Climate-smart cropping systems for temperate and tropical agriculture: mitigation, adaptation and trade-offs

Debaeke Philippe, Pellerin Sylvain, Scopel Eric. 2017. Climate-smart cropping systems for temperate and tropical agriculture: mitigation, adaptation and trade-offs. Cahiers Agricultures, 26 (3):34002, 12 p.

https://doi.org/10.1051/cagri/2017028

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Titre français : Des systèmes de culture climato-intelligents pour les agricultures tempérées et tropicales : atténuation, adaptation et compromis

Liste HCERES des revues (en SHS) : oui

Thème(s) HCERES des revues (en SHS) : Géographie-Aménagement-Urbanisme-Architecture

Résumé : Climate-smart cropping systems should be designed with three objectives: reducing greenhouse gas (GHG) emissions, adapting to changing and fluctuating climate and environment, and securing food production sustainably. Agriculture can improve the net GHG emissions balance via three levers: less N2O, CH4 and CO2 emissions, more carbon storage, and green energy production (agrifuels, biogas). Reducing the application of mineral N fertilizer is the main option for reducing N2O emissions either directly or by increasing the proportion of legumes in the rotation. The most promising options for mitigating CH4 emissions in paddy fields are based on mid-season drainage or intermittent irrigation. The second option is storing more carbon in soil and biomass by promoting no-tillage (less fuel, crop residues), sowing cover crops, introducing or maintaining grasslands and promoting agroforestry. Breeding for varieties better adapted to thermal shocks and drought is mainly suggested as long-term adaptation to climate change. Short-term strategies have been identified from current practices to take advantage of more favorable growing conditions or to offset negative impacts: shifting sowing dates, changing species, cultivars and crop rotations, modifying soil management and fertilization, introducing or expanding irrigation. Some crops could also move to more suitable locations. Model-based tools and site-specific technologies should be developed to optimize, support and secure farmer's decisions in a context of uncertainty and hazards. Most of the adaptation and mitigation options are going in the same way but trade-offs will have to be addressed (e.g. increasing the part of legumes will be possible only with significant breeding efforts). This will be a challenge for designing cropping systems in a multifunctional perspective.

Résumé (autre langue) : Des systèmes de culture climato-intelligents doivent combiner (i) réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES), (ii) adaptation au changement et à la variabilité climatique et (iii) sécurisation de la production alimentaire. L'agriculture peut améliorer le bilan des émissions de GES via trois leviers : (i) moins d'émissions de N2O, CH4 et CO2, (ii) plus de stockage du carbone, (iii) de la production d'énergie verte (biocarburants, biogaz). Réduire l'application d'engrais minéral ou augmenter la proportion de légumineuses dans la rotation permet de réduire les émissions de N2O. La réduction des émissions de CH4 en riziculture inondée impose de revoir la gestion de l'eau (drainage, irrigation). Stocker plus de carbone dans le sol et la biomasse passe par la culture sans labour (moins d'énergie, paillage avec les résidus de récolte), l'utilisation de plantes de couverture, l'introduction ou le maintien de prairies et la pratique de l'agroforesterie. La sélection de variétés mieux adaptées aux chocs thermiques et à la sécheresse est la principale adaptation à long terme au changement climatique. Des stratégies à court terme ont été identifiées à partir des pratiques actuelles, tirant profit de conditions de croissance plus favorables ou compensant les impacts négatifs par le décalage des dates de semis, l'introduction de nouvelles espèces et cultivars, la diversification des rotations, de nouvelles pratiques de gestion du sol et de la fertilisation, l'introduction ou l'expansion de l'irrigation. Certaines cultures pourraient également migrer vers des zones de culture plus appropriées. Des outils basés sur les modèles et l'agriculture de précision devraient être développés afin d'aider les agriculteurs face à un contexte plus incertain et plus risqué. La plupart des options d'adaptation et d'atténuation sont compatibles, mais des arbitrages devront être faits : ainsi augmenter la part des légumineuses ne sera possible que si des efforts de sélection importants sont conduits.

Mots-clés Agrovoc : système de culture, zone tempérée, zone tropicale, changement climatique, adaptation aux changements climatiques, atténuation des effets du changement climatique, sécurité alimentaire, gaz à effet de serre, conservation de l'eau, gestion des eaux, pratique culturale, séquestration du carbone, choix des variétés, non-travail du sol, agriculture alternative, politique agricole, politique de développement