Plan Écophyto

Pesticides et biodiversité : premiers enseignements

Dossier "Agriculture, pesticides et biodiversité"

par Christian Mougin et Thierry Caquet - SPS n°316, avril 2016

Le plan Écophyto I a notamment fixé comme objectif une réduction de 50 % de l’IFT (voir l’encadré « Quelques définitions »), entre 2008 et 2018. Son entrée en vigueur a aussi été marquée par le retrait des autorisations de mise sur le marché (AMM) des préparations contenant les 30 substances considérées comme les plus préoccupantes. Quel bénéfice peut-on attendre de ces mesures pour la biodiversité en France ? S’il n’y a pas eu de véritable prise en compte dans le plan Écophyto de la biodiversité et des impacts écotoxicologiques, de nombreux programmes de recherche permettent de comparer les bénéfices environnementaux résultant de réductions d’usage de pesticides à ceux qui seraient attendus du plan. Quelques études de cas réalisées par des équipes françaises sont présentées ici à titre d’exemples.

Pesticides et communautés aquatiques

Des études réalisées en milieu naturel ont mis en évidence les conséquences de la diminution des concentrations environnementales de pesticides sur les caractéristiques de certaines communautés aquatiques.

Des travaux réalisés avec le soutien de l’Onema (Office national des eaux et des milieux aquatiques), dans un bassin-versant1 viticole où l’herbicide diuron a été utilisé pendant de nombreuses années, ont montré que l’interdiction de cette molécule a conduit à une diminution continue de ses concentrations résiduelles tout au long de la période de suivi de 4 ans. Il a été observé une diminution de la capacité des micro-organismes à minéraliser (dégrader) l’herbicide parallèlement à la diminution de la pression de sélection exercée par cette substance, mettant ainsi en évidence les réponses rapides de ces organismes aux évolutions des pressions toxiques [7]. Il convient de signaler que la relation entre interdiction d’usage et réduction des concentrations dans l’environnement n’est pas toujours aussi directe ou rapide en raison des temps de réponse parfois très longs de certains systèmes.

Les évolutions des communautés phytoplanctoniques d’un grand lac alpin ont été étudiées sur une période de douze ans dans le cadre du projet IMPALAC soutenu par le programme Pesticides du MEDDE (Ministère de l’écologie, du développement durable et de l’énergie). Durant cette période, le suivi chimique de la qualité des eaux a montré une diminution régulière des teneurs en pesticides suite à des interdictions successives. Les résultats ont montré que la diminution des concentrations en pesticides modifiait la composition taxonomique des communautés phytoplanctoniques et réduisait la proportion de micro-organismes tolérants aux pesticides, montrant cette fois encore que la baisse de pression s’accompagne d’une restauration des communautés exposées [4].

Ces modifications des communautés microbiennes, tant en termes de composition que de propriétés fonctionnelles, peuvent être perçues comme des indicateurs de la résilience des milieux avec un intérêt pour le développement de nouveaux indicateurs biologiques.

Le projet EMERITAT, financé par le programme Pesticides du MEDDE, a permis d’étudier les effets non intentionnels d’itinéraires techniques (voir l’encadré « Quelques définitions ») de protection phytosanitaire « classiques » et « bas intrants pesticides »2 sur des écosystèmes aquatiques expérimentaux pendant deux années consécutives. Des effets néfastes significatifs de même amplitude, mais décalés dans le temps, sur la structure des communautés d’invertébrés et sur la fragmentation de la litière (préalable nécessaire à la décomposition des végétaux) ont été constatés dans les deux cas [1]. Ils sont liés aux différents insecticides pyréthrinoïdes dans le cas des itinéraires « classiques » et au cyprodinil et à un pyréthrinoïde, la deltaméthrine, dans le cas des itinéraires « bas intrants pesticides ». Ces derniers ne donnent pas entière satisfaction en termes de réduction des impacts en raison du maintien ou de l’utilisation, en substitution des produits classiques, de molécules plus sélectives mais très toxiques pour les invertébrés. Cet exemple montre que la réduction des IFT n’a pas forcément des effets positifs, si on ne tient pas compte de l’impact environnemental des produits employés : une dimension qui était absente du plan Écophyto I.

Pesticides et organismes du sol

D’autres programmes ont visé à évaluer les bénéfices attendus de la mise en place de pratiques peu ou pas utilisatrices de pesticides, telles que l’agriculture de conservation (voir encadré « Quelques définitions ») ou l’agriculture biologique, sur différentes communautés d’organismes du sol.

Quelques définitions

Itinéraire technique. Combinaison logique et ordonnée des techniques mises en œuvre sur une parcelle agricole en vue d’en obtenir une production.

IFT ou indicateur de fréquence de traitement. Comptabilise le nombre de doses homologuées (DH) appliquées sur un hectare pendant une campagne culturale. La dose homologuée est définie comme la dose efficace d’application d’un produit sur une culture et pour un organisme cible (un bioagresseur) donnés.

Agriculture de conservation (AC). Système agricole qui s’est développé aux États-Unis à la fin des années 1930 pour lutter contre l’érosion des sols. L’agriculture de conservation a ensuite été largement adoptée en Amérique latine et, dans une moindre mesure, en Europe. Ce système consiste essentiellement en la mise en œuvre simultanée de trois principes à l’échelle de la parcelle : le travail minimal du sol, les rotations culturales et la couverture permanente du sol.

Agriculture biologique (AB). Système agricole régi par un cahier des charges défini par la loi. Pour la production végétale, il exclut l’utilisation d’engrais de synthèse, de pesticides de synthèse et d’organismes génétiquement modifiés. Il préconise des assolements diversifiés et des rotations culturales longues. Pour bénéficier du label « Agriculture Biologique », un produit doit provenir d’une exploitation certifiée biologique. Cette certification ne garantit que les moyens mis en œuvre et n’est pas une garantie de résultats.

Lutte intégrée. La protection intégrée consiste en la prise en considération attentive de toutes les méthodes de protection des plantes disponibles et, par conséquent, l’intégration des mesures appropriées qui découragent le développement des populations d’organismes nuisibles et maintiennent le recours aux produits phytopharmaceutiques et à d’autres types d’interventions à des niveaux justifiés des points de vue économique et environnemental, et réduisent ou limitent au maximum les risques pour la santé humaine et l’environnement. Le rapport Écophyto R&D a montré que l’objectif du plan Écophyto revient à convertir l’ensemble de l’agriculture conventionnelle et raisonnée en l’agriculture intégrée. On peut donc considérer que les comparaisons actuelles entre biodiversité des parcelles conventionnelles et intégrées permettent d’estimer les impacts futurs du plan Écophyto sur la biodiversité.

Ainsi, une analyse des groupes fonctionnels d’invertébrés et de microorganismes a été réalisée dans des parcelles quatorze ans après la mise en place de ces pratiques, dans le cadre du projet PEPITES soutenu par l’ANR Systerra [3]. Elle a montré que l’agriculture de conservation (avec un IFT intermédiaire entre le biologique et le conventionnel) augmente les densités de bactéries et de champignons du sol, ainsi que celles de différents groupes d’invertébrés comme les vers de terre anéciques et les arthropodes phytophages et rhizophages, potentiellement ravageurs des cultures. Toutefois, ces pratiques alternatives entraînent également une augmentation de la densité de leurs prédateurs. L’agriculture biologique, quant à elle, améliore les processus microbiens au sein des réseaux trophiques du sol, ainsi que les quantités de vers de terre endogés et anéciques. Globalement, le travail du sol est donc dans cette expérimentation un facteur plus influent sur la biodiversité que la quantité de pesticides employés.

Une étude [6] soutenue par la Fédération Île-de-France de Recherche en Environnement et NatureParif a utilisé une base de données expérimentales collectées pendant 5 ans dans des parcelles conduites en agriculture conventionnelle et en agriculture biologique pour construire une relation entre IFT et l’abondance de trois espèces majeures de vers de terre. Cette étude a montré que les insecticides ont des effets négatifs plus forts sur les vers de terre que les herbicides et les fongicides, et que les espèces vivant près de la surface du sol étaient plus affectées par les pesticides que celles vivant plus en profondeur. La densité des espèces de vers de terre peut être multipliée par un facteur 1,5 à 4 si l’IFT est réduit de moitié. Ces résultats démontrent que la réduction des intrants pesticides augmente la densité des populations de vers de terre à la parcelle.

D’autres recherches ont également été menées dans des vergers maintenus sous diverses stratégies de gestion, diversement consommatrices de pesticides. Dans le projet BETSI, soutenu par la Fondation pour la Recherche sur la Biodiversité, les carabidés (coléoptères terrestres prédateurs d’invertébrés généralement jugés bénéfiques) ont été retenus comme modèle d’étude, à travers leurs relations activité-densité, et leur diversité structurale et fonctionnelle. Seule la richesse spécifique (indicateur de biodiversité comptabilisant le nombre d’espèces présentes dans l’espace considéré) semble influencée en été par les modes de gestion, les valeurs les plus faibles étant observées dans les vergers conduits en lutte intégrée et en gestion conventionnelle, où les usages de pesticides sont les plus abondants [2]. Dans cet exemple, les différents systèmes de culture avaient des IFT voisins, c’est la réduction des produits phytosanitaires de synthèse qui est favorable aux carabes.

De la même façon, des communautés d’araignées épigées ont été échantillonnées pendant trois années dans des vergers sous différentes stratégies de gestion (abandon, biologique, lutte intégrée ou conventionnelle) traduisant différents niveaux d’utilisation de pesticides [5]. L’abondance et la richesse spécifique des communautés étaient les plus élevées dans les vergers abandonnés qui n’ont pas reçu de pesticides. L’approche par traits a montré que dans ces parcelles sans traitements, les araignées avaient des corps de taille plus élevée et une capacité de dispersion plus faible que dans les parcelles recevant des pesticides. Toutefois, dans ces situations, les différences d’IFT semblent sans effet visible sur les caractéristiques des communautés d’araignées.

Conclusion

Il reste difficile de donner une dimension générique aux résultats présentés. Si la réduction des pesticides semble jouer en faveur d’une diminution des impacts écotoxicologiques, de nombreuses recherches restent à mener. Celles-ci devraient passer par l’évaluation multicritère des mesures prises dans le cadre du plan Écophyto, en associant un volet écotoxicologique à des objectifs agronomiques. Certaines recommandations du rapport Potier (biodiversité : protéger les pollinisateurs, surveiller les effets non intentionnels, surveiller la qualité des sols pour préserver leurs services écologiques) et l’axe 3 « évaluer et maîtriser les risques et les impacts » des nouvelles orientations du plan restent particulièrement d’actualité. Ces problématiques devraient être au cœur de la mise en place du dispositif de phytopharmacovigilance prévu dans le cadre de la version 2 du plan Écophyto.

Références

[1] Auber, A.,Roucaute, M., Togola, A., Caquet, Th. 2011. Structural and functional effects of conventional and low pesticide input crop-protection programs on benthic macroinvertebrate communities in outdoor pond mesocosms. Ecotoxicology, 20 : 2042-2055
[2] Hedde, M., Mazzia, C., Thénard, J., Capowiez Y. 2015. Orchard protection strategies influence both functional and taxonomic ground beetle diversity. Applied Soil Ecology, 8 : 26-31
[3] Henneron, L., Bernard, L., Hedde, M., Pelosi, C., Villenave, C., Chenu, C., Bertrand, M., Blanchart, E. 2015. Fourteen years of evidence for positive effects of conservation agriculture and organic farming on soil life. Agriculture for Sustainable Development, 35 : 169-181
[4] Larras, F., Rimet, F., Gregorio, V., Bérard, A., Leboulanger, C., Montuelle, B., Bouchez, A. Pollution-induced community tolerance (PICT) as a tool for monitoring Lake Geneva long-term in situ ecotoxic restoration from herbicide contamination. Environmental Science and Pollution Research (sous presse)
[5] Mazzia, C., Pasquet, A. Caro, G. Thénard, J. Cornic, J.-F. Hedde, M., Capowiez Y. 2015. Impacts of management strategies on the structural and functional diversity of epigeal spider communities in apple orchards. Ecotoxicology, 24 :616–625
[6] Pelosi, C., Toutous, L., Chiron, F., Dubs, F., Hedde, M., Muratet, A., Ponge, J.-F., Salmon, S., Makowski, D. 2013. Reduction of pesticide use can increase earthworm populations in wheat crops in a European temperate region. Agriculture, Ecosystems and Environment, 181, 223-230
[7] Pesce, S., Margoum, C., Rouard, N., Foulquier, A., Martin-Laurent, F. 2013. Freshwater sediment pesticide biodegradation potential as an ecological indicator of microbial recovery following a decrease in chronic pesticide exposure : A case study with the herbicide diuron. EcologicalIndicators, 29, 18-25

1 Bassin-versant : territoire où les eaux convergent vers un même point de sortie.

2 « Classiques » : IFT – Indicateur de Fréquence de Traitements blé = 7,16 ; IFT colza = 6,14. ; « Bas intrants pesticides » : IFT blé = 3 ; IFT colza = 3,64.

Mis en ligne le 5 juillet 2016
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