Savoir caractériser les complémentarités entre cultures et élevage pour accompagner la reconception des systèmes de polyculture - élevage dans leurs transitions agroécologiques

International audienceIntegrated Corp-Livestock farming systems (ICLS) should be able to maximize the implementation of agro-ecologic practices. Crops feed livestock and manure fertilize crops, which creates a virtuous circle. However, integrated crop-livestock farming systems cover a diversity of agricultural systems without consensus on how to charaterize them,. As each form of ICLS has not the same aims, they also do not have the same economic and environmental performances. To archieve obtaining situations with the expected virtuous theoretical characteristics, these systems will have to implement different changes. This is wath we describe through the experience of four experimental farms and several communications made during the symposium : "Les polycultures-élevages : valoriser leurs atouts pour la transition agroécologique" in Dijon in October 2017, as well as results from analyzes and presentations of methods and tools developed for these systems.Les systèmes de polyculture-élevage ont théoriquement les moyens de maximiser la mise en oeuvre de pratiques agroécologiques : les cultures alimentent le troupeau dont les effluents fertilisent les terres selon un cercle vertueux. Cependant, le terme « polyculture-élevage » (PCE) masque une diversité de systèmes sans l’existence d’un consensus sur la façon de la caractériser. Or, chaque forme de PCE ne va pas viser les mêmes objectifs, ni avoir les mêmes performances environnementales et économiques. Pour atteindre des situations où les caractéristiques théoriques vertueuses attendues sont obtenues, ces systèmes auront des trajectoires différentes. C’est ce que nous montrons à travers l’expérience de 4 exploitations expérimentales et de présentations faites lors du colloque « Les polycultures-élevages: valoriser leurs atouts pour la transition agroécologique » à Dijon en Octobre 2017, ainsi que de résultats d’analyses et de présentations de méthodes et outils de conseil développés pour ces systèmes

Environmental footprint of milk and meat from the French cattle sector: progresses since 1990 and future trends to 2035

French cattle farming is committing to take part to national and European mitigation targets. This study combine macro- economics and life cycle assessment to estimate the contributions of the different methods of producing milk and meat at national level and to propose improvement strategies for the future. Analyses of passed production systems, livestock population and agricultural practices allowed us to specify GHG emissions, energy consumption and corresponding footprints, from 1990 to 2010. Various coherent, plausible and contrasted economic scenarios has been chosen to explore the future possible for the horizon 2035. From 1990 to 2010, the cattle sector reduced its emissions and energy consumptions (respectively -10.6% and -22%). This reduction is mainly the result of the decrease in cattle population: improvements in dairy productivity have been followed by a decrease in the number of dairy cows, only partially balanced by an increase of the suckler cows population. Farmers’ progress in fertilization management and energy saving also contributed to the overall reduction. This is translated in a reduction of 20% of the carbon footprint (CF) of milk but an increase of 5% in the CF of meat, due to changes in animal products (less dairy cows, more animals from suckler herd, with impact allocation). On the basis of an underlying projection of milk and meat productions for 2035, the future trend would be a stabilization in GHG emissions (+0.5%) and a decrease of energy consumption (-13%) from 2010 to 2035. The CF of milk would reach 0.94 kg CO 2 eq/kg FPCM and CF of beef 14.9 kg CO 2 eq/kg LW. Adoption of additional mitigation techniques would lead to improve both CF of milk and meat by -6% and -13%. Other scenarios explore contrasted situations, on the level of production, as well as on the ways to produce milk and meat. The results should help the sector to make the future stakes their own, in a context of questionings and strong expectations for livestock regarding climate change

Profils environnementaux des exploitations d'élevage bovins lait et viande en agriculture biologique et conventionnelle : enseignements du projet CedABio

Les indicateurs d’impacts environnementaux empruntés aux démarches d’analyse de cycle de vie sont évalués sur cent fermes bovines biologiques et conventionnelles dans le cadre du projet CedABio associant des partenaires de la recherche et du développement. A structure d’exploitation comparable, la plus grande autonomie des systèmes biologiques se traduit par de moindres niveaux d’excédents azotés sur l’exploitation (-57 et -37 kg N/ha SAU hors fixation symbiotique et déposition atmosphérique respectivement en lait et en viande) et une meilleure efficacité énergétique avec des consommations inférieures de 17% par litre de lait et 24% au kilogramme de viande. A l’échelle de l’exploitation, les impacts environnementaux sont ainsi systématiquement plus faibles en agriculture biologique ramenés à l’unité de surface (-10% à -59% selon les impacts) mais en se focalisant sur l’atelier animal (émissions du troupeau et des surfaces dévolues à son alimentation) les écarts par unité de produit sont moindres. Les mesures sur sites expérimentaux, à l’INRA de Mirecourt en lait (88) et à la ferme expérimentale de Thorigné d’Anjou en viande (49), confirment le lien entre moindre excédent de bilan azoté et moindre risque pour l’eau, globalement, à l’échelle de l’exploitation. Mais elles soulignent la nécessité de poursuivre les travaux de mesures sur les pertes gazeuses dans les systèmes. L’étude détaillée des flux azotés au sein de l’exploitation montre la nécessité de travailler sur le long terme, notamment en agriculture biologique où les systèmes de culture sont souvent basés sur des rotations longues valorisant l’azote organique et les fixations symbiotiques d’azote

CarSolEl, a user-friendly tool to predict carbon stocks evolution in grassland-based farms

International audienceMaintaining or increasing soil organic carbon (SOC) stocks is crucial to meet the 2050 carbon neutrality target. The contribution of crop and grassland to SOC stocks was shown to be variable in France according to the soil, climate, and management situations. To assist farmers assessing how their land use and management modifies SOC stocks, a user-friendly interactive tool was developed. This tool is based on random decision forests built on fine gridded model simulations of SOC changes over France, carried out within the framework of the ‘4p1000’ INRAE study. The tool estimates a 30-year SOC evolution (0-30cm layer) for three land use types: permanent grasslands, and crop rotations with and without temporary grassland. The tool inputs are 26 easily available information sources related to soil, climate, and length of the rotation (including the share of grassland and cover crops), fertilization and irrigation practices and grass management. The tool is a good approximation of complex process-based crop and grassland models. It is therefore a promising tool for estimating in situ SOC evolution of livestock farms

Mesures d’atténuation des émissions de gaz à effet de serre en élevage bovin lait et viande

De nombreux travaux sont nécessaires pour préciser la contribution des systèmes d’élevage aux émissions de gaz à effet de serre, déterminer l’empreinte carbone du lait et de la viande bovine et identifier les leviers de réduction. Les travaux conduits dans le cadre du projet MAGES confirment qu’une incorporation de légumineuses et de chicorée à hauteur de 40 % dans le régime permet de réduire jusqu’à 20 % les émissions de méthane entérique. En bâtiment, le logement des animaux sur litière accumulée se traduit par des émissions plus élevées de méthane et de gaz carbonique. A l’échelle du système, les évaluations mettent en évidence que l’empreinte carbone brute du lait et de la viande oscillent respectivement entre 823 et 1 067 kg CO2/1 000 kg lait et 16,8 et 11,4 kg CO2/kg viande vive. Les différences observées ont trait au système fourrager, à la conduite du troupeau et de leur alimentation (suppléments lipidiques, fourrages, …) ou encore aux pratiques agronomiques (gestion des déjections, ...). Enfin le stockage de carbone qui compense jusqu’à 80 % des émissions, reste sensible aux modes de gestion des prairies et aux conditions climatiques. Les résultats obtenus et la variabilité observée illustre que la réduction de la contribution de l’élevage bovin au changement climatique est envisageable, même si des travaux de recherche complémentaires sont nécessaires pour préciser les mécanismes biologiques et les leviers.Many research works are needed to figure out the contribution of animal production systems to greenhouse gas emissions, evaluate carbon footprint of milk and beef cow and identify levers of reduction. The work led within the framework of MAGES project confirmed that an incorporation of legumes and chicory up to 40% in the diet leads to a reduction of up to 20% of enteric methane emissions. In the livestock buildings, housing of animals on an accumulated liter leads to higher emissions of methane and carbon dioxide. At the scale of the system, the assessment demonstrated that the gross carbon footprint of milk and meat fluctuates between respectively 823 and 1 067 kg CO2/1 000 kg of milk and 16.8 and 11.4 kg CO2/kg of meat. The differences noticed are linked to feed system, cattle management and diet (lipid additives, feed,…) or agronomic practices (dejection management,…). Finally, the storage of carbon, which compensates the emissions up to 80%, is sensitive to grassland management and to climatic conditions. The results provided and the observed variability illustrate that the reduction of the contribution of livestock farming to climate change is possible, even though complementary research work is needed in order to precise the biological mechanisms and the levers

Impact environnemental des systèmes bovins laitiers français

Environmental issues are now at the heart of the debates concerning the evolution of dairy production systems. The challenge of the next few years lies in supplying dairy products while insuring social, economic and environmental performances, to improve sustainability of production systems. Regarding the environment, particular attention must be paid to limiting the risks of pollution towards water, air and the conservation of biodiversity. The French ruminant breeding system, widely based on grasslands, presents a real asset due to the link to the soil and from the large part of forage in the herd’s diet. The environmental efficiency, which is not directly connected to the structural characteristics, occurs in particular by the optimization of carbon and nitrogen recycling within the production systems. While the variability of the environmental burdens between farms of different systems (plain vs mountain) is low, a strong variability is observed between farms of the same system. This demonstrates that the practices, which are efficient in terms of optimising animal management and low energy consumption..., have positive environmental and economic impacts. Therefore, a significant part of the French ruminant farms should be considered as having high environmental and economic performance without disrupting the current production systems. Finally dairy farming, which acts to reduce the carbon and nitrogen losses to the air and water, promotes carbon storage and biodiversity. Beyond the production of milk and meat, dairy farming therefore plays a major role in the preservation of the environment.La préservation de l’environnement est actuellement au coeur des débats dans l’évolution des systèmes de production laitière. Le défi des années futures réside dans la fourniture de produits laitiers tout en assurant les performances sociales, économiques et environnementales, c'est-à-dire la durabilité des systèmes de production. En matière d’environnement, une attention toute particulière doit être portée à la limitation des risques de pollution vers l'eau, vers l'air et à la préservation de la biodiversité. Les systèmes d'élevage herbivore français, largement basés sur la prairie, présentent pour cela un réel atout du fait du lien au sol et de la part importante de fourrages dans l’alimentation du troupeau. Peu liée aux caractéristiques structurelles, l’efficience environnementale passe notamment par l’optimisation du recyclage du carbone et de l’azote au sein des systèmes de production. Alors que la variabilité des impacts environnementaux entre exploitations de systèmes différents (plaine vsmontagne) est faible, une forte variabilité est observée entre exploitations d’un même système. Ceci démontre que les pratiques efficientes sur le plan technique, relatives à la gestion optimale des effectifs animaux, à une sobriété énergétique, etc. ont des incidences environnementales et économiques favorables. C’est pourquoi, une partie significative des exploitations d'élevage d'herbivores françaises devrait pouvoir être considérée à hautes performances environnementales et économiques sans remise en cause lourde du système de production. Par ailleurs l’élevage laitier, qui intervient pour réduire les pertes vers l’air et vers l’eau, est garant du stockage de carbone et de la biodiversité. Au-delà de la production de lait et de viande, l’élevage laitier joue dès lors un rôle majeur dans la préservation de l’environnement

Using Life Cycle Assessment To Assess And Improve The Environmental Performance Of Organic Production Systems

Life cycle assessment (LCA) is an international method that allows an estimation of a set of environmental impacts of products. A growing number of studies have used LCA to assess environmental impacts of agricultural products, but available LCA data mainly concern conventional agriculture. The ACV-Bio project has created LCA data for arable crops, grassland, forages, grapes, cattle, sheep, pigs and poultry in France. For most products, contrasting production systems were assessed to explore a diversity of organic systems. The web-based MEANS-InOut software was used to facilitate and streamline the generation of LCA data, and their external review by independent experts. Impact values were calculated for nine indicators. The InOut software was enhanced to allow assessment of intercrops and cropping systems, which are important elements of organic systems and of agro-ecological systems in general. Eco-design scenarios of pig and grape production systems allowed impact reductions of 0 - 22%, depending on the impact considered

Life cycle assessment data of French organic agricultural products

International audienceEnvironmental data on organic products are needed to assess their environmental performance. The purpose of the ACV Bio project reported here was to generate environmental data as life cycle assessment (LCA) data for a sample of French organic production systems including cropping systems (annual crops, intercrops, forages), grassland, wine grapes, cow milk, calves, beef cattle, sheep, pigs, broilers and eggs. LCA was used to estimate environmental impacts of products from these systems. Recommended uses are to characterize part of the diversity of French organic farming systems and some of their environmental impacts, identify areas for improvement, perform eco-design and sensitivity analysis, and/or make system choices in a given context. However, these data do not represent average French organic products and should not be used as such. The MEANS-InOut web application was used to generate life cycle inventories (LCI). Impact assessment was performed using SimaPro v9 software. The Environmental Footprint 2.0 characterisation method was used to generate LCA data. These data were supplemented with three LCA indicators: cumulative energy demand, land competition (CML-IA non-baseline) and biodiversity loss. Three non-LCA indicators were also calculated for certain systems: diversity of crop families (for cropping systems), agro-ecological in- frastructure (for sheep) and pesticide treatment frequency index (for grapes). In total, 173 products were modelled. LCA and non-LCA data are available in the Microsoft (R) Excel file at Data INRAE (https://doi.org/10.15454/TTR25S). LCI data are available in the AGRIBALYSE database and can be accessed using SimaPro and openLCA software. Farmer-practice data are available on demand