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Mieux exploiter la 3e dimension des terres agricoles pour intensifier durablement la production agriculture

Dans cet article prospectif, un consortium international coordonné par des chercheurs de l’Université de Copenhague examine les perspectives d’utilisation de la ’’3e dimension’’ des terres agricoles, c’est-à-dire la possibilité, sans recourir à de nouvelles terres, d’augmenter le volume de sol exploité par le système racinaire des cultures, augmentant ainsi la base de ressources disponibles pour la production agricole tout en minimisant les externalité indésirables fréquemment associées aux agroécosystèmes actuels.


Face au défi d’une demande alimentaire mondiale croissante dans un contexte de changement climatique global et de diminution des terres disponibles, peu d’options existent pour tenter d’intensifier la production agricole de manière durable.

Parmi ces options, un aspect largement négligé consiste à augmenter l’utilisation des ressources profondes des sols par le biais de la sélection de nouveaux génotypes et du développement de systèmes de cultures dont la profondeur d’enracinement effective est sensiblement plus importante que celle des systèmes actuels.

Cet article explore ainsi les perspectives d’extension de la ’’3e dimension’’ des terres agricoles, c’est-à-dire la possibilité, sans recourir à de nouvelles terres, d’augmenter le volume de sol exploité par le système racinaire des cultures, augmentant ainsi la base de ressources disponibles pour la production agricole tout en minimisant les pertes d’intrants. Plus particulièrement, nous examinons ainsi : (i) les modalités selon lesquelles un enracinement plus profond des cultures pourrait être obtenu, (ii) l’impact potentiel de cet enracinement plus profond sur l’acquisition de ressources habituellement inexploitées, (iii) les effets possibles d’un agriculture plus profondément enracinée sur la fertilité, l’écologie et le stockage du C dans le sol.

Nous concluons que les connaissances actuelles sur les racines profondes des cultures et des plantes sauvages indiquent clairement qu’il existe un potentiel d’extension de la troisième dimension des terres agricoles et que l’utilisation des ressources du sol profond pourrait être améliorée de diverses manières. Une des voies d’amélioration consiste à s’appuyer davantage sur l’utilisation d’espèces dont l’enracinement est intrinsèquement profond, comme par exemple à travers l’utilisation croissante d’espèces cultivées pérennes, même si l’amélioration de l’enracinement des espèces cultivées actuelles est plus susceptible d’apporter des améliorations significatives sur le court terme.

Mots-clefs : intensification durable ; racines profondes ; cultures pérennes.

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Illustration schématique de l’exploitation du volume du sol par les racines en fonction du temps
Illustration schématique de l’exploitation du volume du sol par les racines en fonction du temps pour trois exemples de rotations sur 5 ans, en supposant un développement en profondeur sans obstacles physiques à la croissance des racines. Les plages noires des figures correspondent au sol dépourvu de racines actives, les plages vertes un sol avec des racines actives. Le vert foncé représente le sol enraciné dans les horizons de 0 à 2 m, tandis que le vert clair correspond au sol enraciné dans les horizons de 2 à 4 m. L’indice d’occupation racinaire est calculé sur la base de la somme des fractions de sol occupées par les racines au cours du temps et l’espace, pour les horizons de 0–2 et 2–4 m. Dans l’exemple 1, des cultures communes sont choisies. L’exemple 2 utilise également des cultures communes, mais optimisées en choisissant des espèces à enracinement profond. Dans l’exemple 3, une récolte de céréales vivaces est introduite au cours de trois des 5 années de la rotation. Ces exemples illustrent que l’exploitation du sol par les racine de culture peut varier dans une très large gamme, même dans le cas où seules des cultures communes sont utilisées, ainsi que le potentiel supplémentaire offert par l’inclusion de plantes vivaces à racines profondes.

Référence de la publication :
Thorup-Kristensen et al., “Digging Deeper for Agricultural Resources, the Value of Deep Rooting.” Trends in Plant Science.
DOI :
https://doi.org/10.1016/j.tplants.2...

Coordonnées du l’auteur de l’actualité :
Mél : Alain Pierret, chargé de recherches ; IRD