Life Cycle Assessment of Rice Cultivation in Acid Sulfate Tidal Swamplands: A Case Study from Barito Kuala, South Kalimantan, Indonesia
Cette étude évalue les émissions de gaz à effet de serre liées au cycle de vie de la culture du riz à Barito Kuala, en Indonésie, révélant que si la gestion par biochar à faibles intrants minimise les émissions basées sur la surface, les pratiques amendées au compost offrent l'intensité la plus faible par unité de rendement, bien que ces deux résultats dépendent fortement de l'efficacité de l'utilisation de l'azote et de l'unité fonctionnelle spécifique appliquée.
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Le riz est l'aliment de base de milliards de personnes, mais sa culture a un coût environnemental élevé. Lorsque les champs sont inondés pour cultiver le grain, le sol gorgé d'eau crée un environnement où des bactéries produisent du méthane, un puissant gaz à effet de serre qui emprisonne la chaleur dans l'atmosphère. Parallèlement, les engrais que les agriculteurs utilisent pour augmenter les rendements libèrent un autre gaz puissant appelé protoxyde d'azote. Pendant des décennies, les scientifiques ont tenté de comprendre comment cultiver plus de riz tout en émettant moins de ces gaz, mais la plupart des études se sont concentrées sur les champs irrigués où les niveaux d'eau sont soigneusement contrôlés. Cela laisse une lacune majeure dans nos connaissances concernant les marais maritimes, où l'eau monte et descend avec les marées océaniques et où la chimie du sol est exceptionnellement acide. Ces conditions créent un type de défi agricole différent, un défi où le rythme naturel des marées dicte le comportement du sol, pourtant peu de chercheurs ont mesuré précisément la quantité de gaz réchauffant le climat que ces champs spécifiques produisent.
Dans la région de Barito Kuala, dans le sud de Kalimantan, en Indonésie, les agriculteurs cultivent du riz dans ces conditions mêmes, sur des terres influencées quotidiennement par les marées et situées sur un sol riche en soufre qui peut devenir acide lorsqu'il est exposé à l'air. Une équipe de chercheurs de l'Universitas Lambung Mangkurat a décidé d'étudier l'impact climatique du riz cultivé ici, en comparant quatre manières différentes dont les agriculteurs gèrent leurs champs. Ils n'ont pas seulement regardé la récolte finale ; ils ont suivi l'ensemble du processus, du moment où l'engrais et le carburant ont été créés jusqu'au point où le riz a été récolté, une méthode connue sous le nom d'analyse du cycle de vie. Leur objectif était de voir quel mode de gestion produisait la plus faible quantité de gaz à effet de serre, tant en total par champ que par tonne de riz produite. Ils ont examiné les méthodes actuelles utilisées par les agriculteurs locaux, une approche standard utilisant uniquement des engrais chimiques, une méthode améliorée qui ajoute du compost, et une méthode à faibles intrants qui utilise du biochar, un type de charbon fabriqué à partir de balles de riz.
Les chercheurs ont découvert que la façon dont on mesure le succès change la réponse à la question de savoir quelle méthode est la meilleure. Si l'on regarde la quantité totale de gaz libérés par un seul hectare de terre, la méthode à faibles intrants utilisant le biochar était la plus propre, libérant la plus petite quantité de gaz à effet de serre au total. Cependant, cette méthode a également produit la plus faible quantité de riz, ce qui signifie que le coût environnemental par kilogramme de nourriture était en fait assez élevé. En revanche, la méthode améliorée, qui utilisait un mélange de compost fait de paille, de mauvaises herbes et de fumier de bétail, a produit le rendement de riz le plus élevé. Lorsque les chercheurs ont calculé les émissions en fonction de la quantité de nourriture produite, cette méthode basée sur le compost s'est avérée être la plus efficace, libérant le moins de gaz pour chaque tonne de riz récoltée. Les pratiques actuelles utilisées par les agriculteurs locaux, qui consistaient à ajouter de la paille fraîche et des mauvaises herbes directement dans le champ, se sont révélées être l'option la plus polluante de toutes, libérant la plus grande quantité totale de gaz et la plus grande quantité par tonne de riz.
L'étude a révélé que la source de la pollution change selon la manière dont le riz est cultivé. Dans les champs gérés par les agriculteurs locaux, le problème principal était le méthane, qui a bondi parce que la matière organique fraîche ajoutée au sol a nourri les bactéries qui produisent ce gaz. Dans les champs où les engrais chimiques étaient utilisés, le problème principal s'est déplacé vers le protoxyde d'azote et l'énergie requise pour fabriquer l'engrais. Cela suggère qu'il n'existe pas de solution miracle unique pour tous les agriculteurs. Si l'objectif est de maintenir les émissions totales d'un terrain spécifique aussi basses que possible, la méthode à faibles intrants fonctionne le mieux, même si elle produit moins de nourriture. Mais si l'objectif est de nourrir le plus de personnes possible avec l'impact climatique le plus faible par repas, la méthode basée sur le compost est supérieure, à condition que le compost soit fabriqué correctement. Les chercheurs ont noté que le bénéfice de la méthode du compost dépend fortement de la teneur exacte en azote du compost utilisé, qui peut varier selon la façon dont il est fabriqué.
L'un des enseignements les plus importants est que la qualité de la matière organique ajoutée au sol compte énormément. Les agriculteurs qui ont ajouté de la matière végétale fraîche non décomposée ont constaté une augmentation massive des émissions de méthane, probablement parce que le matériel frais a fourni une source de nourriture facile pour les bactéries productrices de méthane. En revanche, la méthode améliorée utilisait un compost qui s'était déjà décomposé, ce qui a entraîné des niveaux de méthane beaucoup plus bas. L'étude a également souligné que réduire simplement la quantité d'engrais n'est pas toujours la solution ; dans les scénarios fertilisés, la production de l'engrais lui-même et les émissions directes du sol étaient les sources dominantes de pollution. Cela souligne la nécessité d'une meilleure gestion de l'azote, afin de s'assurer que l'engrais est utilisé efficacement pour que moins de matière soit gaspillée dans l'air.
Les chercheurs ont pris soin de noter que leurs conclusions sont spécifiques aux traitements qu'ils ont testés dans ce lieu précis et ne peuvent pas être automatiquement appliquées à chaque ferme de la région sans étude supplémentaire. Ils ont également souligné que leurs calculs pour certains gaz étaient basés sur des estimations standards plutôt que sur des mesures directes de chaque fluctuation du sol, ce qui signifie qu'il existe encore une certaine incertitude dans les chiffres exacts. Cependant, la comparaison entre les différentes méthodes reste claire. L'étude démontre que dans ces marais maritimes complexes, le choix de la stratégie de gestion implique un compromis entre les émissions totales de la terre et l'efficacité de la production alimentaire. Elle suggère que s'éloigner des amendements organiques frais pour se tourner vers un compost bien géré, ou trouver des moyens d'améliorer l'utilisation de l'azote, pourrait réduire considérablement l'empreinte climatique de la riziculture dans ces écosystèmes uniques et vitaux.
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