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PROJET CIBLE CHANGEMENTS CLIMATIQUES ET AGRICULTURE "CLIMAGRI"

SOUS-PROJET 2
Agriculture italienne et changements climatiques

THÉMATIQUE 2.5
Rôle actif de l’agriculture dans les procédés de mitigation du changement global (réduction de l’émission de CO2, substance organique du sol, etc.)

RESPONSABLE DE LA RECHERCHE
MM. Anna Benedetti
Institut expérimental pour la nutrition des plantes


FINALITÉ DE LA RECHERCHE
Les motivations de cette recherche se basent sur la nécessité de: 1) définir quantitativement, pour le milieu méditerranéen, le rôle de l’agriculture et le type de gestion du sol sur le bilan global de CO2 et sur les changements climatiques globaux; 2) développer une analyse concrète des potentialités de l’agriculture comme moyen pour réduire la concentration de CO2 dans l’atmosphère; 3) finaliser l’agriculture et la gestion des sols italiens à une utilisation non dissipative des ressources pour qu’elle soit durable pour le maintien des équilibres globaux et des écosystèmes individuels.

Le projet comportera en premier lieu l’acquisition de données sur le contenu en carbone organique et sur les cinétiques de minéralisation de la substance organique des sols italiens avec des caractéristiques pédologiques différentes et de vocation et leur élaboration sur la base de modèles de prévision capables d’extrapoler le phénomène dans la longue période. Il sera possible de fournir une méthode pour l’évaluation de la capacité de dissipation/acquisition du carbone de la part des écosystèmes du milieu méditerranéen. On pourra donc évaluer les potentialités des différentes pratiques agricoles dans la réduction de concentration de CO2 dans l’atmosphère. A travers l’étude des temps de turn-over de la substance organique dans les sols italiens seront mis en évidence les liens existants entre le type de gestion, la qualité de la substance organique, la qualité de la substance organique dissipée sous forme de CO2 et la fertilité biologique des sols. En outre, on aboutira à l’application des modèles dans la prévision des effets des différentes pratiques agricoles sur les potentialités des sols de réduire les émissions de CO2 et de «séquestrer» le CO2 atmosphérique sous forme de matériel humifié stable.


BUT DE LA RECHERCHE
  • Etudier l’impact des différents types de gestion du territoire sur le cycle de carbone et des émissions d’anhydride carbonique du sol, en quantifiant le phénomène pour les différentes typologies de milieu (boisement naturel, pratiques de reforestation, cultures, «set-aside», zones marginales, etc.) et de climat.
  • Identifier pour le milieu méditerranéen et en particulier pour les sols italiens, un modèle statistique-mathématique qui permette d’estimer la participation des différents secteurs environnementaux (biotiques et abiotiques) dans le cycle de la substance organique et, dans le spécifique, dans le processus de minéralisation du carbone organique. Le modèle pourra constituer une clé de lecture indispensable pour comprendre le rôle des sols du milieu méditerranéen dans le stockage de carbone organique et donc dans la saisie du carbone du milieu atmosphérique.
  • Fournir des données valables sur le contenu en carbone organique des sols italiens et sur les dimensions des phénomènes de minéralisation/accumulation qui ont eu lieu dans ce siècle et qui caractérisent les différents écosystèmes présents sur le territoire dans les siècles prochains.
  • Contrôler les facteurs de processus dans la métabolisation de minéralisation-humification des substances organiques, en incluant la qualité des substrats et les conditions physiques et chimiques.
  • Parvenir à l’identification des pratiques et des schémas de gestion des sols qui permettent plus facilement, d’une part, de réduire les émissions de CO2 et, de l’autre, d’augmenter la potentialité des sols, de séquestrer et de conserver le carbone sous forme humifiée.
  • Identifier les cycles des biomasses et nécromasses, leurs relations avec les types de formations végétales et leurs effets sur la saisie du carbone.
  • Construire les modèles de prévision sur l’évolution des potentiels de séquestre du carbone sur des sols agraires et forestiers environnementaux, sur la base de l’intégration des données climatiques, pédologiques et biochimiques.
  • Développer une analyse concrète des moyens de programmation disponibles pour faire en sorte que la culture des sols puisse contribuer à la réduction de l’effet de serre plutôt qu’à son augmentation.


DESCRIPTION DE LA RECHERCHE ARTICULÉE SUR TROIS ANS
PREMIÈRE ANNÉE
  • Réalisation d’une base de données pour l’acquisition des données sur la quantité et la qualité des substances organiques des sols italiens.
  • Acquisition des modèles statistiques-mathématiques pour l’analyse des dynamiques du cycle du carbone dans les sols agricoles et forestiers.
  • Identification des zones indicatives (parcelles expérimentales préexistantes, systèmes naturels et artificiels dont on connaît la gestion prégresse) sur lesquelles effectuer des expériences sur le terrain pour la validation de modèles.


DEUXIÈME ANNÉE
  • Expériences en laboratoire et sur le terrain pour l’étude des cinétiques d’accumulation/minéralisation de la substance organique dans des sols d’origine et de vocation différentes.
  • Application des modèles pour l’étude de la capacité de dissipation/acquisition du carbone des différents écosystèmes à l’examen.


TROISIÈME ANNÉE
  • Analyse de l’influence sur les phénomènes d’accumulation/minéralisation du matériel organique dans les sols des différentes variables chimiques, physiques et biotiques (caractéristiques pédologiques, température humidité, exposition, caractéristiques chimiques de la matrice organique, diversité de composition des communautés microbiques de apofites, etc.).
  • Calibration des modèles avec les données relatives aux expérimentations sur le terrain
  • Validation de modèles et étude de leur applicabilité dans les différentes réalités italiennes.
  • Application des modèles pour l’évaluation (et la prévision) de l’efficacité des pratiques et des schémas de gestion des sols pour réduire, au niveau national, les émissions de CO2 et de “séquestrer” le CO2 atmosphérique.


RÉSULTATS ATTENDUS AU COURS DE LA PREMIÈRE ANNÉE
  • Réalisation d’une base de données pour l’acquisition de données sur la quantité et la qualité de la substance organique des sols italiens.
  • Acquisition des modèles statistiques-matématiques (ex: Century Model, NCSoil, etc.) pour l’analyse des dynamiques du cycle du carbone dans les sols agricoles et forestiers.
  • Identification de zones indicatives (parcelles expérimentales préexistantes, systèmes naturels et artificiels dont on connaît la gestion prégresse) sur lesquelles effectuer des expériences sur le terrain pour la validation des modèles (à ce propos, la collaboration des Régions sera fondamentale pour identifier les zones sensibles qu’il faut inclure à l’étude).
  • Mise au point et acquisition des méthodes pour l’étude des cinétiques d’accumulation et de minéralisation de la substance organique du sol. On se réfère surtout à l’utilisation de techniques isotopiques qui utilisent l’analyse de l’abondance relative, dans les différentes fractions de substance organique du sol, des isotopes stables du carbone et de l’azote, aussi bien qu’à l’utilisation de matériel organique marqué (isotopes stables) à ajouter aux terrains pour pouvoir en étudier la vitesse de turn-over.


ASPECTS INNOVATEURS
La définition du rôle de l’agriculture et de la sylviculture italiennes dans les processus de mitigation des émissions à effet de serre est un objectif nécessaire à poursuivre dans l’immédiat. Au niveau international, en effet, on discute trop souvent des problématiques environnementales sans se référer à des réalités particulières, telles les caractéristiques écologiques des systèmes naturels et artificiels dans le milieu méditerranéen. Cela dépend principalement de la disponibilité de données expérimentales et des valeurs de référence pour les milieux typiques italiens qui sont insuffisantes.

Afin de définir les potentialités de l’agriculture italienne comme moyen de réduction de concentration de CO2 dans l’atmosphère, il faut comprendre à fond les mécanismes qui influent sur les processus de minéralisation et d’accumulation de la substance organique dans les sols dans les différentes conditions environnementales et économiques du pays.

La mise au point d’indicateurs biochimiques d’utilisation rapide pour l’analyse au niveau du sol de l’impact des différents types de gestions du territoire sur le cycle de carbone permettra une planification de l’utilisation du sol en fonction même de la disponibilité environnementale entendue comme mitigation des émissions à effet de serre.


RETOMBÉES TECHNICO-SCIENTIFIQUES/ÉCONOMICO-SOCIALES
La principale retombée de ce projet consiste dans la définition des méthodes qui permettront, à travers quelques analyses sur le terrain et l’utilisation de modèles de prévision, de finaliser l’agriculture et la gestion des sols italiens à une utilisation de conservation des ressources, de façon à pouvoir devenir disponible pour le maintien des équilibres globaux et des écosystèmes individuels. Une gestion du sol qui pourra invertir le procès dissipatif, actuellement en cours dans plusieurs réalités italiennes, aura comme conséquence positive, d’un côté, une plus grande accumulation de substance organique de qualité dans les sols et, de l’autre, une contribution essentielle de l’agriculture à la réduction du contenu de CO2 dans l’atmosphère.

Au niveau national on prévoit que cette recherche pourra solliciter les collectivités locales (les Régions, par exemple, ou les organismes responsables des parcs) à promouvoir d’autres approfondissements, sur des réalités spécifiques. Elle permettra l’identification de pratiques et de schémas de gestion des sols capables de réduire les émissions de CO2 et l’augmentation de potentialité d’accumulation de carbone sous forme humifiée. En outre, la sensibilité envers la qualité de l’environnement a rejoint en Italie l’intérêt politique et économique. L’activation de recherches à long terme sur l’utilisation du sol comme «réservoir» de matériel organique stable pourrait intéresser d’autres contextes d’expérimentation et pourrait atteindre des résultats de plus grande envergure.


BIBLIOGRAPHIE ESSENTIELLE
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