206 - L’agriculture durable : des défis et des solutions innovantes pour une voie d’avenir

Cette conférence portera sur la santé physique des sols agricoles et sur l’impact à long terme de la détérioration observée de cette santé en grandes cultures. Elle présentera les résultats d’une étude préliminaire utilisant un ensemble d’indicateurs de terrain afin d’établir des relations avec la production agricole, et éventuellement d’évaluer l’effet qu’ont différents itinéraires agronomiques sur ces indicateurs. Les résultats obtenus démontrent des niveaux relativement élevés de masse volumique apparente dans les sols (1,4 g cm^-3 en moyenne) et des niveaux de porosité d’air majoritairement sous la barre du 0,10 cm³ cm^-3. Nos résultats suggèrent également qu’une forte proportion des sols souffrirait d’un problème de compaction à des niveaux suffisamment élevés pour limiter la croissance de la culture. Une étude économique préliminaire prévoit qu’à long terme, la dégradation entraînera une augmentation des coûts de travail du sol et une baisse de l’efficacité des engrais azotés qui engendreront une diminution importante de la rentabilité de ce type de production. L’implantation de pratiques de conservation et de restauration des sols permettrait de maintenir à long terme la productivité en grandes cultures et justifierait les investissements nécessaires pour y parvenir. Avec les niveaux de dégradation observés, il est crucial d'agir rapidement et de s'assurer de maintenir un suivi de la santé physique des sols pour faire les diagnostics et les recommandations appropriées.

L’IMAP (Instituto Mesoamericano de Permacultura – Institut Mésoaméricain de Permaculture) est une association fondée en l’an 2000 par des mayas Kaqchikels afin d’améliorer la sécurité alimentaire et préserver la biodiversité par le biais du développement communautaire. Depuis cette date, l’IMAP a aidé plus de 10 000 agricultrices et agriculteurs à petite échelle à produire de manière naturelle à conserver des semences indigènes résilientes. Nous présenterons nos activités et leurs impacts sur la résilience climatique et la conservation des sols dans la région de Tz’olöj Ya’ au Guatemala.

La laitue est l’un des légumes frais le plus consommé au Canada et le plus cultivé au Québec avec plus de 7300 acres, en 2021, représentant 87% de la laitue Canadienne. Cette production est principalement concentrée dans la région de sol organique du sud-Ouest de Montréal. Cultiver de la laitue dans la chaleur est difficile. En effet, pendant les périodes les plus chaudes, entre mi-juillet jusqu‘en août, la laitue croît sous des températures excédant la fourchette de température optimale de 7 à 24 °C et des jours longs, entrainant souvent le développement de désordres physiologiques comme la brûlure de la pointe, la nervation brune et la montaison prématurée, occasionnant des pertes de qualité et de rendement important aux producteurs.

Ainsi, l’industrie de la laitue est vulnérable et la menace du changement climatique exacerbe cette vulnérabilité devant des prévisions annonçant des conditions encore plus extrêmes pour les périodes à venir. Le défi, dans ces conditions, est de développer de nouvelles variétés de laitue capables de s’adapter à ces conditions environnementales tout en maintenant des niveaux de rendement et une qualité élevée. Ainsi, l'innovation variétale dans la laitue constitue donc un levier essentiel pour accroître la performance économique des producteurs et de la filière.

La laitue représente l’un des légumes frais les plus populaires au Canada, avec près de 8 kg consommés par personne en 2021. Sa production est cependant menacée mondialement par plusieurs maladies bactériennes, dont la tache bactérienne, la pourriture molle et la maladie des taches et nervures noires. Elles sont respectivement causées par Xanthomonas hortorum pv
vitians, Pectobacterium carotovorum et Pseudomonas cichorii. Les moyens de lutte actuels sont peu nombreux et souvent insuffisants. Pour réduire les pertes causées par ces bactéries, il est nécessaire de développer et de mettre en place des méthodes de lutte efficaces, durables, et à faible impact environnemental, telles que le biocontrôle. Dans cette optique, nous avons isolé 35 souches bactériennes du genre Pseudomonas pour leur capacité à inhiber in vitro au moins un des trois agents pathogènes étudiés. Leurs génomes ont été entièrement séquencés et annotés, permettant de révéler leur position phylogénétique et les déterminants potentiels de l’inhibition observée. Elles appartiennent au moins à 27 espèces, dont seulement 15 ont été décrites à ce jour. La présence de certains gènes dans leur génome est corrélée à leurs capacités d’inhibition. Ces gènes sont connus pour leurs rôles dans les interactions avec les plantes, la compétition microbienne, et le biocontrôle. Ces souches s’avèrent ainsi prometteuses pour le développement de produits de biocontrôle contre des maladies bactériennes de la laitue.

Depuis ces dernières années, les espaces agricoles du coton au Nord Cameroun en général et dans les terroirs de Souckoundou et de Mandama en particulier sont marqués par des multiples formes d’organisations induites par des politiques agricoles récentes. De ce fait, cette étude pose le problème de structuration territoriale du cotonnier en milieux ruraux qui est encore peu connu. Pour cela, la contribution de la culture du coton dans l’organisation des espaces agricoles dans les terroirs de Souckoundou et de Mandama dans la plaine du Mayo-Louti intéresse cette étude. Pour atteindre cet objectif, le recueil des données secondaires issu des rapports des GIC et de SODECOTON, des thèses et des mémoires, des ouvrages généraux et des divers rapports d’études des structures agrobiologiques ont été mobilisés pour construire la revue de ce sujet. Après le traitement de ces données, il en ressort que 88,66 et 62,66% des producteurs effectuent l’attelage, 88,66 et 60,2% effectuent le sarclage ; et 96 et 68% effectuent le buttage respectivement en zones de Souckoundou et de Mandama. Pour ce qui est de l’organisation des espaces, 278,35ha et 304,8ha est aménagée où 73,25ha et 51,5ha occupées en forme horizontale, 24,5ha et 35,25ha en alignement étagé, 21,5ha et 25,5ha en alignement vertical et 64ha et 98,5ha en formes arquée et brisée respectivement en zones cotonnières de Souckoundou et de Mandama permettant de produire un bon rendement.

La cochenille africaine des racines et tubercules (CART) Stictococcus vayssierei Richard est une contrainte sérieuse à la production de manioc (Manihot esculenta Crantz) en Afrique centrale, et à la sécurité alimentaire et des revenus des petits exploitants agricoles. Au Cameroun, ce ravageur est responsable de pertes de rendement en racines de manioc allant de 27 à 100 % en champ. La stratégie de contrôle des dommages causés en champ par ce ravageur est l’utilisation des insecticides chimiques. Ces insecticides sont onéreux et dégradent l’environnement par la présence de leurs résidus dans le sol, les eaux superficielles et souterraines, source d’importants risques sanitaires. Par conséquent, il est urgent de déterminer les pratiques culturales appropriées qui réduisent la pression d'infestation par les CART.

Cette étude teste les effets simples et combinés de la portion de coupe de tige et de la variété de manioc sur les niveaux d'infestation par les CART. Les résultats ont montré que les variétés locales Miboutou et Douma ont été caractérisées par une bonne croissance et un bon rendement. Elles étaient sensibles aux CART. La variété TMS 96/0023 était peu sensible à l’infestation avec un rendement moyen. Ainsi, les variétés locales Douma et Miboutou peuvent être les variétés les mieux appropriées dans la lutte contre ce ravageur de même que les boutures de manioc de la portion à la base et du milieu probablement à cause de la meilleure vigueur des plants au démarrage.

Les ruches modernes à cadres mobiles sont très grosses consommatrices de planches. L'utilisation de matériaux de moins en moins dépendant des arbres est de plus en plus entreprise. C'est dans cette optique que nous avons pensé au carton des emballages car ayant déjà une grande similitude de forme avec les ruches modernes européennes. Mais
comment contourner sa vulnérabilité à la pluie, à la charge et aux mandibules des abeilles? Le carton a été passé dans de la cire fondue grâce à un bain-marie spécial réalisé par les deux bacs où à la place de l'eau se trouve plutôt du sable. Il est retiré après que toutes ses parties aient été suffisamment détrempées par la cire chaude . Il est ensuite laissé au repos. Le carton après un pareil traitement devient presque aussi dur que le bois : c'est notre ruche. Nos résultats montrent que les essaims d'abeille ont une attirance poussée à cette ruche qui dégage en permanence l'odeur de la cire. La colonie nouvellement établie attaque le carton mais cesse très rapidement. Cette ruche peut produire 3 kg de miel et 300 g environ de cire par récolte. Elle a une durée de vie d'environ un an voire deux lorsque le carton est dédoublé. Cette ruche est très écologique, et représente un bel exemple de récupération d'ordures à des fins économiques et de protection d'espèces menacées. Cependant, nous aurons besoin de réaliser d'autres expériences pour prouver davantage son efficience économique dans le contexte du changement climatique .

Les mauvaises herbes sont de fortes compétitrices et peuvent causer des pertes de rendement considérables. L’arrivée des herbicides a débuté une nouvelle ère dans la production agricole, permettant le désherbage de grandes surfaces d’une façon relativement facile et économique. Malheureusement, l’utilisation répétée des herbicides facilite le développement de la résistance. À ce jour, la résistance a été reportée pour au moins 23 modes d’action et plus de 225 espèces de mauvaises herbes dans le monde. Certaines espèces peuvent avoir de la résistance à plusieurs groupes d’herbicides, laissant peu d' options pour leur contrôle. Un exemple est l’amarante tuberculée, qui peut avoir de la résistance à cinq groupes d’herbicides, incluant le glyphosate et l’atrazine. Il est nécessaire de développer et adopter des stratégies de lutte intégrée contre les mauvaises herbes. Cela inclut différentes stratégies, telles que : la rotation de cultures, l’utilisation des cultures intercalaires et de couverture, le dépistage et la biosécurité à la ferme, la lutte thermique et l’utilisation des nouvelles technologies telles que les robots désherbeurs et les drones. Il faut également considérer l’aspect social, via la lutte collaborative. Plusieurs projets de recherche touchant cette problématique et les différentes stratégies proposées seront discutés. 

Depuis les recommandations formulées par la FAO en 2013, le surcyclage des résidus agroalimentaires par les insectes est considéré par plusieurs comme un moyen alternatif et durable d’augmenter l’accessibilité des populations à des aliments et des engrais écoresponsables. L’implantation de ces nouveaux modèles d’économie circulaire passera toutefois par le développement d’entomotechnologies requérant un transport minimal, des intrants abondants et des sources d’énergie peu coûteuses.  Les résidus d’élevage sont très abondants sur notre territoire et pourraient être valorisés sur la ferme par des insectes saprophages telles que les mouches soldats noires pour produire des aliments protéinés et énergétiques de haute qualité pour le bétail (poissons, volailles, porcs). Toutefois, de nombreux efforts restent à réaliser pour démontrer les rendements de bioconversion et de bioremédiation de ce type de bioprocédé ainsi que l’innocuité des ingrédients d’insectes et des frass qui en sont issus auprès des agences régulatoires. Nos travaux visent ainsi à identifier des gisements (co-produits d’équarrissage, lisiers, fumiers, …) et à proposer des moyens pour mitiger les risques qui leur sont associés (charges microbiennes, odeurs, antibiotiques, …). À terme, nos travaux offriront des alternatives aux modes de valorisation actuels tels que le compostage où la biométhanisation dont les applications sont limitées.

Le contexte difficile de dérèglement climatique, auquel s’ajoutent les conséquences de la pandémie de Covid et la guerre en Ukraine, génère actuellement une tension inhabituelle sur les demandes de matières premières agricoles à travers le monde. Il est à craindre que cette tension perdure dans le temps. L’utilisation des drones agricoles pourrait permettre aux agriculteurs de faire face à la demande en gérant leurs activités de manière optimisée. Ce projet abouti à des résultats concrets permettant de proposer aux agriculteurs et aux gestionnaires environnementale le potentiel des drones dans la l’agriculture pour un développement durable à travers des solutions innovantes pour la gestion raisonnée de l’eau d’irrigation, la gestion raisonnée de l’épandage des intrants et la prévention et le traitement des maladies.

Dans le contexte actuel de transition d’une société pétro-dépendante vers une société bio-basée, les résidus de l’agriculture représentent une alternative idéale car elles sont une source importante de biopolymères, comme la lignine et la cellulose, susceptibles de remplacer des produits pétro-sourcés. Généralement brulées, elles sont responsables d’émission de gaz à effet de serre. Néanmoins, ces ressources inexploitées peuvent générer des biopolymères aux propriétés et usages variables. L’approche employée dans ce projet de recherche est un concept de bioraffinerie adapté à un agro-déchet : la balle de riz. Une hydrolyse acide est réalisée pour convertir le xylane extrait de cet agro-déchet en xylose pour sa transformation ultime en xylitol. Le résidu solide restant après élimination du xylane est transformé par un procédé organosolv catalytique breveté en lignine organosolv d’une pureté remarquable et en pâte cellulosique riche en silice. La pâte cellulosique est enfin purifiée à l’aide de carbonate de sodium pour produire de la silice et de la cellulose. Afin d’optimiser ces procédés, différents paramètres ont été évalués : le temps et la température d’extraction, le rapport masse de matériau/volume de solvant, la composition du solvant, ainsi que la concentration en catalyseur et en base. Les propriétés des biopolymères et la silice produits pourront être utilisés dans des matériaux composites ou comme sources de molécules antioxydantes et aromatiques.

Le secteur agricole est responsable d’environ 23% des émissions de GES mondiales. Ce chiffre alertant traduit l’urgence et la nécessité d’améliorer les usages et les procédés afin de réduire notre consommation d’énergie et les émissions de GES. Le premier objectif de l’agriculture est de nourrir nos populations. Pour réussir, il est indispensable de stocker les récoltes sur une base annuelle. Aujourd'hui, les grains récoltés par les agriculteurs sont séchés et entreposés dans des centres de grains avant d'être vendus à des entreprises de transformation. Le séchage est principalement réalisé avec l’usage de combustible fossile, ce qui occasionne d’importante émissions de GES. Le principal objectif du projet est d'étudier et mettre en équations les transferts thermiques dans un séchoir à grain. L’humidité étant un paramètre très important et les relations intégrant les bilans massiques dans ce milieu granulaire devront aussi être mis en place. Ces équations seront mises en place dans un modèle numérique dont l’objectif sera d'identifier des méthodes et/ ou stratégies de contrôle de la méthode de séchage afin de réduire au maximum l’utilisation de combustible fossile. Sur le long terme, ce modèle numérique sera intégré aux algorithmes de gestion du silo d’entreposage qui, en fonction des prédictions météorologiques et du taux d'humidité exigé
par le marché, ajustera ses paramètres de fonctionnement.

Face aux crises environnementales, politiques et migratoires, l’île de la Réunion, du fait de son contexte insulaire, est plus durement frappée. Son agriculture dite familiale, soumise à des pressions humaines, foncières et économiques, entame un processus de mutation qu’il convient de mettre en discussion. Cette communication propose de partager les résultats obtenus lors d’une démarche living lab sur les choix technologiques dans l’agriculture réunionnaise de demain. 

Nous nous focaliserons plus particulièrement sur une technologie connectée en lien avec l’irrigation mise en discussion durant l’un des ateliers et montrerons que, derrière un choix technologique, c’est avant tout un choix de gouvernance, de souveraineté et d’autonomie qui est discuté. Grâce à aux résultats obtenus, nous avons créé le concept de : « Technologie Agricole Familiale - Connectée », les TAF-CO et nous tâcherons d’exposer rapidement ce qu’il implique.  

Les grandes cultures sont attaquées par divers insectes, dont la gestion repose souvent sur l’utilisation de pesticides. Ces derniers peuvent avoir un impact sur la santé et l’environnement. Le Gouvernement du Québec a récemment mis en place de nouvelles règlementations pour l’usage de certains pesticides et s’est doté d’un plan d’agriculture durable. Le premier objectif de ce plan vise à réduire de 500 000 kg la quantité de pesticides vendus et à réduire de 40 % les risques pour la santé et l’environnement.

Des alternatives aux pesticides existent mais sont méconnues et peu utilisées. On peut citer les champignons et nématodes entomopathogènes qui sont naturellement présents dans les sols en santé et qui peuvent contrôler certains ravageurs tels que les vers fil-de-fer et les chrysomèles des racines du maïs qui s’attaquent aux semences en germination et au système racinaire des plants. Ces agents de lutte pénètrent dans les ravageurs, s’y développent et entrainent leur mort. Une autre approche est l’utilisation de trichogrammes. Ces micro-guêpes parasites s’attaquent aux œufs de papillons ravageurs et sont utilisées dans des programmes de la lutte augmentative. Cela consiste à épandre de grandes quantités d’ennemis naturels au moment où le ravageur est abondant dans les champs.

Le recours aux agents de lutte biologique offre de nouvelles perspectives de lutte plus respectueuses et permettront également de réduire les impacts sur la santé des sols.