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Des systèmes agricoles tropicaux agro-écologiques grâce à l’intégration entre cultures et élevage

L’analyse du fonctionnement et des performances de 17 exploitations dans 3 territoires tropicaux contrastés (Guadeloupe, Brésil, Cuba) montre que la diversité des activités et l’intensité des flux qui assurent le bouclage des cycles de nutriments conduisent à des systèmes plus agro-écologiques, plus efficients et plus résilients.

Polycuture-élevage en Guadeloupe © Fabien Stark
Mis à jour le 12/10/2018
Publié le 12/10/2018

Un cadre méthodologique pour évaluer les performances agro-écologiques des systèmes agricoles

L’agriculture doit répondre à des enjeux de plus en plus complexes : produire plus pour satisfaire une demande alimentaire toujours croissante, avec moins d'intrants, compte tenu de la raréfaction des ressources naturelles et en s’adaptant à de nouvelles contraintes liées aux changements brutaux que subissent les socio-écosystèmes. L’agro-écologie propose un cadre théorique pour concevoir des systèmes agricoles à la fois productifs, autosuffisants, efficients et résilients, à même de répondre à ces enjeux agricoles.

L’intégration agriculture-élevage répond à plusieurs principes de l’agro-écologie (Dumont et al., 2013), comme le bouclage des cycles ou l’utilisation de la diversité pour améliorer la résilience. Dans quelles mesures, à l’échelle des exploitations agricoles, les systèmes polyculture-élevage plus intégrés (réseaux de flux de nutriments les plus diversifiés et les plus complexes), sont-ils à la fois plus productifs, efficients, autosuffisants et résilients ? (Bonaudo et al. 2014). Le but de cette étude était :

1) de pouvoir caractériser les niveaux d’intégration au sein de systèmes mixtes polycultures-élevage, en utilisant des méthodes d’analyse des réseaux écologiques (Fath et al., 2007) et des métriques (Lau et al., 2017) développées en écologie, appliquées à des agrosystèmes (Rufino et al., 2009). Ces méthodes d’analyse des réseaux proposent des indicateurs de résilience des systèmes.

2) d’évaluer les relations entre ces niveaux d’intégration agriculture-élevage (IAE) et  les performances globales des systèmes.

Une forte intégration induit de meilleures performances

Ce cadre méthodologique a été appliqué à 17 exploitations de polyculture-élevage en zone tropicale humide, dans trois territoires aux conditions socio-économiques contrastées : la Guadeloupe, l’Amazonie brésilienne et Cuba.

1)     Les systèmes étudiés ont été modélisés en réseaux de flux d’azote. L’intégration culture-élevage à l’échelle de l’exploitation peut être appréciée au travers de deux critères : l’organisation du réseau de flux et l’intensité de la circulation d’azote. Ces deux critères permettent de distinguer trois situations contrastées : 1/ des systèmes avec un faible nombre de flux entre agriculture et élevage et de faibles quantités d’azote recyclées, 2/ des systèmes avec beaucoup de flux mais de faible intensité, 3/ des systèmes avec une forte intégration, du fait de l’organisation et de l’intensité des flux.

2)    Les exploitations peu intégrées sont productives, peu efficientes et peu résilientes (exploitations guadeloupéennes) ou peu productives et fortement résilientes (exploitations brésiliennes). En revanche, des exploitations fortement intégrées combinent un niveau élevé de productivité, d’efficience et un niveau intermédiaire de résilience (exploitations cubaines).

La modélisation des pratiques d’intégration au sein d’un système polyculture-élevage est une piste pour mieux apprécier les conséquences de différentes modalités d’intégration sur les performances du système, en lien avec les enjeux de la transition agroécologique. Des travaux allant dans ce sens sont actuellement développés à l’URZ (Centre INRA Antilles-Guyane) et portent sur l’évaluation de l’effet de différentes dynamiques d’intégration sur les performances de systèmes polyculture-élevage en milieu tropical.

Des travaux sont en cours à l’UMR Selmet pour mieux apprécier la pertinence des indicateurs de résilience proposés par les analyses des réseaux écologiques, en collaboration avec des universités brésiliennes à partir d’un dispositif expérimental de longue durée. Dans le cadre d’un partenariat avec la station expérimentale Indio Hatuey (Cuba), une doctorante cubaine teste le cadre méthodologique sur d’autres flux (matière organique, énergie) et évalue la robustesse de la méthode d’analyse.

Références

Publications issues de ce travail:

Stark, F., Gonzalez-Garcia, E., Navegantes, L., Miranda, T., Poccard-Chappuis, R., Archimède, H., Moulin, C.H., 2018. Crop-livestock integration determines the agroecological performance of mixed farming systems in Latino-Caribbean farms, Agronomy for Sustainable Development, 2018, 38: 4 (DOI : 10.1007/s13593-017-0479-x)

Stark, F., Fanchone, A., Semjen, I., Moulin, C.H., Archimède, H., 2016. Crop-Livestosck Integration, from single practice to global functioning in the tropics: Case studies in Guadeloupe, European Journal of Agronomy, 80, 2016, 9-20 (dx.doi.org/10.1016/j.eja.2016.06.004)

Stark, F., Moulin, C.H., Cangiano, C., Vigne, M., Vayssières, J., González-García, E., 2016. Methodologies for evaluating agricultural and animal production systems. Part I: Generalities. Life cycle analysis (LCA) and ecological network analysis (ENA), Pastos y Forrajes, 39-1, 2016, 3-11 (http://www.redalyc.org/articulo.oa

Autres publications citées :

Bonaudo, T., Bendahan, A.B., Sabatier, R., Ryschawy, J., Bellon, S., Leger, F., Magda, D., Tichit, M., 2014. Agroecological principles for the redesign of integrated crop–livestock systems. Eur J Agron 57, 43-51.

Dumont B., Fortun-Lamothe L., Jouven M., Thomas M., Tichit M., 2013. Prospects from agroecology and industrial ecology for animal production in the 21st century. Animal 7, 1028–1043.

Fath, B.D., Scharler, U.M., Ulanowicz, R.E., Hannon, B., 2007. Ecological network analysis: network construction. Ecol Modell 208, 49–55.

Lau MK, Borrett SR, Baiser B, Gotelli NJ, Ellison AM, 2017. Ecological network metrics: opportunities for synthesis. Ecosphere 8:8.

Rufino, M.C., Hengsdijk, H., Verhagen, A., 2009. Analysing integration and diversity in agro-ecosystems by using indicators of network analysis. Nutr. Cycl. Agroecosyst. 84, 229–247.