Dans la nature, il existe un ensemble de processus qui permettent aux écosystèmes naturels tels que les forêts, les estuaires et autres de fonctionner avec une grande efficacité. Dans de nombreux systèmes agricoles, ces fonctions ont été supprimées ou gravement diminuées par la gestion, de sorte qu’une intervention constante est nécessaire pour réparer les équilibres rompus. Malheureusement, nous le faisons avec des substances et des méthodes qui affectent souvent le développement de nombreux organismes, détériorent la base productive (le sol), l’environnement en général et peuvent même affecter les humains, notamment les substances toxiques que nous appliquons pour tuer les insectes, les bactéries, les champignons et les plantes.
C’est pourquoi il est essentiel de savoir quelles fonctions de la nature peuvent être utilisées dans le développement de l’agriculture biologique afin de s’engager dans cette voie.
Les principales fonctions présentes dans les systèmes naturels qui doivent être valorisées dans les systèmes de production biologique sont :
▪ L’utilisation efficace des ressources.
▪ Régulation et stabilité biotiques.
▪ La protection des sols.
▪ Le recyclage des éléments nutritifs.
▪ Le cycle de l’eau.
▪ La stabilité environnementale.
Utilisation efficace des ressources
La vie est rendue possible par les plantes qui convertissent l’énergie solaire en substances organiques dans un processus appelé photosynthèse, où le CO2 de l’air et l’hydrogène (H) de l’eau se combinent pour former des glucides à partir desquels d’autres substances sont synthétisées, et où d’autres minéraux présents dans l’air et le sol participent également.
À partir de la production de substances organiques par les plantes, des chaînes alimentaires différentes et complexes s’établissent, à travers lesquelles circule l’énergie solaire captée par les plantes, et les nutriments nécessaires à leur formation sont recyclés. Dans ce cycle, les plantes sont les producteurs ; les organismes qui se nourrissent des parties vivantes des plantes sont appelés herbivores ou phytophages ; et ceux qui se nourrissent des herbivores sont appelés prédateurs, qui peuvent également se nourrir d’autres prédateurs, et il existe plusieurs niveaux dans ce groupe. Les animaux qui décomposent la matière organique morte (micro-organismes, certains insectes, vers de terre et autres petits organismes) sont appelés transformateurs, et leur fonction est de maintenir le sol dans des conditions optimales pour le développement des plantes et de restituer les nutriments nécessaires pour poursuivre la production de substances organiques pour le renouvellement de la vie.
Au niveau des organismes transformateurs de la matière organique du sol, différentes chaînes alimentaires se mettent également en place, car si un grand nombre d’organismes se nourrissent de matière organique morte (saprophytes), d’autres sont prédateurs de ces organismes.
La biodiversité s’exprime dans ce cycle de deux manières : celle que nous avons décrite, qui montre comment différents organismes s’assemblent pour former un cycle de vie ; la seconde est la biodiversité des organismes qui se complètent pour améliorer la production de biomasse à partir des ressources existantes.
Cette deuxième fonction de la biodiversité se retrouve à tous les niveaux trophiques des organismes vivants. Ainsi, nous avons des plantes adaptées pour vivre dans différents types de sol, régimes hydriques, latitude et altitude, etc. Au sein d’une même condition climatique, les écosystèmes sont constitués de communautés végétales : certaines sont hautes et ont de forts besoins en énergie solaire ; d’autres poussent en dessous, utilisant les rayons du soleil que les premières laissent passer et diffusent l’énergie, développant leur potentiel dans ces conditions. En termes d’exploration des sols, la biodiversité permet également l’exploitation de différentes strates et l’utilisation de différents nutriments.
La biodiversité des animaux leur permet également d’utiliser les différentes ressources produites et, tout en créant des chaînes alimentaires complexes et la production de biomasse, des régulations biotiques des différentes populations sont établies.
L’utilisation de la biodiversité pour optimiser les ressources existantes est également utilisée dans les systèmes agricoles. On peut citer l’agroforesterie, les systèmes sylvopastoraux, les polycultures, l’intégration de l’élevage à l’agriculture et, dans une certaine mesure, les rotations de cultures.
L’agriculture « intensive » fonde sa production sur la monoculture et la séparation de l’agriculture, de la sylviculture et de l’élevage, ce qui signifie que les avantages de la biodiversité pour optimiser l’utilisation des ressources et la productivité du système sont perdus. Afin de maintenir la productivité de ses cultures, l’agriculture « intensive » utilise des éléments étrangers au système, généralement toxiques pour les organismes vivants ou les agro-écosystèmes.
Régulation biotique
La régulation biotique est une autre fonction importante qui se produit dans les systèmes naturels. Elle consiste en la régulation de la croissance des populations d’organismes par d’autres organismes. Cette régulation est d’une grande importance pour contrôler toute explosion démographique d’organismes susceptibles de devenir nuisibles, qu’il s’agisse de micro-organismes, d’insectes, de mammifères ou de plantes (comme celles que l’on appelle à tort « mauvaises herbes »).
Les chaînes alimentaires établies dans la nature sont la clé de la régulation biotique. Cependant, il existe d’autres mécanismes de régulation, comme la compétition entre les plantes pour les ressources telles que la lumière et les nutriments, ou la sécrétion de substances chimiques qui peuvent affecter le développement d’autres organismes, comme la sécrétion d’antibiotiques par les actinomycètes, qui inhibent la croissance des bactéries et des champignons ; ou le cas des plantes qui peuvent inhiber la croissance d’autres plantes (allélopathie), les pathogènes du sol ou repousser les insectes.
La régulation peut également être facilitatrice, c’est-à-dire que la présence de certaines plantes ou structures peut faciliter la présence d’un organisme ou de groupes d’organismes en fournissant de la nourriture, un abri, des sites de nidification ou des changements environnementaux. Ces organismes peuvent être bénéfiques à l’activité agricole, comme les prédateurs et les parasitoïdes des lépidoptères et des pucerons, qui ont besoin de se nourrir des plantes à fleurs pour leur fournir du nectar et du pollen, ainsi qu’un abri, qu’ils trouvent dans de nombreuses plantes sauvages poussant en bordure des champs, dans les bosquets, les bordures et dans les champs agricoles eux-mêmes.
Tous les organismes ont un rôle dans l’écosystème, qu’il soit connu ou non, plus ou moins important, et la rupture des équilibres, qui peut être causée soit par des changements de conditions, soit par le retrait d’organismes, peut créer des conditions propices à l’émergence de parasites et d’épidémies.
Dans tous les grands groupes d’organismes, il existe, de notre point de vue, des espèces potentiellement nuisibles (qui sont les organismes phytophages et parasites), ayant généralement un taux de reproduction et de propagation élevé ; il existe également des prédateurs, qui sont des animaux qui se nourrissent d’autres animaux et que nous appelons régulateurs biologiques ou organismes bénéfiques ; et d’autres qui, en raison de leurs habitudes alimentaires (saprophages, qui se nourrissent de substances mortes), de leur capacité de reproduction ou d’autres caractéristiques qui limitent leur population, sont considérés comme neutres ou sans potentiel de nuisance.
Les activités de contrôle exercées par les prédateurs et les parasitoïdes dans la nature sont innombrables et en partie inconnues. On peut citer les exemples suivants :
▪ Les larves de mouches syrphides mangent 200 à 800 pucerons jusqu’à ce qu’elles se transforment en chrysalides.
▪ Une guêpe ichnoumonide est capable de parasiter et de détruire 1 000 pucerons.
▪ Une larve de coccinelle est capable de dévorer 200 à 600 pucerons jusqu’à sa transformation en chrysalide.
▪ Une araignée de jardin dévore environ 2 kg d’insectes par an.
▪ Une mésange bleue (Parus sp.) de seulement 11 cm détruit environ six millions et demi d’insectes et en a besoin d’au moins 24 millions pour nourrir ses 6 à 12 petits.
Il convient de noter que les oiseaux, insectes et autres organismes phytophages, qui sont des ravageurs potentiels des cultures, effectuent également une régulation bénéfique en consommant d’énormes quantités de graines de plantes sauvages ou de leurs parties aériennes.
L’utilisation de pesticides en agriculture, en plus d’éliminer les ravageurs, élimine également les organismes prédateurs ou parasites des ravageurs, soit directement, soit par la contamination qu’ils accumulent, créant ainsi des conditions plus propices à la croissance des phytophages et à l’émergence de ravageurs de plus en plus nombreux.
La biodiversité exerce également une régulation biotique par la diversité elle-même. De nombreux ravageurs sont spécialistes de certaines plantes, de sorte que l’homogénéité des cultures dans une zone donnée ou leur répétition continue dans le temps crée des conditions propices à l’émergence de ravageurs. Ainsi, les mosaïques végétales, les polycultures, les rotations de cultures et autres techniques, en simulant partiellement la diversité de la nature, créent les conditions d’une régulation biologique.
La protection des sols
La nature, à travers la biodiversité des plantes, a toujours tendance à couvrir le sol si les conditions minimales pour son développement sont réunies. Il s’agit d’une réaction naturelle à l’utilisation des ressources pour la reproduction et à la compétition pour la survie, qui conduit à la production de biomasse. Les plantes ne se contentent pas d’occuper le sol, elles le développent et l’entretiennent par le travail de leurs racines, leurs exsudats et la vie des différents organismes qui y vivent, grâce à l’apport de matière organique par les plantes elles-mêmes. Un sol capable de soutenir une production végétale abondante est un mélange de substances inorganiques provenant du substrat d’origine, de matière organique produite par les plantes et d’une vie intense qui transforme la matière organique, en mettant à la disposition des plantes une grande partie des éléments nutritifs dont elles ont besoin, en s’associant à elles pour faciliter l’absorption des nutriments, en réduisant la perte d’éléments nutritifs dans le sol et en créant des conditions d’aération, de pénétration et de rétention de l’eau dans le sol.
Par conséquent, garder les sols à découvert et sans protection est un acte contre nature, que nous payons par l’érosion qui s’y produit et par la nécessité de fournir des nutriments à la plante en raison de la stérilisation à laquelle nous soumettons le sol, perdant ainsi les fonctions bénéfiques pour la nutrition des plantes réalisées par tous les organismes qui vivent dans un sol vivant.
Recyclage des éléments nutritifs
La biodiversité permet la recirculation des nutriments, la supplémentation en nutriments et la recirculation de la fertilité dans les écosystèmes et les agro-écosystèmes, ce qui réduit considérablement les pertes de nutriments du système et permet d’amener des quantités importantes de nutriments des couches profondes du sol ou de l’atmosphère vers la surface et la partie plus active du sol.
Par exemple, les plantes à racines profondes telles que les arbres, les arbustes et certaines légumineuses extraient les nutriments des profondeurs du sol et les déposent à la surface lorsque leurs feuilles tombent ; les espèces de graminées sont capables d’absorber le potassium qui ne peut être assimilé par d’autres plantes et de le déposer dans le sol lorsque leurs parties aériennes meurent ; les légumineuses fixent l’azote de l’atmosphère et solubilisent le phosphore ; Les micro-organismes du sol, en se développant et en absorbant des nutriments, empêchent la libération et la perte de nutriments par lessivage, les rendant disponibles pour les plantes lorsqu’ils meurent ou se nourrissent, ainsi que la transformation d’un groupe de nutriments afin qu’ils puissent être assimilés par les plantes ; les vers de terre rendent les nutriments plus disponibles en transformant le sol qui passe par leur système digestif ; les champignons mycorhiziens, qui s’associent aux plantes, augmentent non seulement la surface des racines, mais leur permettent également d’absorber des nutriments qui ne sont pas directement disponibles pour la racine, comme le phosphore. La figure 8 montre, à titre d’exemple, le cycle de l’azote dans un écosystème. On peut voir comment les animaux contribuent à la recirculation des nutriments. De même, l’existence de forêts dans les collines et les hautes terres, avec une production intense de matière organique et une recirculation des nutriments, peut soutenir la fertilité des vallées voisines en transférant les nutriments et la matière organique des eaux de pluie vers les vallées.
Stabilité biotique et environnementale
La biodiversité est une composante essentielle de la stabilité biotique et contribue à la stabilité environnementale. Comme mentionné ci-dessus, la diversité végétale empêche la concentration d’une même ressource ou d’une même espèce végétale et limite ainsi la croissance et la propagation des phytophages spécialisés. En général, ces phytophages spécialisés deviennent des nuisibles lorsque quelques espèces végétales dominent le système. Ces systèmes pauvres en diversité ne sont pas le résultat de la sélection naturelle, mais de la pression humaine, comme dans le cas des monocultures agricoles.
La biodiversité intrinsèque de chaque espèce est également un élément important de subsistance face aux variations périodiques du climat ou au développement naturel d’une maladie, qui peut affecter certains individus (un des types génétiques, naturel ou sélectionné), mais d’autres résisteront et remplaceront les individus sensibles.
La diversité végétale, en apportant une matière organique diversifiée au sol, permet également une plus grande diversité d’organismes dans le sol, empêchant ainsi la prolifération de certaines espèces d’agents pathogènes potentiels spécialisés dans un type de plantes ou de résidus végétaux.
Les pratiques de polyculture et de rotation des cultures, entre autres, visent à simuler la nature dans cette régulation biotique de la biodiversité. Un exemple clair est la nécessité de faire une rotation des pommes de terre sur de longues périodes pour éviter certaines maladies causées par des nématodes, des champignons et des insectes.
Dans tout écosystème ou agro-écosystème peu dégradé, il existe de nombreuses espèces végétales représentées par quelques individus. Ces espèces peuvent jouer un rôle essentiel dans le système en tant que refuge, source de nourriture, attractif ou répulsif pour d’autres organismes qui peuvent être essentiels à l’équilibre biologique du système. Par exemple, il a été démontré que les prairies polyphytiques (c’est-à-dire comportant de nombreuses espèces) se remettent plus rapidement de la sécheresse que celles qui ont été dominées par une ou quelques espèces.
En termes généraux, la biodiversité est associée à la stabilité biologique des systèmes, en partant du principe que chaque écosystème est en train de changer et d’évoluer. Mais cela se produit naturellement au cours des temps géologiques. Aujourd’hui, la dégradation à laquelle nous soumettons les écosystèmes et les agro-écosystèmes, directement ou indirectement, se situe en dehors de toute période d’évolution naturelle ; d’où les risques et les dangers auxquels nous sommes confrontés.
Dans leur évolution de systèmes immatures à des systèmes matures ou stables, comme les forêts, les prairies ou d’autres systèmes dits climax, les écosystèmes se transforment non seulement eux-mêmes, mais aussi le substrat et le mésoclimat régional, permettant l’établissement de communautés d’espèces qui ne se seraient jamais développées dans l’environnement d’origine. Par conséquent, la destruction excessive des écosystèmes naturels peut avoir des effets négatifs sur le mésoclimat d’une région, la rendant plus sèche, plus chaude ou plus froide selon la période de l’année, et les agents érosifs tels que la pluie et le vent ont un impact plus important sur l’érosion des sols.
Les arbres, en particulier, jouent un rôle très important dans la régulation de l’environnement : en évaporant l’eau, ils réduisent la température ambiante, qui est également contrôlée par le reste des plantes couvrant le sol, et empêchent le sol de se réchauffer et de diffuser la chaleur dans l’air, comme cela se produit lorsque le sol n’est pas couvert. La diminution de la température de l’air réduit la vitesse à laquelle l’air s’élève, ce qui, avec l’évaporation, contribue à l’apparition de précipitations. D’autre part, les arbres et la végétation empêchent également les températures de chuter excessivement.
Sous et autour des arbres, la température est plus basse et l’humidité, la matière organique et les nutriments sont plus élevés. Les arbres réduisent également la vitesse du vent, réduisant ainsi l’évapotranspiration causée par la sécheresse, lorsque les vents emportent l’humidité loin du champ. Une barrière d’arbres peut protéger un champ de culture du vent sur une distance de 10 fois sa hauteur.
La végétation et en particulier les arbres jouent un rôle important dans la conservation de l’eau. Leurs racines et la structure macroporeuse du sol, qui permet une forte teneur en matière organique et une vie abondante, favorisent l’infiltration de l’eau dans le sol, ce qui augmente sa réserve et l’empêche de ruisseler à la surface, évitant ainsi l’érosion sur son passage. Le ruissellement de l’eau peut créer des inondations dans les zones de faible altitude en raison des grandes crues qui se produisent dans les zones fortement déboisées. Ceci, ajouté à la capacité de créer des conditions favorables aux précipitations, favorise la régulation du climat et évite les processus de désertification, un phénomène répandu sur notre territoire.
Conclusion
D’un point de vue pratique, il existe un ensemble d’éléments essentiels pour que les effets bénéfiques sur les écosystèmes se produisent, ce qui permettrait de préserver la nature et de mettre fin aux effets négatifs que l’agriculture intensive a sur elle. Il s’agit d’une agriculture qui détruit la biodiversité et les sols, qui, avec l’utilisation de substances toxiques et polluantes, non seulement affecte la vie naturelle et la destruction des ressources (dont l’humanité dépend pour son alimentation et ses autres besoins), mais menace également la santé humaine et l’existence même.
La restauration des fonctions des écosystèmes est liée à la reconstruction du paysage des zones dégradées. Dans le tableau 3, nous énumérons les éléments essentiels à la restauration de la biodiversité fonctionnelle et les principales fonctions qu’ils peuvent jouer. Les éléments fondamentaux de la restauration du paysage sont :
▪ Reforester les parties supérieures des collines et des pentes raides avec des espèces indigènes ou un mélange d’espèces indigènes et introduites, à condition qu’elles n’aient pas d’impact négatif sur le système.
▪ Reforester tous les cours d’eau, en permettant à d’autres plantes indigènes et aux prairies couvrant le sol de s’établir en plus des arbres.
▪ Protéger les zones de ruissellement avec des arbres, des arbustes et de la végétation spontanée.
▪ Établir des barrières vivantes sur les pentes utilisées pour l’agriculture afin de stopper l’érosion et de produire des terrasses naturelles.
▪ Arborer les bords de route et les bordures et laisser pousser la végétation naturelle.
▪ Faciliter la création de prairies polyphytiques.
▪ Créer quelques abris ou nids temporaires pour les animaux utiles.
▪ Diversifier l’agriculture en utilisant des plantes de différentes familles, en intégrant des variétés locales et en encourageant l’utilisation de différentes variétés d’une même culture, dans le temps et dans l’espace.
▪ Utiliser un paillis sur les cultures permanentes telles que les arbres fruitiers et utiliser des méthodes de semis direct ou de semis minimal.
▪ Faites une rotation des cultures en utilisant au moins quatre cultures.
▪ Intégrer le bétail dans l’agriculture.
▪ Utilisation de races indigènes.
