Une étude révèle des relations entre les mauvaises herbes résistantes aux herbicides, les pratiques de travail du sol et les émissions de gaz à effet de serre agricoles

Une nouvelle étude qui combine des données d’enquête et une modélisation informatique de pointe a révélé qu’une tendance croissante à l’intensité du travail du sol dans la production de maïs et de soja aux États-Unis ces dernières années a entraîné une augmentation des émissions de gaz à effet de serre provenant des champs agricoles.

L’étude, publiée récemment dans la revue académique Nourriture naturelle, s’est appuyé sur des années de données d’enquête qui ont interrogé des milliers d’agriculteurs américains sur leurs pratiques de travail du sol. Les chercheurs ont ensuite intégré les données pertinentes dans des modèles écosystémiques sophistiqués pour voir comment les décisions de travail du sol affectent les émissions de gaz à effet de serre dans le sol, notamment le dioxyde de carbone et l’oxyde nitreux.

Les données de l’enquête indiquent que les agriculteurs se sont moins appuyés sur le travail du sol entre 1998 et 2008, mais cette tendance a commencé à s’inverser vers 2009 lorsque l’intensité du travail du sol a commencé à augmenter.

Chaoqun Lu, professeur agrégé d’écologie, d’évolution et de biologie des organismes à l’Iowa State University et auteur principal de l’étude, a déclaré que la résistance croissante des mauvaises herbes à l’herbicide commun glyphosate a probablement contribué à l’augmentation du travail du sol. Les cultures génétiquement modifiées tolérantes aux herbicides ont fait leur apparition sur la scène agricole à la fin des années 1990, et leur adoption a libéré les agriculteurs d’une partie de leur dépendance au travail du sol comme méthode de lutte contre les mauvaises herbes. Mais un nombre croissant d’espèces de mauvaises herbes résistantes à l’herbicide sont apparues au fil des décennies, réduisant l’efficacité de l’herbicide et faisant à nouveau du travail du sol une option de lutte contre les mauvaises herbes plus attrayante. Et à mesure que l’intensité du travail du sol augmente, davantage de carbone et d’azote stockés dans le sol sont libérés dans l’atmosphère sous forme de gaz à effet de serre, a déclaré M. Lu.

« L’un des éléments intéressants que nous avons trouvés dans cette étude est que l’intensité du travail du sol est passée d’une tendance à la baisse à une tendance à la hausse depuis 2008 », a déclaré Lu. « Notre analyse de régression suggère que cette tendance est corrélée à la large adoption de cultures tolérantes aux herbicides avant 2008 et à la résistance émergente des mauvaises herbes après 2008. Nous ne pouvons pas affirmer une relation causale stricte, mais l’analyse de régression révèle une forte relation entre elles. »

L’enquête a posé des questions sur les décisions des agriculteurs concernant les variétés de semences et l’intensité des pratiques culturales. Les sujets de l’enquête comprenaient le travail du sol sans travail du sol, le travail du sol de conservation (p. ex., travail du sol sur billons, travail du sol avec paillis) et le travail du sol conventionnel (p. ex., charrue à socs, charrue à ciseaux, herse à disques). Les données montrent que le semis direct a augmenté d’environ 12 millions d’acres pour la production de maïs et de près de 17 millions d’acres pour le soja entre 1998 et 2008. Mais les acres de maïs sans labour ont diminué de près d’un demi-million d’acres entre 2009 et 2016 et ont diminué de près de 6 millions acres de soya au cours de cette période, selon l’enquête. La superficie de maïs sous travail du sol de conservation et la superficie de soja sous travail de conservation et travail du sol conventionnel ont montré des tendances similaires, diminuant d’abord entre 1998 et 2008 avant de remonter aux niveaux antérieurs en 2016.

L’intégration des données dans les modèles d’écosystème terrestre montre que les gains d’intensité du travail du sol depuis 2009 ont compensé les avantages d’atténuation des gaz à effet de serre obtenus lors de la baisse du travail du sol de 1998 à 2008.

Lu a déclaré que l’étude révèle une relation entre la résistance des mauvaises herbes, la technologie des semences et les émissions de gaz à effet de serre qui pourrait conduire à une meilleure compréhension de la façon dont les pratiques agricoles peuvent atténuer le changement climatique. Les recherches précédentes de son équipe ont montré que les émissions d’oxyde nitreux des terres agricoles de la ceinture de maïs américaine ont augmenté ces dernières années, en grande partie en raison de l’application généralisée d’engrais azotés sur les terres agricoles. L’azote ajouté est partiellement utilisé par les cultures, mais le reste reste dans les sols ou est perdu dans l’environnement. Au cours de ce processus, les micro-organismes vivant dans les sols consomment des composés contenant de l’azote et dégagent de l’oxyde nitreux comme sous-produit.

Pendant ce temps, la matière organique du sol se décompose et se transforme partiellement en dioxyde de carbone. Les deux sont de puissants gaz à effet de serre qui ont le potentiel de réchauffer le climat. Les pratiques intensives de travail du sol perturbent le sol, modifient l’état d’humidité et d’aération du sol et mélangent les résidus de cultures lourds dans les sols, ce qui, ensemble, modifie les taux de production de gaz à effet de serre du sol et permet à davantage d’entre eux de s’échapper, a déclaré Lu.

Lu a souligné l’utilisation d’herbicides alternatifs pour lutter contre les mauvaises herbes résistantes au glyphosate, ou l’utilisation de glyphosate pendant moins d’années consécutives, ainsi que la diversification des cultures au-delà du maïs et du soja comme options pour contrôler les mauvaises herbes sans augmenter les émissions de gaz à effet de serre.

« Sans une stratégie efficace pour contrôler les mauvaises herbes, l’intensité du travail du sol pourrait continuer à croître à l’avenir et pourrait saper les réalisations en matière d’atténuation des gaz à effet de serre d’autres activités agricoles », a déclaré M. Lu.