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Mar 13, 2024

Un système de productivité des sols révèle que la plupart des terres agricoles brésiliennes sont en dessous de leur potentiel maximum

Scientific Reports volume 13, Numéro d'article : 14103 (2023) Citer cet article Détails des mesures La production alimentaire est extrêmement dépendante du sol. Le Brésil joue un rôle important dans l'alimentation mondiale

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 14103 (2023) Citer cet article

Détails des métriques

La production alimentaire est extrêmement dépendante du sol. Le Brésil joue un rôle important dans la chaîne mondiale de production alimentaire. Bien que seulement 30 % de la superficie agricole totale du Brésil soit utilisée pour l’agriculture et l’élevage, le plein potentiel de production des sols doit être évalué en raison de l’impossibilité environnementale et juridique d’étendre l’agriculture à de nouvelles zones. Une nouvelle approche pour évaluer le potentiel productif des sols, appelée « SoilPP » et basée sur l'analyse du sol (0-100 cm) - qui exprime ses informations pédologiques - et l'apprentissage automatique est présentée. Les rendements historiques de la canne à sucre et du soja ont été analysés, permettant d'identifier les domaines où il est encore possible d'améliorer les rendements des cultures. Les rendements du soja étaient inférieurs au SoilPP estimé dans 46 % des comtés brésiliens et pourraient être améliorés grâce à des pratiques de gestion appropriées. Pour la canne à sucre, 38 % des superficies peuvent être améliorées. Cette technique nous a permis de comprendre et de cartographier la situation des rendements alimentaires sur de vastes zones, ce qui peut aider les agriculteurs, les consultants, les industries, les décideurs politiques et la planification de la sécurité alimentaire mondiale.

La demande continue de nourriture et de carburant accroît la pression sur les zones agricoles du monde entier1. Les stratégies visant à répondre à ces demandes ont conduit à des améliorations de la production alimentaire en optimisant les ressources naturelles encore disponibles pour l'agriculture2,3. Le Brésil est l'un des plus importants producteurs et exportateurs de produits agricoles au monde4, avec 30 % de son territoire (263 millions d'hectares) utilisé pour des activités agricoles5. L'agro-industrie a contribué à hauteur d'environ 27 % au PIB brésilien en 2020, le soja et la canne à sucre étant les principales matières premières produites4. Selon FAOSTAT4, le Brésil était le plus grand producteur mondial de soja (134,9 millions de tonnes) et de canne à sucre (715,7 millions de tonnes) en 2021. L'importance et la compétitivité du Brésil dans la production agricole mondiale sont donc remarquables. Bien qu’il y ait encore de la place pour l’expansion agricole, certains auteurs suggèrent que cela n’est pas considéré comme une option viable pour répondre à la demande alimentaire future6. De nouvelles stratégies durables devraient être développées pour améliorer les rendements là où les cultures sont déjà cultivées, ce qui permettra d'optimiser l'utilisation des ressources naturelles7,8, en particulier des sols, qui sont soumis à une pression anthropique constante9.

Les sols ont une capacité inhérente à répondre aux demandes des cultures en termes de disponibilité de nutriments et d'eau, influençant le processus photosynthétique de la plante et par conséquent la production de biomasse, qui peut être définie comme leur potentiel productif (SoilPP). Il existe quelques exemples de mesure du potentiel productif des terres agricoles. Vogel et al.10 ont évalué le potentiel des sols allemands au niveau des exploitations agricoles à produire du blé en utilisant la disponibilité en eau et la texture du sol comme indicateurs. Huang et al.11 ont évalué l'effet de la texture et de la concentration de carbone organique (COS) du sol (indicateurs) sur les réponses au rendement de sept principales cultures cultivées aux États-Unis d'Amérique de 1958 à 2019. Ils ont constaté que les rendements des cultures étaient plus élevés dans les sols avec texture fine et concentration plus élevée de COS, en raison de l'augmentation de l'eau disponible, de la structure du sol et de la rétention des nutriments11. Au Brésil, il existe une méthode appelée Système d’Environnement de Production « PES »12,13,14,15,16 basée sur la texture du sol10,11, la fertilité du sol17, la rétention d’eau11,18, la profondeur du sol18 et la classification du sol19. La combinaison de tous ces facteurs donne un système de classification empirique variant de A (potentiel élevé) à G (potentiel faible), utilisé depuis 30 ans pour comprendre le potentiel du sol à produire de la canne à sucre12,16. En conclusion, les cartes pédologiques des sols expriment la dynamique de la solution du sol, pilotée par les horizons A (surface) et B (souterrain) et donc, l'impact sur la productivité des sols.

Les informations sur le potentiel du sol à produire de la biomasse peuvent nous aider à comprendre où les rendements agricoles peuvent encore être améliorés. Ces informations sont également utiles pour l’élaboration des politiques. Un exemple est le « Iowa Corn Adaptability Rating for Your Farm »20, dans lequel le rendement du maïs est estimé en sacs/acre en fonction des informations sur le sol, des propriétés du terrain et de la classification du sol. Cette stratégie peut aider à la gestion des ressources agricoles, à l'application à taux variable qui réduit l'utilisation d'intrants et l'impact environnemental, à la planification des cultures et à la sécurité des sols21,22,23, contribuant ainsi à équilibrer le rendement alimentaire entre les pays. Mellor24 a indiqué que pour comprendre les besoins et les potentiels politiques, il est nécessaire de comprendre la nature sous-jacente des déséquilibres alimentaires mondiaux actuels. Ainsi, connaître le potentiel des sols pourrait faire émerger plusieurs opportunités comme la compréhension et l’optimisation des systèmes agricoles. Il existe cependant un besoin pour des techniques axées sur la mesure systématique des extensions continentales à une échelle fine, avec une analyse des sols souterrains, comme l'indiquent Bishopp et Lynch18. Bien que SoilPP puisse être estimé grâce à l'évaluation de ses propriétés chimiques, physiques et biologiques25, il existe un manque de connaissances sur le potentiel du sol à produire de la biomasse et sur la question de savoir s'il peut être utilisé comme indicateur pour déterminer si le rendement des cultures peut être augmenté.