Thèse soutenue

Développement et adaptation de systèmes de gestion de l'eau pour atténuer les émissions de gaz à effet de serre provenant de la production intensive de riz
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Auteur / Autrice : Azeem Tariq
Direction : Stéphane de TourdonnetAndreas De Neergaard
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Ecophysiologie adaptative
Date : Soutenance le 11/01/2018
Etablissement(s) : Montpellier, SupAgro en cotutelle avec Københavns universitet
Ecole(s) doctorale(s) : GAIA (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-...)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : INNOVATION - Innovation et développement dans l'agriculture et l'agro-alimentaire, Montpellier SupAgro
Jury : Président / Présidente : Sander Bruun
Examinateurs / Examinatrices : Stéphane de Tourdonnet, Andreas De Neergaard, Sander Bruun, Julia Drewer, Klaus Butterbach-Bahl, Chantal Loyce
Rapporteurs / Rapporteuses : Julia Drewer, Klaus Butterbach-Bahl

Résumé

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Pour répondre à la demande de la population croissante, la production de riz doit être augmentée de 40% d’ici 2030. Cependant cette production émet des gaz à effet serre (GES), tel que le méthane (CH4), qui contribue au réchauffement climatique. Les stratégies de gestion, telles que le drainage des sols et la gestion durable des résidus, sont essentielles pour diminuer les émissions de GES des rizières, mais cela entrent souvent en conflit avec les pratiques de gestion des riziculteurs. L'objectif de ce projet était d'étudier le potentiel d'atténuation des GES par des pratiques de drainage et de gestion des résidus et par l’identification des opportunités et les contraintes auxquelles sont confrontés les petits exploitants dans la mise en œuvre des pratiques. Le projet a été élaboré en utilisant une approche interdisciplinaire incluant mésocosme en chambre climatique, des campagnes sur le terrain et une enquête après des agriculteurs au Vietnam. La première étude sur le mésocosme a été menée pour identifier l'impact du drainage en début et mi-saison sur les émissions de CH4 et de N2O par des sols amendés avec des résidus frais et compostés à différents niveaux de sol C (article I). La deuxième étude sur le mésocosme incluait des résidus de riz enrichis en 13C pour comprendre l'effet de la pré-plantation, d’un drainage précoce et à mi-saison sur la contribution des résidus C aux émissions de CH4 (article III). Des expériences de terrain ont été menées pendant deux saisons (printemps et été) pour documenter l'effet de la pré-plantation, du drainage en début et à mi-saison sur les émissions de CH4 et de N2O par des sols modifiés par l’apport de résidus dans deux systèmes de gestion d’eau: un système efficace de gestion de l'eau et un système de contrôle d'eau conventionnel (article II). Trente-cinq petits producteurs de riz ont été interviewés pour évaluer la diversité des pratiques de gestion des terres dans la région et comprendre leurs pratiques de culture, leurs défis et leurs contraintes à l'échelle de la rizière. Quatre ateliers ont été menés avec des agriculteurs, des conseillers agricoles locaux et régionaux pour concevoir et évaluer les pratiques de production de riz adaptées au climat, basées sur la gestion de l'eau et des résidus (article IV). Les études de laboratoire et de terrain ont montré que les pratiques de drainage (pré-plantation et drainage précoce) pouvaient atténuer les émissions de GES sans compromettre le rendement du riz. Au laboratoire, le drainage avant plantation a considérablement réduit les émissions de CH4 de 70 à 80%, alors que sur le terrain, le drainage se montre moins efficace dans la réduction des émissions de CH4 en raison des activités opérées par les agriculteurs avant transplantion. Dans l’étude de terrain, le drainage précoce et en mi-saison a diminué les émissions de CH4 de 67% et 43% dans les systèmes comprenant une gestion de l’eau efficaces et inefficaces. Au laboratoire, l’addition d’un drainage en début et mi-saison a réduit les émissions de CH4 de 75 à 90%. Sur le terrain, le système efficace de contrôle de l'eau associé avec une bonne aération des sols a considérablement augmenté le potentiel de diminution du CH4 des sols drainés et modifiés par les résidus. L'étude isotopique a indiqué que l'aération des sols au stade précoce (pré-plantation ou début de saison) réduit les émissions de CH4 dérivés des résidus de 57 à 87%. Cependant, les résultats ont mis en évidence que l’amélioration des pratiques de drainage impactaient très peu les émissions de N2O. Les résultats de l'étude participative ont souligné l'importance d'impliquer les agriculteurs et les acteurs locaux dans la conception des systèmes d'atténuation des GES. Ces résultats ont mis en évidence les contraintes et les opportunités possibles pour la mise en œuvre réussie des stratégies d'atténuation des GES dans les rizières des petits exploitants.