Climate change mitigation potential of cover crops

Potentiel d’atténuation des changements climatiques par les couverts intermédiaires

Bruno Mary (1) , Morgan Ferlicoq (2) , Gaétan Pique (2) , Dominique Carrer (3) , Jean-François Dejoux (2) , Gérard Dedieu (2)

1 AgroImpact - Agroressources et Impacts environnementaux
2 CESBIO - Centre d'études spatiales de la biosphère
3 CNRM - Centre national de recherches météorologiques

Cover crops have long been used for their ability to reduce erosion, reduce nitrate leaching and improve soil properties in general. Since the application of the European directive on nitrate in vulnerable zones, the use of cover crops has increased and, in a climate change context, there is a growing interest for their ability to increase soil organic carbon content. This practice is considered as fundamental in the “4 per 1000” initiative that was launched after the COP21. In this paper, we evaluate the potential of cover crops to increase carbon storage in agricultural soils but also the positive and negative effects of cover crops on climate. We consider both the biogeochemical effects (Carbon storage in soil, N2O emissions, emissions from field operations) and biophysical effects (changes in albedo and energy balance at soil surface) that modify the radiative forcing (net climatic effect) of plots where cover crops are grown in comparison with bare fallow plots. This innovative integrated approach is based on recent literature, ongoing research and meta-analysis. The synthesis of these studies shows that in most cases there is a synergy between the biogeochemical cooling effects and the biophysical ones. A more systematic accounting of all those processes could increase the climate mitigation efficiency of cover crops.

Les couverts intermédiaires sont connus depuis longtemps pour leur capacité à réduire l’érosion des sols, à réduire le lessivage du nitrate et de manière plus générale pour leur capacité à améliorer les propriétés des sols. Depuis la mise en application de la directive nitrate, leur utilisation dans les systèmes de cultures s’est accrue et, dans un contexte de changements climatiques, ils génèrent un intérêt croissant pour leur capacité à fixer du carbone et à le stocker dans le sol. Cette pratique rentre d’ailleurs pleinement dans le cadre de l’initiative 4 pour 1000 qui a débuté suite à la COP21. Dans cet article, nous évaluerons la capacité des couverts intermédiaires à stocker du carbone dans les sols agricoles, ainsi que les autres influences positives ou négatives que les couverts intermédiaires peuvent exercer sur le climat. Pour ce faire nous considérerons l’ensemble des processus d’ordres biogéochimique (stockage de carbone dans le sol, émissions de N2O et émissions liées aux opérations techniques) et biophysiques (modification de l’albédo et des flux d’énergie en surface) pouvant affecter le forçage radiatif et donc l’effet net sur le climat, induits par un couvert intermédiaire en comparaison avec un sol nu durant la phase d’interculture. Cette démarche de prise en compte combinée des effets biogéochimiques et biophysiques est assez nouvelle et s’appuie pour l’essentiel sur des études récentes ou non encore publiées ainsi que sur des méta-analyses. La synthèse de ces études montre que dans la grande majorité des cas, l’effet refroidissant sur le climat d’ordre biogéochimique induit par les couverts intermédiaires rentre en synergie avec les effets d’ordre biophysique. Une prise en compte plus systématique de ces processus biogéochimiques et biophysiques permettrait d’accroître la capacité d’atténuation des changements climatiques par les couverts intermédiaires.

Domaines: Sciences du Vivant [q-bio]; Sciences de l'environnement; Biologie végétale

Bruno Mary, Morgan Ferlicoq, Gaétan Pique, Dominique Carrer, Jean-François Dejoux, et al.. Potentiel d’atténuation des changements climatiques par les couverts intermédiaires. Innovations Agronomiques, 2017, 62, pp.43-58. ⟨10.15454/1.517402718167511E12⟩. ⟨hal-02627806⟩