L'agriculture dégrade plus de 24 millions d'acres de sol fertile chaque année, soulevant des inquiétudes quant à la satisfaction de la demande mondiale croissante de produits alimentaires. Mais une simple pratique agricole née du Dust Bowl des années 30 pourrait apporter une solution, selon une nouvelle étude de Stanford. L'étude, publié le 6 décembre dans Lettres de recherche environnementale , montre que les agriculteurs du Midwest qui ont réduit à quel point ils ont retourné le sol - connu sous le nom de labour - ont augmenté les rendements de maïs et de soja tout en maintenant des sols plus sains et en réduisant les coûts de production.

« Le travail du sol réduit est un avantage pour l'agriculture dans toute la Corn Belt, " a déclaré l'auteur principal de l'étude, Jillian Deines, chercheur postdoctoral au Centre de Stanford sur la sécurité alimentaire et l'environnement. « Les inquiétudes que cela puisse nuire aux rendements des cultures ont empêché certains agriculteurs de changer de pratique, mais nous avons constaté que cela conduit généralement à des rendements accrus. »

Les États-Unis - le plus grand producteur de maïs et de soja au monde - cultivent la majorité de ces deux cultures dans le Midwest. Les agriculteurs ont cueilli environ 367 millions de tonnes métriques de maïs et 108 millions de tonnes métriques de soja du sol américain au cours de la dernière saison de croissance, fournir de la nourriture clé, huile, matière première, l'éthanol et la valeur des exportations.

Suivi de l'agriculture depuis l'espace

Les agriculteurs labourent généralement le sol avant de planter du maïs ou du soja, une pratique connue pour lutter contre les mauvaises herbes, mélanger les nutriments, briser la saleté compactée et finalement augmenter la production alimentaire à court terme. Cependant, avec le temps, cette méthode dégrade le sol. Un rapport de 2015 de l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture a révélé qu'au cours des 40 dernières années, le monde a perdu un tiers des terres productrices de nourriture au profit de sols appauvris. La disparition de terres autrefois fertiles pose un sérieux défi pour la production alimentaire, en particulier avec les pressions croissantes sur l'agriculture pour nourrir une population mondiale croissante.

En revanche, le travail du sol réduit - également connu sous le nom de travail du sol de conservation - favorise une gestion plus saine des sols, réduit l'érosion et le ruissellement et améliore la rétention d'eau et le drainage. Il s'agit de laisser les résidus de récolte de l'année précédente (comme les tiges de maïs) sur le sol lors de la plantation de la prochaine récolte, avec peu ou pas de travail du sol mécanique. La pratique est utilisée dans le monde sur plus de 370 millions d'acres, principalement en Amérique du Sud, Océanie et Amérique du Nord. Cependant, de nombreux agriculteurs craignent que la méthode ne réduise les rendements et les profits. Les études antérieures sur les effets de rendement se sont limitées à des expériences locales, souvent dans les stations de recherche, qui ne reflètent pas pleinement les pratiques à l'échelle de la production.

L'équipe de Stanford s'est tournée vers l'apprentissage automatique et les ensembles de données satellitaires pour combler ce manque de connaissances. D'abord, ils ont identifié les zones de labour réduit et conventionnel à partir de données publiées précédemment décrivant les pratiques américaines annuelles de 2005 à 2016. À l'aide de modèles de rendement des cultures satellitaires, qui prennent en compte des variables telles que le climat et les cycles de vie des cultures, ils ont également examiné les rendements du maïs et du soja. pendant ce temps. Pour quantifier l'impact de la réduction du travail du sol sur les rendements des cultures, les chercheurs ont formé un modèle informatique pour comparer les changements de rendement en fonction de la pratique du travail du sol. Ils ont également enregistré des éléments tels que le type de sol et les conditions météorologiques pour aider à déterminer quelles conditions avaient une plus grande influence sur les récoltes.

Rendements améliorés

Les chercheurs ont calculé que les rendements du maïs se sont améliorés en moyenne de 3,3 pour cent et ceux du soja de 0,74 pour cent dans les champs gérés avec des pratiques de travail du sol de conservation à long terme dans les neuf États échantillonnés. Les rendements du tonnage supplémentaire se classent dans le top 15 mondial pour les deux cultures. Pour le maïs, cela totalise environ 11 millions de tonnes métriques supplémentaires correspondant à la production de 2018 de l'Afrique du Sud, Indonésie, Russie ou Nigéria. Pour le soja, les 800 ajoutés, 000 tonnes métriques se situent entre les totaux de l'Indonésie et de l'Afrique du Sud.

Certaines régions ont connu une augmentation allant jusqu'à 8,1 pour cent pour le maïs et 5,8 pour cent pour le soja. Dans d'autres domaines, des rendements négatifs de 1,3 pour cent pour le maïs et de 4,7 pour cent pour le soja ont été observés. L'eau dans le sol et les températures saisonnières étaient les facteurs les plus influents dans les différences de rendement, surtout au sec, régions plus chaudes. Les conditions humides ont également été trouvées favorables aux cultures, sauf en début de saison où les sols gorgés d'eau bénéficient d'un travail du sol conventionnel qui à son tour s'assèche et s'aère.

« Déterminer quand et où la réduction du travail du sol fonctionne le mieux pourrait aider à maximiser les avantages de la technologie et guider les agriculteurs vers l'avenir, " a déclaré l'auteur principal de l'étude, David Lobell, professeur de science du système Terre à l'École de la Terre, Energy &Environmental Sciences et le directeur Gloria et Richard Kushel du Centre sur la sécurité alimentaire et l'environnement.

Il faut du temps pour voir les avantages d'un travail réduit du sol, car il fonctionne mieux dans le cadre d'une mise en œuvre continue. Selon les calculs des chercheurs, les producteurs de maïs ne verront pas tous les avantages pendant les 11 premières années, et le soja met deux fois plus de temps pour que les pleins rendements se matérialisent. Cependant, l'approche se traduit également par une baisse des coûts en raison de la réduction des besoins en main-d'œuvre, du carburant et du matériel agricole tout en maintenant des terres fertiles pour une production alimentaire continue. L'étude montre un petit gain positif même au cours de la première année de mise en œuvre, avec des gains plus élevés au fil du temps à mesure que la santé du sol s'améliore. Selon un rapport des recensements agricoles de 2017, les agriculteurs semblent se joindre à l'investissement à long terme et près de 35 pour cent des terres cultivées aux États-Unis sont désormais gérées avec un travail du sol réduit.

« L'un des grands défis de l'agriculture est d'obtenir les meilleurs rendements des cultures aujourd'hui sans compromettre la production future. Cette recherche démontre que la réduction du travail du sol peut être une solution pour la productivité des cultures à long terme, " dit Deines.