Thèse soutenue

Evaluation multicritère des performances de systèmes de culture maïsicoles alternatifs à la monoculture de maïs conventionnelle et à faible impact sur l'environnement

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Auteur / Autrice : Simon Giuliano
Direction : Jean DaydéPhilippe Debaeke
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences agronomiques, biotechnologies agro-alimentaires
Date : Soutenance le 06/06/2023
Etablissement(s) : Toulouse, INPT
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences écologiques, vétérinaires, agronomiques et bioingénieries (Toulouse)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : AGroécologie, Innovations, TeRritoires (Castanet-Tolosan, Haute-Garonne ; 2003-....)
Jury : Président / Présidente : Guillaume Martin
Examinateurs / Examinatrices : Jean Daydé, Philippe Debaeke, Guillaume Martin, Antonio DiTommaso, Christian Bockstaller, Laure Mamy
Rapporteurs / Rapporteuses : Antonio DiTommaso, Christian Bockstaller

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Les systèmes de culture maïsicoles (SdCM) conventionnels irrigués se définissent, dans les principaux bassins de production en climat tempéré, par des rotations très courtes associées à un usage d’intrants important : fertilisation azotée minérale >150 kg ha-1, irrigation >150 mm ha-1, travail du sol intense et utilisation d’herbicides quasi-systématique. Cette conduite provoque des impacts environnementaux importants sur l’eau, le sol, l’air et la biodiversité, amplifiés par les effets du changement climatique. Ces impacts sont prégnants dans le Sud-Ouest de la France, en particulier concernant les problématiques de gestion quantitative et qualitative de l’eau (nitrate, herbicides). Afin de répondre à ces problématiques, une expérimentation a été menée depuis 2010 à Lamothe (Seysses, 31, Occitanie) afin de co-concevoir et évaluer différents SdCM alternatifs à la monoculture de maïs irriguée conventionnelle. Les SdCM mis en oeuvre se répartissent selon un gradient de réduction de travail du sol et de diversification des rotations, dans l’objectif d’atteindre différents niveaux de réduction d’utilisation d’intrants fixés lors de la phase de co-conception. Afin de mener une évaluation multicritère, des suivis scientifiques sont menés afin de mesurer les performances économiques et sociales des SdCM, de quantifier les niveaux d’intrants utilisés mais aussi de mesurer l’impact des systèmes de culture sur la qualité de l’eau de drainage, les rendements et l’évolution de la flore adventice. Les résultats montrent que les performances environnementales (émissions de gaz à effet de serre, irrigation, fertilisation azotée…) de la monoculture de maïs mobilisant les leviers de la production intégrée (cultures intermédiaires, choix variétal, désherbage mécanique, pilotage fin des intrants…) sont améliorées de 15 à 50% par rapport à la monoculture de maïs conventionnelle, alors même que leurs performances économiques et sociales sont similaires. En revanche, les SdCM réduisant le travail du sol ont obtenu des performances globalement plus faibles. Ces différences peuvent s’expliquer par une évolution de la communauté adventice et un plus faible niveau de maîtrise de celle-ci sur les SdCM avec peu de travail du sol, bien que d’autres facteurs – probablement édaphiques – viennent également impacter les rendements. Par ailleurs, le SdCM conventionnel et les SdCM avec peu de travail du sol ont utilisé plus d’herbicide et ont enregistré davantage de pertes d’herbicide par drainage que les SdCM en production intégrée. Pourtant, il apparaît que la relation entre quantité d’herbicide appliquée et pertes par lixiviation est limitée, le volume de drainage étant le premier facteur explicatif des pertes en herbicide par lixiviation dans le contexte de l’expérimentation menée. Du point de vue méthodologique, ces résultats encouragent à poursuivre l’évaluation multicritère de la durabilité des systèmes de culture en y incluant l’évaluation des impacts environnementaux ainsi que des services écosystémiques. La revue bibliographique menée pointe l’intérêt de mesurer la dynamique des performances des systèmes de culture au cours du temps afin d’en évaluer leur résilience, face aux aléas climatiques notamment. Enfin, l’amélioration des performances permise par la combinaison de leviers agronomiques doivent favoriser les démarches de territorialisation et de transition agroécologique des SdCM.