Évaluation de l’empreinte carbone et du rendement du blé d’hiver produit sous paillis plastique

Citation

Xiong, L., Liang, C., Ma, B., Shah, F., Wu, W. (2020). Carbon footprint and yield performance assessment under plastic film mulching for winter wheat production. Journal of Cleaner Production, [online] 270 http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.122468

Résumé en langage clair

L’augmentation de la population et de la consommation alimentaire, ainsi que la réduction des terres disponibles et des autres ressources de production, pose un défi important pour l’agriculture actuelle, qui doit répondre à une demande alimentaire croissante. Avec les systèmes de production récents, la sécurité alimentaire ne peut être assurée que par une augmentation substantielle du rendement en grains par unité de surface, combinée à une réduction des impacts environnementaux sur la planète. La production agricole est l’une des principales sources d’émissions de gaz à effet de serre (GES) et son impact sur les changements climatiques mondiaux ne peut être ignoré. L’empreinte carbone représente une certaine quantité d’émissions gazeuses qui sont pertinentes du point de vue des changements climatiques et qui sont associées aux activités de production et de consommation humaines. Cette mesure fournit une vaste plateforme aux décideurs, au grand public et aux producteurs afin qu’ils puissent soutenir la production alimentaire tout en réduisant les émissions de GES à l’échelle mondiale. En raison des préoccupations croissantes en matière d’environnement et de la demande alimentaire croissante, l’empreinte carbone du système de production doit diminuer considérablement. L’adoption de techniques culturales permettant d’économiser l’eau retient de plus en plus l’attention dans le monde entier. Le paillage au moyen de film plastique (PFP) est l’une des stratégies d’économie d’eau les plus répandues dans les régions arides et semi-arides. Bien que le PFP puisse maintenir un rendement élevé, cette pratique peut aussi avoir des effets négatifs sur l’environnement et le climat. Cependant, à notre connaissance, aucune étude n’a tenté d’explorer l’empreinte carbone du PFP. Le présent article traite des émissions totales de GES et de l’empreinte carbone du PFP par rapport à la culture à plat classique en Chine. Dans le cadre de cette recherche, nous avons mené une expérience au champ de 6 ans pour examiner l’effet du PFP, de l’irrigation et des taux d’application d’azote sur le rendement grainier, les émissions totales de GES et l’empreinte carbone du blé d’hiver. Nous avons émis l’hypothèse que le PFP combiné à un taux d’azote approprié et à une irrigation supplémentaire pourrait réduire l’empreinte carbone, tout en maintenant un rendement grainier supérieur et une meilleure efficacité d’utilisation de l’eau dans les zones semi-humides sèches par rapport à la culture à plat classique. Nous avons constaté que le PFP augmentait significativement le rendement grainier et l’efficacité d’utilisation de l’eau du blé d’hiver, comparativement à la culture à plat classique sans paillis, en raison des conditions hydrothermiques favorables du sol. L’utilisation d’un film plastique et l’irrigation supplémentaire ont réduit l’empreinte carbone avec un taux d’azote élevé, mais augmentaient l’empreinte carbone avec un taux d’azote plus faible. Une irrigation supplémentaire et un taux plus élevé d’azote peuvent être évités dans le cas des cultures à plat classiques, en raison du rendement grainier inférieur et des impacts environnementaux majeurs.

Résumé

© 2020 Comme la demande de céréales augmente avec la croissance de la population mondiale, le rendement du blé (Triticum aestivum L.) doit être amélioré et les effets de la production de blé sur l’environnement doivent être réduits. Le paillage au moyen de film plastique (PFP) est de plus en plus reconnu comme une stratégie garantissant la durabilité des ressources en eau et de la production alimentaire. Jusqu’à présent, on n’a pas accordé suffisamment d’attention à l’empreinte carbone du PFP. Nous avons mené une expérience au champ de six ans pour déterminer les effets du PFP combiné à l’irrigation d’appoint et à l’application d’engrais azoté (N) sur le rendement grainier, les émissions de gaz à effet de serre (GES) et l’empreinte carbone de la production de blé d’hiver. Comparativement à la culture à plat classique sans paillis (CPC), la stratégie de PFP a augmenté le rendement grainier de 31,7 % (P < 0,001) et l’efficacité d’utilisation de l’eau (EUE) de 30,7 %, principalement en raison de l’amélioration des conditions hydrothermiques du sol. L’irrigation d’appoint (I) combinée au PFP (PFP+I) a amélioré encore plus le rendement grainier (de 26,6 %), mais a réduit l’EUE (de 37,3 %) par rapport au PFP. Le PFP+I a réduit l’empreinte carbone de 21,2 % au taux d’application de N le plus élevé, mais a augmenté l’empreinte carbone (27,2 %) au taux d’application de N le plus faible par rapport à la CPC. Ces résultats donnent à penser qu’une irrigation supplémentaire et des taux d’application de N plus élevés seraient à éviter dans le cas des CPC, en raison du rendement grainier plus faible qui en résulte et des impacts environnementaux accrus. À l’inverse, en PFP, un taux accru de N (supérieur à 75 kg ha−1) et l’irrigation (en cas de sécheresse) sont recommandés, en raison du rendement grainier plus élevé et de l’empreinte carbone réduite. L’épandage d’engrais azoté était la plus importante source d’émissions de GES (56,5 %), et l’augmentation du taux d’azote a augmenté l’empreinte carbone des systèmes de culture (P < 0,001). Il semble donc qu’un taux d’application optimal de N pourrait atténuer considérablement les émissions de GES et réduire l’empreinte carbone. Dans l’ensemble, la combinaison du PFP avec un taux d’azote et un régime d’irrigation appropriés est une pratique de gestion efficace pour le blé d’hiver si l’on considère les avantages agronomiques et environnementaux. Cependant, les préoccupations environnementales liées à la « pollution blanche » devraient également être prises en compte pour assurer une production agricole plus propre lors de la mise en œuvre du PFP.

Date de publication

2020-10-10

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