SITE_LUZERNE 2013-2
La Luzerne est menacée.Tenez-vous informés !
Developpement Durable
Efficacité territoriale
Promouvoir des développements soutenables et durables suppose de produire suffisamment de produits alimentaires et non alimentaires pour satisfaire décemment les besoins de base de chaque habitant de la planète : quelques 7 milliards d’habitants aujourd’hui et sans doute 2 à 2,5 milliards d’habitants supplémentaires d’ici le milieu du siècle.

Intérêt de la luzerne
L’intérêt environnemental d’une culture doit s’apprécier à la fois au niveau de la biogéosphère et au niveau local.
  • Au niveau de la biogéosphère, il faut nécessairement prendre en compte, par tonne de produit ou de service final, les trois paramètres suivant :
    - la surface nécessaire pour obtenir une tonne de produit, qui est à optimiser afin de pouvoir mieux satisfaire les besoins alimentaires
       de l’humanité toute entière, tout en préservant les forêts, les prairies et la biodiversité planétaire et en tenant compte des contraintes
       économiques sociales et environnementales locales.
    - la consommation d’énergie fossile, en particulier de pétrole, pour réduire les tensions sur cette ressource .
    - les émissions de gaz à effet de serre (GES) qu’il faut également chercher à minimiser pour limiter le renforcement de l’effet de serre
       ainsi que les effets négatifs des changements climatiques sur la végétation mondiale et sur les productions agricoles.
  • Au niveau local, il faut en outre préserver les ressources naturelles, notamment l’eau, l’air, les sols, la biodiversité, ainsi que les capacités productives des sols à long terme. Ce qui suppose d’optimiser l’aménagement des terres et les rotations. L’Évaluation Environnementale Planétaire Intégrée (EPI), un outil d’analyse développé par A. Riedacker à l’INRA, prend en compte tous ces éléments.
Au niveau de la Biogéosphère
Les productions alimentaires ne peuvent être remplacées par des énergies fossiles
Les productions alimentaires ne peuvent être remplacées par des énergies fossiles
Les productions alimentaires directes et indirectes (via les animaux), ne peuvent pas être remplacées par des énergies fossiles. C’est pourquoi elles doivent être prioritaires dans l’utilisation de l’espace rural.
Mais il faut le faire efficacement en utilisant des plantes convertissant bien l’énergie solaire, exigeant donc, comme la luzerne, le moins de surface possible par tonne de produit, et/ou en augmentant les rendements grâce à l’injection d’un peu plus d’énergies fossiles (de gaz naturel pour la fabrication d’engrais et de pétrole pour les cultures) et de semences améliorées.

Compte tenu de la contrainte territoriale au niveau de la biogéosphère, il est préférable d’augmenter les productions en augmentant tout d’abord les rendements plutôt que les surfaces cultivées : ce qui suppose par exemple de passer du système de production i, ci-après, au système de production k, plutôt qu’au système de production j.
Car en évitant de défricher on peut tout à la fois préserver les récoltes (de bois ou d’autres cultures), les stocks de carbone en forêts ou dans les prairies, ainsi que d’autres services environnementaux locaux sur les surfaces qu’on évite de défricher.

Le schéma ci-dessus montre deux manières d’augmenter la production : en augmentant le
rendement, quand cela est possible, (Scénario de transition du système de production i vers le
système de production k), ou en augmentant la surface cultivée, le rendement restant inchangé
(Scénario de transition du système de production i vers le système de production j).

Nous avons retenu les rendements par ha suivant : 13 t de MS (matières sèches) par ha pour la luzerne soit 1,6 t de MAD (matières azotées digestibles) par hectare, comme en région Champagne-Ardenne ; 2,5 t de graines de soja (0,76 t de MAD et 0,45 t d’huile par hectare), comme aux Etats-Unis et au Brésil (dans l’Etat du Mato Grosso ; 3,5 t de graines pour le colza (0,54 t de MAD et 1,43 t d’huile par hectare), la moyenne en France.

Il ne faut évidemment pas la même surface pour produire une tonne de MAD en zone tempérée et en zone tropicale. Même avec des rendements en graines de soja par hectare identiques, l’intensité territoriale (la surface qu’il faut pour produire annuellement une tonne de produit) est en effet plus basse en région tropicale qu’en zone tempérée, car on peut y pratiquer plus d’une culture par an sur une même parcelle.

Dans les comparaisons qui suivent les productions de protéines sont exprimées en tonne de matière azotée digestible (MAD), ce qui permet de tenir compte de la digestibilité des différentes protéines.
Optimisation de l'utilisation des surfaces en zone tempérée
Comparaisons des occupations territoriales de divers systèmes de productions
Comparaisons des occupations territoriales de divers systèmes de productions
Voici les principaux résultats quand on compare le soja avec la luzerne :
  • Sur 1,315 ha on peut obtenir 1 t de MAD et 0,59 t d’huile (sys¬tème de production (1) de la figure ci-dessus)
  • Pour obtenir autant de MAD et d’huile qu’avec le soja en sys¬tème de production (1) il suffit, avec le système de production (2), de 0,486 ha de luzerne et de 0,412 ha de colza; on gagne ainsi 0,417 ha (DUT ou différence d’utilisation des terre) ;
  • Avec le système de production (3) on obtient autant de MAD qu’avec le soja en système de production (1), mais pas d’huile; on gagne alors 0,69 ha ;
  • Avec le système de production (4) qui occupe 1,315 ha la pro¬duction de MAD avec la luzerne fait plus que doubler, mais on n’obtient pas d’huile;
  • Avec le système de production (5) qui occupe également 1,315 ha avec du colza et de la luzerne, on peut, augmenter la production d’huile de 0,9 t ;
  • Avec le système de production (6) qui occupe également 1,315 ha avec de la luzerne et du colza, on peut obtenir la même produc¬tion d’huile qu’avec le système de production (1) et multiplier la production de MAD par 1,67.
Optimisation de l'utilisation des surfaces au niveau mondial
Au niveau mondial, on peut comparer des productions de zones tem¬pérées avec des productions tropicales. Sont présentées ci- dessous des comparaisons de bilans pour des productions de luzerne (et du soja quand on s’intéresse également à la production d’huile) en zone tem¬pérée avec du soja produit en Amazonie.

Quand le soja est produit en Amazonie, et la luzerne et le colza en zone tempérée le gain territorial n’est plus que de 0,122 ha. On pourrait également comparer la production de soja en zone tropicale avec des combinaisons de productions de MAD en zone tempérée (uniquement de la luzerne) et d’huile de palme en zone tropicale.

En cultivant de la luzerne plutôt que du soja, chaque fois que cela est possible du point de vue agronomique, on peut gagner de la surface comme on le voit sur les schémas suivants.
Bilans énergie et gaz à effet de serre dus aux intrants
Les travaux des champs, les engrais et parfois l’irrigation consom¬ment des énergies fossiles émettant du gaz carbonique. Les apports d’azote émettent du protoxyde d’azote au champ et parfois aussi lors de la fabrication d’engrais azotés. Ces émissions, beaucoup plus faibles que celles provenant des conversions des forêts ou des prairies, sont émises chaque année à raison d’environ 0,97 teqCO2 (tonne équivalent gaz carbonique) par hectare et par an pour une luzernière conservée trois ans, comme en Champagne, où l’on n’a pas besoin de chaulage (1,34 teqCO2 quand il faut chauler).

Par comparaison une culture moyenne de blé émet 3,12 teqCO2, soit trois fois plus. Cette différence provient surtout du fait que la luzerne, contrairement au blé, convertit efficacement l’azote de l’air, ce qui permet de se dispenser d’en apporter sous forme de fumier ou d’engrais. Au moment du retournement des luzernières il s’échappe un peu de protoxyde d’azote et de nitrate. On a donc intérêt à prolonger la durée de vie des luzernières autant que faire se peut, et tant que leurs rendements restent élevés.

Le doublement des rendements en blé entre 1970 et 2000 n’a augmenté les émissions annuelles que d’environ 2 teqCO2 par ha (Scénario de transition du système de production i vers k), c’est-à-dire instantanément cent fois moins qu’en augmentant la surface cultivée (Scénario de transition du système de production i vers j). L’effet radiatif cumulé simplifié au bout de 50 ans, des émissions annuelles de gaz à effet de serre provenant des apports d’intrants est bien plus faible que celui dû aux défrichements. L’avantage de l’intensification territoriale perdure de ce fait pendant deux siècles !
Bilans énergie et gaz à effet de serre dus aux cultures
Stocks moyens de carbone dans les phytomasses et dans les matières organiques des sols, des forêts, des prairies et des cultures en France, en zone tempérée. En haut sont indiquées les émissions totales de CO2 après défrichement d’un hectare de forêt ou après mise en culture d’un hectare de vieille prairie permanente.
Stocks moyens de carbone dans les phytomasses et dans les matières organiques des sols, des forêts, des prairies et des cultures en France, en zone tempérée. En haut sont indiquées les émissions totales de CO2 après défrichement d’un hectare de forêt ou après mise en culture d’un hectare de vieille prairie permanente.
Une mise en culture d’un hectare de forêt ou de vieille prairie perma¬nente génère respectivement environ 310 t de CO2 et 90 t de CO2. [220 t de CO2 en provenance de la matière végétale émises presque instantanément après le défrichement et 3,67 t de CO2 par hectare et par an pendant 25 ans, par suite de la dégradation de la matière organique des sols des forêts (ou des prairies) mises en cultures.]: un défrichement standard (50% de forêt et 50% de praires) augmente donc les émissions d’environ 200 t de CO2 par ha.

Sous l’équateur le défrichement d’un hectare de forêt vierge émet en général des quantités beaucoup plus importantes de CO2 qu’en zone tempérée. La diminution des stocks de carbone ne se produit cependant pas d’un seul coup, mais par étapes : on retire tout d’abord les bois de valeur. Dans l’arc de déforestation amazonien le stock moyen de carbone des forêts dégradées qui en résultent est alors comparable à celui des forêts gérées durablement en France. Quand on veut passer ensuite à des pâturages, les bois restant de ces forêts dégradées sont ensuite brûlés, car non commercialisables. Aux prairies succèdent enfin les cultures..
Les systèmes de production de matière azote digestible
On compare ci-dessous des productions de MAD réalisées d’une part avec de la luzerne de Champagne et d’autre part avec du soja provenant des Etats Unis ou de la zone amazonienne au Brésil.
Avec le soja ou le colza on a des coproductions d’huiles, mais non avec la luzerne. Il faut donc distinguer deux cas :

(1) les systèmes de productions où on ne s’intéresse qu’à la production de matière azotée digestible (MAD), les coproductions d’huile de soja étant alors prises en compte dans le bilan énergétique ;

(2) les systèmes de productions où on cherche à obtenir la même quantité de matière azotée digestible et d’huile. Il faut alors combiner la production de luzerne avec celle du colza qui produit de l’huile, mais dont les rendements en MAD sont inférieurs à ceux de la luzerne.

Quand il faut augmenter la production de MAD de soja d’une tonne et que les rendements stagnent il faut défricher 1,315 ha en zone tempérée ou 1,02 ha en Amazonie. (passage de i à j dans le schéma page 17).

Les figures ci-contre montrent l’occupation des terres pour produire annuellement 1 t de MAD et 0,59 t d’huile avec du soja en zone tempérée (à gauche) ou en zone tropicale (à droite).
Dans les systèmes de productions A on produit autant de MAD et d’huile qu’avec le soja, mais en combinant la luzerne avec du colza. Dans les systèmes de productions B on produit 1t de MAD mais seulement avec de la luzerne, car on ne s’intéresse alors pas à la production d’huile.

En haut figurent les surfaces à défricher quand on veut produire une tonne de MAD supplémentaire, en défrichant de la forêt tempérée ou tropicale (et les stocks de carbone par hectare).
Les différences d’utilisation des terres (DUT) par rapport au système de production de soja sont ici plantées en peuplier, dont le bois peut servir à déshydrater la luzerne.
Comparatif soja / luzerne
L’augmentation de la consommation énergétique est de 0,129 tep (tonne équivalent pétrole) par tonne de MAD pour le transport local et international du soja, des Etats Unis vers l’Europe, contre seulement 0,055 tep pour le transport local de la luzerne. D’où, pour la luzerne produite et utilisée en Europe, une consommation moindre d’énergie de 0,074 tep par tonne de MAD5.

Les émissions de GES dues aux transports augmentent également moins avec la luzerne produite et consommée localement, qu’avec le soja importé des Etats Unis : de seulement 0,177 teqCO2 contre 0,413 teqCO2 par tonne de MAD, soit 60% d’émissions en moins avec la luzerne.
UN DES EMBLÈMES DE L'AGRICULTURE DURABLE