorisées par l'accord agricole européen de juin dernier. Les résultats de ces simulations ne prennent toutefois pas en compte plusieurs autres défis à l'agriculture belge. Il s'agit notamment (1) du renchérissement possible des terres agricoles en raison de la seule nécessité de mettre en culture de telles terres pour obtenir des subsides importants, (2) de l'évolution des prix agricoles et de leur volatilité sur le marché européen et (3) de la justification à plus long terme des aides importantes consacrées au secteur agricole. Faut-il maintenir des aides aux agriculteurs ? A qui profite la PAC actuelle ? Pour mettre en perspective les anticipations exposées plus haut et juger si la PAC a bien l’utilité qu’elle devrait avoir, il vaut la peine de se demander ce qui justifie, sur le plan des principes, de subsidier le secteur agricole. Il faut d’abord remarquer que les politiques agricoles des pays du Nord, Europe et USA en tête, ont nuit à la prospérité des agriculteurs du Sud, notamment en leur coupant l’accès aux marchés prospères du Nord. Elles n’ont pas pu soutenir le revenu agricole en Europe et sont responsables de tensions commerciales avec le reste du monde et de dépenses monstrueuses ! Même parmi les producteurs européens de biens agricoles, la PAC ne profite vraiment pas aux petites exploitations, dont la production et la superficie sont faibles : elles n’ont reçu et ne recevront que de faibles subsides. Or, la demande d’intrants agricoles (machines, terre, engrais,…) et leurs prix sont globalement plus élevés qu’ils ne le seraient sans subside. La petite exploitation agricole peut en fait se retrouver avec un revenu identique ou inférieur à celui qu’elle aurait si le subside n’existait pas. L’équité ne fournit donc pas de justification à l’existence de subsides agricoles. Néanmoins, l’activité agricole ne se limite pas seulement à la production des biens agricoles : la sécurité alimentaire, la qualité de l’environnement et l’entretien des zones rurales sont trois exemples d’aménités qui résultent des activités agricoles. Or, sans régulation, les aménités sont en général offertes en quantités inférieures à ce qui est socialement souhaitable. Il faut donc un subside à l’activité agricole pour atteindre un niveau efficace d’aménités. L’éco-conditionnalité n’est qu’un pas timide en ce sens. On peut déplorer que les modes passés et présents de soutien agricole en Europe ne contribuent pas à la production efficace d’aménités rurales. Au contraire, l’analyse ne nous permet d’identifier, par élimination, que deux types de bénéficiaires effectifs de la PAC, dans n’importe laquelle de ses versions : les grandes exploitations agricoles etles fournisseurs d’intrants agricoles, en particulier les propriétaires fonciers. Comment rendre la PAC plus juste et plus efficace ? Les contribuables ne souhaitent probablement pas que leurs impôts alimentent la valeur foncière des terres agricoles ou la prospérité des plus grandes exploitations agricoles. Nombre d’agriculteurs, particulièrement ceux que le système actuel laisse en bordure de la pauvreté, pourraient aussi trouver un plus grand intérêt à une réforme, non pas à une libéralisation pure et simple, mais à une réorientation des interventions publiques vers la rétribution des aménités typiques des activités rurales. Une conclusion assez claire émerge donc de la mise en perspective normative des effets du "découplage" qui constitue la réforme de la PAC. Pour des raisons d'équité et d'efficacité, le re-couplage du paiement unique à des fins spécifiques valorisées par le contribuable ou le consommateur qui le finance, est effectivement la seule alternative permettant de justifier à plus long terme des budgets importants réservés au secteur agricole vis-à-vis, notamment, de critiques de plus en plus acerbes à l'égard de tels budgets qu'a bien mises en évidence le rapport Sapir. Cette réorientation est une nécessité qui s'imposera dans l'avenir au fur et à mesure que la justification du paiement unique comme aide aux ajustements structurels perdra sa pertinence.

L’agriculture intensive a de nombreuses externalités négatives. De plus en plus d’études mettent en évidence des moyens de les réduire, en substituant les intrants chimiques par des pratiques agroécologiques, valorisant les solutions fondées sur la nature. La compétition pourrait être un levier agroécologique pour réguler les plantes adventices et ainsi réduire les pertes de rendement. Si les plantes adventices préemptent les ressources aux plantes de cultures, la capacité compétitrice des plantes de culture et l’effet sur la limitation d’accès aux ressources pour les plantes adventices reste peu étudiée. Cette thèse a pour objectif de comprendre et quantifier le rôle de la compétition sur l’assemblage des plantes adventices des parcelles de grandes cultures de la Zone Atelier Plaine & Val de Sèvre, en tenant compte des effets des pratiques agricoles et des caractéristiques paysagères. Je montre que la compétition est un mécanisme majeur de la diversité et de l’abondance des assemblages dans les parcelles, et qu’elle surpasse l’effet des pratiques. Si ces dernières ont souvent des effets négatifs sur la diversité florale, elles n’ont pas toujours d’effet positif sur la production agricole. Ces effets sont très dépendants du contexte, tel que la composition du paysage, le type de culture, et la localisation de l’assemblage dans la parcelle. Enfin, certains éléments du paysage, riches en espèces, peuvent être préservés dans un but de gérer durablement les agroécosystèmes et conserver la biodiversité. En conclusion, la réduction des intrants chimiques semble possible et ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives pour la transition agroécologique, et une agriculture plus durable
Conventional farming has major negative environmental externalities. An increasing number of studies highlighted that nature-based solutions could replace agrochemicals. Plant-plant competition has been suggested as an agroecological lever to control weeds and therefore reduce yield loss. Although crop-weed competition has been widely studied to investigate the effect of weeds on crop yield, the effect of crop competitive ability on weeds remains sparsely studied. This PhD thesis focuses on the contribution of competition on weed assemblages in arable fields of the LTSER Zone Atelier Plaine & Val de Sèvre accounting for the effect of agricultural practices and landscape. I showed that competition is the main mechanism shaping weed diversity and abundance in field cores, a process that outperforms the effect of management practices. If the latter often have negative effects on weed diversity, their positive effects on crop production are not systematic. These effects vary with landscape composition, crop type, management practices and the location within field. In addition, some landscape features, hosting a rich diversity, can sustain crop production and enhance biodiversity conservation. To conclude, reducing agrochemicals seems possible and this work opens new insights to foster the agroecological transition to move toward a more sustainable agriculture

Thèse (M.Sc.T.) -- Université du Québec à Chicoutimi, 2006.
La p. de t. porte en outre: Mémoire présenté à l'Université du Québec à Chicoutimi comme exigence partielle de la maîtrise en science[s] de la terre. CaQCU Bibliogr.: f. 120-125. Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

La grande majorité des grilles de recommandation que l'on retrouve dans le Guide de référence en fertilisation (CRAAQ, 2003) n'ont pas été réévaluées depuis plusieurs décennies et suscitent de nombreuses interrogations quant à leur validité. Une mise à jour de ces grilles, basée sur les régies de production actuelle, et intégrant les besoins réels des cultures est donc devenue indispensable. Ce projet de maîtrise vise à l'élaboration d'un modèle d'évaluation des besoins en azote, phosphore et potassium dans les cultures du chou, du chou-fleur et du brocoli en sols minéraux au Québec. Pour ce faire, des essais de fertilisation ont été réalisés, entre 2003 et 2008, dans quatre régions de la province de Québec, soit la Montérégie, les Laurentides, Lanaudière et Québec (Ile d'Orléans). Au total, toutes cultures confondues, 72 essais en azote, 60 en phosphore et 38 en potassium ont été implantés chez des producteurs maraîchers. Les traitements évalués étaient les suivants : 3 à 6 doses d'azote variant de 0 à 350 kg N/ha, 4 à 5 doses de phosphore variant de 0 à 300 kg P205/ha, et 4 doses de potassium variant de 0 à 240 kg K20/ha. Le dispositif expérimental était en tiroirs (split-plot) avec trois répétitions. Les étapes de réalisation du modèle d'évaluation des besoins étaient basées en partie sur le modèle ayant servi à l'élaboration de la nouvelle grille de fertilisation en phosphore pour la culture de la pomme de terre, telle que revue par Samson et collaborateurs (2008). Ces essais ont permis de déterminer un intervalle de fertilisation azoté pour chacune des cultures, soit de 160 à 200 kg N/ha pour le brocoli, de 190 à 240 kg N/ha pour le chou et de 130 à 185 kg N/ha pour le chou-fleur. Quelques essais de fractionnement de l'azote ont eu lieu de 2003 à 2005. Dans la majorité des cas, l'analyse statistique des fractionnements de l'azote n'a pas montré de différences significatives. Les doses proposées pour le phosphore et le potassium diminuent et varient de 0 à 150 kg P205 selon le rapport P/AlM_m dans le sol et de 0 à 180 kg K20/ha selon la teneur du sol en Kyi_ui. En comparant ces doses proposées avec celles de ia grille de recommandation actuelle du Guide de référence en fertilisation (CRAAQ, 2003), il y a une diminution de 37,5 % pour le phosphore et de 21,7 % pour le potassium. L'analyse de la variance ne révèle aucune différence significative au niveau des prélèvements en azote, en phosphore et en potassium en fonction des doses testé

Devant la complexité du cycle de l’azote (N) et la variété de ses formes disponibles dans le sol, la planification de la fertilisation de cet élément repose sur des calculs et considérations complexes. La fertilisation biologique a de particulier que l’N est apporté sous forme organique, alors que les plantes le prélèvent principalement sous forme minérale. La disponibilité de l’N repose donc sur une minéralisation efficace des amendements. Cette situation peut mener des producteurs à surfertiliser, entraînant des pertes financières et d’N dans l’environnement. Parvenir à une meilleure synchronisation de la minéralisation de l’N avec les besoins de la plante est donc crucial pour le développement de la serriculture biologique, où les besoins en azote des cultures sont de loin plus élevés qu’au champ. De plus, la capacité de certaines plantes à prélever directement l’N sous forme organique est souvent considérée négligeable en agriculture, mais pourrait être plus importante qu’on ne le croit, contribuant ainsi substantiellement au bilan d’N de la plante. Les objectifs généraux de ma thèse étaient de : (1) évaluer les taux de minéralisation de fertilisants biologiques couramment utilisés en culture légumière sous serre au Québec ; (2) étudier l’impact de différentes sources fertilisantes sur la biodiversité des bactéries du sol ; (3) étudier la capacité du concombre à prélever l’N directement sous forme organique ; et (4) développer et valider un outil de gestion de la fertilisation biologique azotée. Une expérience d’incubation de cinq fertilisants biologiques d’usage commun en serriculture biologique a été menée. La minéralisation de l’N a plafonné dans un sol minéral et un substrat tourbeux à, respectivement, 41 et 63 % de l’N appliqué pour le fumier de poule granulé, 56-93 % pour la farine de sang, 54-81 % pour la farine de plume, 34-43 % pour la farine de luzerne et 57-73 % pour la farine de crevette. Dans un sol minéral, la biodiversité bactérienne alpha (indice Shannon) a été augmentée par l’apport de farine de luzerne, alors que dans un substrat organique à base de tourbe, ce sont la farine de crevette et le fumier de poule granulé qui l’ont le plus augmentée. En se basant sur ces résultats, le modèle NLOS a été adapté à la serriculture biologique pour produire le nouveau modèle NLOS-OG. Cet outil a été validé en serres expérimentales et commerciales et a permis une prédiction satisfaisante de la disponibilité d’N minéral pour une culture en sol minéral, ainsi que de la minéralisation cumulative de fertilisants appliqués dans un sol ou un substrat tourbeux. Par contre, de la recherche spécifique à la dynamique de l’eau dans les cultures biologiques en contenants sera nécessaire afin de prédire adéquatement la disponibilité de l’azote dans ce système. Une interface web est disponible pour les agronomes et producteurs (https://exchange.iseesystems. com/public/pierrepauldion/nlos-og/). Le contenu en C et N solubles du substrat biologique d’une culture de concombre en serre biologique a été positivement corrélé au contenu en C et N organiques de la sève du xylème et aux solides solubles du fruit, suggérant un prélèvement et un transfert de C et N organiques vers les parties aériennes et les fruits. Dans une seconde expérience, en milieu contrôlé, de jeunes plants de concombre ont été exposés à une solution d’alanine enrichie en 13C et 15N. En combinant l’utilisation de molécules marquées à une position spécifique (Position-specific labelling) et l’analyse isotopique spécifique au composé (Compound-specific isotopic analysis), nous avons développé une approche innovatrice permettant de suivre le métabolisme de l’assimilation de l’N issu d’un acide aminé prélevé par les racines. Nous avons ainsi démontré que les racines peuvent prélever et assimiler l’N sous forme organique, surtout en situation de rareté de l’N. Elles ont toutefois une nette préférence pour les formes inorganiques (nitrate et ammonium). Les contributions scientifiques découlant de cette étude doctorale sont : (1) une meilleure connaissance de la minéralisation des fertilisants biologiques azotés ; (2) l’intégration de ces taux de minéralisation dans un outil de gestion de l’N applicable en serriculture biologique; et (3) une meilleure compréhension du prélèvement et de l’assimilation de l’azote organique par des plants de concombre. Ces connaissances permettront une meilleure planification de la fertilisation à base de matière organique, et par conséquent un accroissement de la durabilité de la serriculture biologique.
Devant la complexité du cycle de l’azote (N) et la variété de ses formes disponibles dans le sol, la planification de la fertilisation de cet élément repose sur des calculs et considérations complexes. La fertilisation biologique a de particulier que l’N est apporté sous forme organique, alors que les plantes le prélèvent principalement sous forme minérale. La disponibilité de l’N repose donc sur une minéralisation efficace des amendements. Cette situation peut mener des producteurs à surfertiliser, entraînant des pertes financières et d’N dans l’environnement. Parvenir à une meilleure synchronisation de la minéralisation de l’N avec les besoins de la plante est donc crucial pour le développement de la serriculture biologique, où les besoins en azote des cultures sont de loin plus élevés qu’au champ. De plus, la capacité de certaines plantes à prélever directement l’N sous forme organique est souvent considérée négligeable en agriculture, mais pourrait être plus importante qu’on ne le croit, contribuant ainsi substantiellement au bilan d’N de la plante. Les objectifs généraux de ma thèse étaient de : (1) évaluer les taux de minéralisation de fertilisants biologiques couramment utilisés en culture légumière sous serre au Québec ; (2) étudier l’impact de différentes sources fertilisantes sur la biodiversité des bactéries du sol ; (3) étudier la capacité du concombre à prélever l’N directement sous forme organique ; et (4) développer et valider un outil de gestion de la fertilisation biologique azotée. Une expérience d’incubation de cinq fertilisants biologiques d’usage commun en serriculture biologique a été menée. La minéralisation de l’N a plafonné dans un sol minéral et un substrat tourbeux à, respectivement, 41 et 63 % de l’N appliqué pour le fumier de poule granulé, 56-93 % pour la farine de sang, 54-81 % pour la farine de plume, 34-43 % pour la farine de luzerne et 57-73 % pour la farine de crevette. Dans un sol minéral, la biodiversité bactérienne alpha (indice Shannon) a été augmentée par l’apport de farine de luzerne, alors que dans un substrat organique à base de tourbe, ce sont la farine de crevette et le fumier de poule granulé qui l’ont le plus augmentée. En se basant sur ces résultats, le modèle NLOS a été adapté à la serriculture biologique pour produire le nouveau modèle NLOS-OG. Cet outil a été validé en serres expérimentales et commerciales et a permis une prédiction satisfaisante de la disponibilité d’N minéral pour une culture en sol minéral, ainsi que de la minéralisation cumulative de fertilisants appliqués dans un sol ou un substrat tourbeux. Par contre, de la recherche spécifique à la dynamique de l’eau dans les cultures biologiques en contenants sera nécessaire afin de prédire adéquatement la disponibilité de l’azote dans ce système. Une interface web est disponible pour les agronomes et producteurs (https://exchange.iseesystems. com/public/pierrepauldion/nlos-og/). Le contenu en C et N solubles du substrat biologique d’une culture de concombre en serre biologique a été positivement corrélé au contenu en C et N organiques de la sève du xylème et aux solides solubles du fruit, suggérant un prélèvement et un transfert de C et N organiques vers les parties aériennes et les fruits. Dans une seconde expérience, en milieu contrôlé, de jeunes plants de concombre ont été exposés à une solution d’alanine enrichie en 13C et 15N. En combinant l’utilisation de molécules marquées à une position spécifique (Position-specific labelling) et l’analyse isotopique spécifique au composé (Compound-specific isotopic analysis), nous avons développé une approche innovatrice permettant de suivre le métabolisme de l’assimilation de l’N issu d’un acide aminé prélevé par les racines. Nous avons ainsi démontré que les racines peuvent prélever et assimiler l’N sous forme organique, surtout en situation de rareté de l’N. Elles ont toutefois une nette préférence pour les formes inorganiques (nitrate et ammonium). Les contributions scientifiques découlant de cette étude doctorale sont : (1) une meilleure connaissance de la minéralisation des fertilisants biologiques azotés ; (2) l’intégration de ces taux de minéralisation dans un outil de gestion de l’N applicable en serriculture biologique; et (3) une meilleure compréhension du prélèvement et de l’assimilation de l’azote organique par des plants de concombre. Ces connaissances permettront une meilleure planification de la fertilisation à base de matière organique, et par conséquent un accroissement de la durabilité de la serriculture biologique.
Because of the complexity of the nitrogen (N) cycle and the diversity of its molecule forms in the soil, N fertilization management is based on complex calculations and considerations. For organic farming, N is provided via organic amendments and biological fixation. However, lack of precise tools that predict the N mineralization rate of N sources leads some producers to over-fertilize, resulting in the buildup of salinity, N leaching and possible loss of profits. Consequently, better knowledge of N availability following organic fertilization, to improve synchronization of N supply with crop N demand, is crucial to advance sustainable organic horticulture. In addition, the capacity of plants to take up N directly as organic molecules is seldom considered in agriculture and could be higher than previously thought, contributing significantly to the plant’s N budget. The objectives of this thesis were to: (1) evaluate the mineralization rates from organic fertilizers commonly used in greenhouse vegetable horticulture in Quebec; (2) study the impact of different fertilizer sources on soil bacterial diversity; (3) study the capacity of cucumber plants to take up and assimilate N directly as organic molecules; and (4) develop and validate a N management tool for organic fertilization. An incubation experiment with five organic fertilizers commonly used in organic greenhouse horticulture was performed. Nitrogen mineralization plateaued for a mineral soil and a peat substrate at respectively 41 and 63% of applied N for pelleted poultry manure, 56-93% for blood meal, 54-81% for feather meal, 34-53% for alfalfa meal, and 57-73% for shrimp meal. Organic fertilizers supported markedly contrasted bacterial communities, closely linked to soil biochemical properties, especially mineral N, pH and soluble C. Alfalfa meal promoted the highest alpha diversity (Shannon index) in the mineral soil, whereas shrimp meal and pelleted poultry manure increased it in the peat-based growing medium. Based on those results, we adapted the NLOS model to organic greenhouse horticulture and developed the new model NLOS-OG. This tool was validated in commercial and experimental greenhouses. It yielded a satisfying prediction of mineral N availability in a greenhouse crop grown in native mineral soil, and for the cumulative mineralization of fertilizers applied in a soil or organic substrate. However, further research should focus on water dynamics in containerized organic crops in order to achieve a precise prediction of N availability in that cropping system. A free web interface for NLOS-OG is now available for agronomists and growers (https://exchange. iseesystems.com/public/pierrepauldion/nlos-og/).In a greenhouse experiment, the C and N content of soil solution was positively linked to the xylem sap C and N content of mature cucumber plants and appeared to contribute to the accumulation of soluble solids in cucumber fruits, suggesting uptake and transfer of soil soluble organic N and C to the shoot and fruits. In a second experiment, in a growth chamber, young cucumber plants were exposed to 13C- and 15N-labelled alanine. By combining two methods, i.e., the use of Position-specific labelling (PSL) of alanine and Compound-specific isotopic analysis (CSIA) of free amino acids, we developed a novel approach allowing the study of the mechanism of the assimilatory metabolism of an amino acid taken up by the roots. We demonstrated that their roots can take up and assimilate N as organic molecules, although they showed a preference for inorganic N forms (nitrate and ammonium). The scientific contributions from this doctoral study are: (1) a better knowledge of the nitrogen release from nitrogen organic fertilizers; (2) the integration of mineralization rates into a N management tool adapted to organic greenhouse horticulture; and (3) a better understanding of the uptake and assimilation of organic N by cucumber plants. This knowledge will contribute to a better planning of N fertilization based on organic matter, thus increasing the sustainability of organic greenhouse horticulture.
Because of the complexity of the nitrogen (N) cycle and the diversity of its molecule forms in the soil, N fertilization management is based on complex calculations and considerations. For organic farming, N is provided via organic amendments and biological fixation. However, lack of precise tools that predict the N mineralization rate of N sources leads some producers to over-fertilize, resulting in the buildup of salinity, N leaching and possible loss of profits. Consequently, better knowledge of N availability following organic fertilization, to improve synchronization of N supply with crop N demand, is crucial to advance sustainable organic horticulture. In addition, the capacity of plants to take up N directly as organic molecules is seldom considered in agriculture and could be higher than previously thought, contributing significantly to the plant’s N budget. The objectives of this thesis were to: (1) evaluate the mineralization rates from organic fertilizers commonly used in greenhouse vegetable horticulture in Quebec; (2) study the impact of different fertilizer sources on soil bacterial diversity; (3) study the capacity of cucumber plants to take up and assimilate N directly as organic molecules; and (4) develop and validate a N management tool for organic fertilization. An incubation experiment with five organic fertilizers commonly used in organic greenhouse horticulture was performed. Nitrogen mineralization plateaued for a mineral soil and a peat substrate at respectively 41 and 63% of applied N for pelleted poultry manure, 56-93% for blood meal, 54-81% for feather meal, 34-53% for alfalfa meal, and 57-73% for shrimp meal. Organic fertilizers supported markedly contrasted bacterial communities, closely linked to soil biochemical properties, especially mineral N, pH and soluble C. Alfalfa meal promoted the highest alpha diversity (Shannon index) in the mineral soil, whereas shrimp meal and pelleted poultry manure increased it in the peat-based growing medium. Based on those results, we adapted the NLOS model to organic greenhouse horticulture and developed the new model NLOS-OG. This tool was validated in commercial and experimental greenhouses. It yielded a satisfying prediction of mineral N availability in a greenhouse crop grown in native mineral soil, and for the cumulative mineralization of fertilizers applied in a soil or organic substrate. However, further research should focus on water dynamics in containerized organic crops in order to achieve a precise prediction of N availability in that cropping system. A free web interface for NLOS-OG is now available for agronomists and growers (https://exchange. iseesystems.com/public/pierrepauldion/nlos-og/).In a greenhouse experiment, the C and N content of soil solution was positively linked to the xylem sap C and N content of mature cucumber plants and appeared to contribute to the accumulation of soluble solids in cucumber fruits, suggesting uptake and transfer of soil soluble organic N and C to the shoot and fruits. In a second experiment, in a growth chamber, young cucumber plants were exposed to 13C- and 15N-labelled alanine. By combining two methods, i.e., the use of Position-specific labelling (PSL) of alanine and Compound-specific isotopic analysis (CSIA) of free amino acids, we developed a novel approach allowing the study of the mechanism of the assimilatory metabolism of an amino acid taken up by the roots. We demonstrated that their roots can take up and assimilate N as organic molecules, although they showed a preference for inorganic N forms (nitrate and ammonium). The scientific contributions from this doctoral study are: (1) a better knowledge of the nitrogen release from nitrogen organic fertilizers; (2) the integration of mineralization rates into a N management tool adapted to organic greenhouse horticulture; and (3) a better understanding of the uptake and assimilation of organic N by cucumber plants. This knowledge will contribute to a better planning of N fertilization based on organic matter, thus increasing the sustainability of organic greenhouse horticulture.

L'objectif de ce projet était de déterminer l'effet de cinq engrais verts (mélange trèfle rouge/trèfle blanc, pois fourrager, moutarde blanche, radis huileux, avoine) et de leur période d'enfouissement à l'automne ou au printemps sur la nutrition azotée et les rendements d'une culture subséquente de blé sous les conditions du Québec. L'expérience a été répétée à deux reprises sur trois années (2011-2012 et 2012-2013) à deux stations expérimentales. Lors de tous les essais, l'engrais vert de trèfle rouge et trèfle blanc implanté en intercalaire d'une culture d'orge a été celui qui a produit le plus de biomasse, qui a accumulé le plus d'azote dans ses tissus et qui a permis d'augmenter significativement le rendement de la culture de blé subséquente. Le traitement d'enfouissement a eu peu d'effets significatifs et ces effets ne semblent pas liés à une influence sur la minéralisation des résidus d'engrais verts.

Dans le contexte de la rareté croissante des ressources naturelles non renouvelables, le génie pédologique permet de construire des Technosols fertiles exclusivement à partir du recyclage de sous-produits industriels délaissés. Cependant, la croissance des plantes peut être limitée par différentes contraintes liées à la présence de contaminants inorganiques dans les matériaux utilisés. L’agromine, qui vise à recycler les métaux stratégiques de l’environnement, représente alors une stratégie écologique et prometteuse pour la gestion durable de ces agrosystèmes. Afin de mieux comprendre les processus contrôlant la pédogenèse et l’évolution des Technosols, ainsi que le potentiel d’agromine sur ces sols, une série d’expériences en conditions contrôlées et sur le terrain ont été réalisées avec (i) Noccaea caerulescens, espèce hyperaccumulatrice de Cd, Ni et Zn (ii) sur des Technosols construits à partir de matériaux délaissés contaminés ou non en métaux (iii) amendés ou non en produits résiduaires organiques (compost ou biochar). A l’échelle du terrain, les résultats attestent que les propriétés des Technosols construits sont fortement influencées par les matériaux parents utilisés. Les sous-produits industriels utilisés dans la construction de sol peuvent avoir un effet initial indésirable pour la production de biomasse végétale due à l’augmentation de la salinité du sol. Une caractérisation fine de la spéciation des métaux a mis en évidence une évolution très rapide des Technosols, en particulier, la dissolution et la lixiviation des phases minérales solubles et la formation de nouvelles phases sorbantes (oxydes de Fe et de Mn) réduisant la disponibilité chimique des métaux. En conditions contrôlées, les amendements en biochar ou en compost tendent à améliorer la disponibilité en éléments nutritifs. Ceci peut être attribué à l’augmentation des activités enzymatiques et de la diversité microbienne, tant structurelle que fonctionnelle, en particulier lors d’addition de compost. Il en résulte une augmentation des teneurs en éléments essentiels dans les parties aériennes de la plante. Concernant les éléments en traces, l’addition au sol de biochar conduit à une diminution de leur disponibilité, alors qu’un effet inverse a été observé lors d’addition de compost. Toutefois les deux amendements augmentent les teneurs en métaux dans les parties aériennes avec un effet supérieur du compost par rapport au biochar. Ainsi, l’espèce hyperaccumulatrice Noccaea caerulescens a montré son aptitude à s’établir sur des Technosols peu fertiles et à concentrer Cd et Zn à des valeurs supérieures au seuil d’hyperaccumulation démontrant la faisabilité de l’agromine de ces métaux. Par ailleurs, les deux amendements organiques semblent pertinents pour améliorer la phytoextraction sur des Technosols construits
In the context of the increasing scarcity of non-renewable natural resources, the soil engineering has already allowed to build fertile Technosols exclusively from the recycling of abandoned industrial byproducts. However, it has also been shown that plant growth can be limited by various constraints related to the presence of inorganic contaminants in the used materials. Therefore agromining, which aims to recycle strategic metals from the environment, represents a promising strategy for ecological and sustainable management of these agricultural systems. To better understand the processes controlling pedogenesis and evolution of Technosols and the potential of agromining on these soils, a series of experiments in controlled conditions and field were performed with (i) Noccaea caerulescens, a hyperaccumulator species of Cd and Zn, (ii) on Technosols constructed from abandoned materials (iii) amended or not with organic compounds (compost or biochar). At the field scale, the results attest that Technosols properties are strongly influenced by the used parent materials. Industrial by-products used in soil construction can have an adverse effect for the initial plant biomass production due to the increase in soil salinity. A detailed characterization of metal speciation highlighted a very rapid evolution of Technosols in particular the dissolution and leaching of soluble mineral phases and the formation of new sorbent phases (Fe oxides and Mn) reducing the chemical availability metals. Under controlled conditions, biochar or compost amendments tend to improve nutrient availability. This can be attributed to the increase in enzyme activities and microbial diversity, at both structural and functional level, particularly in case of compost addition. This results an increase of essential elements content in the aerial parts of the plant. Regarding trace elements, adding to the soil biochar leads to a decrease of their availability, while an opposite effect was observed during compost addition. However, the two amendments increase the concentration of metals in shoots with a superior effect of compost with respect to biochar. Thus, hyperaccumulator species Noccaea caerulescens has shown its ability to establish on low fertility Technosols and concentrate high levels of Cd and Zn above the threshold of hyperaccumulation demonstrating then the feasibility of agromining of these metals. Moreover, both amendments appeared relevant to improve phytoextraction from abandoned industrial materials

L’objectif de cette thèse est d’estimer le coût de mesures d’atténuation des émissions de gaz à effet de serre (GES) liée à la fertilisation des cultures qui représente en Europe et en France respectivement 38% et 44% des émissions de GES de l’agriculture. L’étude du coût et du potentiel d’abattement est effectuée sur deux mesures clés dans l’atténuation des émissions à savoir la mise en place de plantes fixatrices d’azote (i.e. légumineuses) et la réduction de la fertilisation par hectare. Le potentiel d’atténuation des légumineuses est étudié en simulant leur augmentation dans les assolements agricoles français et dans un deuxième temps à l’échelle de rotations de cultures pouvant durer jusqu’à six ans dans cinq régions européennes. Les résultats obtenus révèlent que des réductions importantes d’émissions sont possibles, tout en augmentant le profit des agriculteurs. Le rôle de l’aversion pour le risque est aussi étudié concernant la réduction de la fertilisation des cultures par hectare. Nous montrons analytiquement les conditions conduisant à une sur-application d’engrais par hectare permettant aux agriculteurs averses au risque de minimiser le risque de perte de rendement. Les simulations numériques effectuées spécifiquement sur les agriculteurs averses au risque démontrent qu’une assurance d’atténuation des émissions peut potentiellement déclencher des réductions importantes d’émissions de gaz à effet de serre
In this thesis, we assess the mitigation cost of greenhouse gas (GHG) from fertilization which represents 38% and 44% of agricultural GHG emissions in Europe and in France. This assessment is conducted for two key measures in climate mitigation which are the implementation of legumes crops and the reduction of fertilization per hectare. The abatement potential of legume crops is computed by simulating their increase in French croplands and also by a switch of crop rotations on several years (up to 6 years) in five European regions. Results show that significant mitigation amounts can be obtained by increasing farms revenues. The role of risk aversion is studied through the reduction of fertilisation per hectare. We analytically shows the conditions leading to nitrogen over-applications on crops which allows farmers to minimize their risk of loss on crop yields. The simulations lead on risk averse farmers show that an insurance covering yield variability could be foreseen as an interesting tool to mitigate emissions