Impacts Environnementaux de l’Agriculture

General Information
  1. Introduction

    L’agriculture est confrontée au défi de nourrir une population mondiale de plus en plus croissante alors que les ressources naturelles s’épuisent dû à un ensemble de facteurs. Beaucoup pensent que les cultures biotechnologiques peuvent contribuer à satisfaire les besoins alimentaires mondiaux en améliorant la productivité agricole. Cependant, les risques potentiels associés aux cultures GM doivent être évalués et gérés avec précision. La base de cette évaluation doit être une bonne connaissance des impacts et des caractéristiques des systèmes agricoles actuels. Les pratiques actuelles telles que le labour, l’utilisation de l’eau, les cultures intercalaires, la rotation des cultures, le pâturage et l’utilisation intensive de pesticides affectent la biodiversité des terres agricoles ainsi que l’environnement en dehors des champs (Tilman, 1999, 2002; Robinson et Sutherland, 2002; Butler et al. 2007, Quemada, 2009).
    Cette sous-section présente un bref aperçu de ces impacts et aborde les avantages potentiels escomptés de l’utilisation des nouvelles cultures biotechnologiques.
  2. Utilisation des terres

    Occupant 40% de la surface de la terre, l’agriculture constitue actuellement une utilisation importante des terres et le principal facteur contribuant à la perte de la biodiversité (FAO, 2007). Environ 13 millions d’hectares de forêts riches en biodiversité sont perdus chaque année dans les pays en développement (James, 2009). Cette situation risque de s’aggraver dans un avenir proche à cause des besoins alimentaires mondiaux et de la production supplémentaire de matières premières des biocarburants. La pression pour augmenter la surface des terres cultivées continuera d’augmenter. Le changement climatique également « devrait augmenter les nombreuses pressions faites sur l’environnement sauvage avec la déstabilisation des systèmes de production établis depuis longtemps et l’augmentation des stress abiotiques (tels que les pénuries d’eau, la salinité, l’aridité et la chaleur)» (FAO, 2007).
    Il est donc essentiel d’accroître la productivité agricole par unité de terre afin de réduire la conversion des terres et l’érosion de la biodiversité. Le génie génétique peut contribuer à augmenter la productivité et réduire la déforestation et la perte de biodiversité des forêts. James (2009) estime que durant la période de 1996 à 2007, les cultures biotechnologiques ont déjà pallié à la nécessité d’augmenter de 43 millions d’hectares la superficie des terres cultivées.
    De nombreuses études menées à travers le monde ont indiqué qu’il y a eu une augmentation des productions agricoles après le déploiement de cultures biotechnologiques. Par exemple, de 1996 à 2006, l’augmentation moyenne des productions dans les zones de cultures GM résistantes aux insectes était de +5,7% pour le maïs et +11,1% pour le coton (PG Limited Economics, 2008). James (2009) a signalé qu’en 2008 la production du coton Bt a augmenté de 31% en Inde et de 9,6%, en Chine, la production du maïs Bt a connu une augmentation de 11% en Afrique du Sud en 2005. D’autres données indiquent une augmentation de 31% de la production moyenne du soja tolérant aux herbicides en Roumanie, 15% pour le maïs tolérant aux herbicides aux Philippines et plus de 50% de coton résistant aux insectes en Inde (http://www.pgeconomics.co.uk/).
  3. Utilisation des insecticides

    Les ravageurs provoquent une perte de 40% de la production agricole mondiale et ce, malgré les stratégies et les mesures mises en place pour lutter contre eux (Pimentel, 1998). Les insectes à eux seuls détruisent chaque année environ 25% des cultures vivrières dans le monde entier. Par exemple, la pyrale du maïs (les larves d’Ostrinia nubilalis) peut détruire jusqu’à 20% d’une récolte de maïs (www.gmo-compass.org). En Afrique, les pertes de production agricole dues aux ravageurs peuvent atteindre 100% selon les zones agro-écologiques (Abate et al., 2000).
    Par conséquent, une grande quantité de pesticides synthétiques est utilisée chaque année pour lutter contre les ravageurs agricoles à travers le monde. Ces produits chimiques peuvent non seulement avoir des répercussions graves sur l’environnement mais aussi nuire à la santé humaine. Chaque année, des milliers de personnes sont empoisonnées par les pesticides agricoles dans le monde entier, principalement dans les pays en développement (Brodesser et al., 2006, CGIAR, 2008).
    La culture des plantes GM a été introduite pour contribuer à la diminution de l’utilisation d’insecticides dans le domaine agricole. La culture du coton Bt, par exemple, a permis de réduire l’utilisation d’insecticide en Inde de 39% en 2008 et de 60% en Chine (James, 2009). En Afrique du Sud, le maïs Bt a permis de faire une réduction d’environ 60% des coûts liés à l’utilisation des pesticides. Au Burkina Faso en Afrique de l’Ouest, le coton Bt a réduit le nombre de traitements pesticides de six ou huit fois par an à un ou deux tout en augmentant la production du pays de 30% (Manson, 2009).
    Les cultures Bt ont été transformées par l’ajout d’un gène bactérien de la Bacillus thuringiensis qui produit des toxines Bt. Ces toxines affectent certains groupes d’insectes y compris, les lépidoptères et les coléoptères. La Bacillus thuringiensis est une bactérie retrouvée naturellement dans le sol. Les cultures GM peuvent produire d’elles-mêmes les toxines Bt, ce qui leur permet de se défendre contre certains types d’insectes. Par conséquent, les agriculteurs peuvent utiliser moins d’insecticides chimiques pour lutter contre certains ravageurs.
  4. Utilisation des herbicides

    Dans les systèmes d’exploitation agricoles intensifs, les agriculteurs utilisent annuellement de grandes quantités d’herbicides par pour lutter contre les mauvaises herbes. De nombreux groupes d’herbicides sont disponibles sur le marché, y compris les herbicides acides chlorophénoxy pour les angiospermes, les herbicides triazines utilisées principalement pour protéger le maïs, la pomme, le raisin et le blé, les thiocarbamates généralement utilisées comme graminicides appliquées au sol avant l’apparition des pousses pour protéger le maïs, le riz, le sorgho, la betterave à sucre et le soja (Nagy et al, 1994.) et les herbicides organiques du phosphore dont notamment le glyphosate, un herbicide non sélectif (http://science.jrank.org/).
    La pulvérisation d’herbicides peut avoir des conséquences néfastes sur l’environnement de différentes manières. Par exemple, le débordement de l’herbicide au-delà du site de pulvérisation cible peut causer des dommages aux végétaux vulnérables. Les herbicides entrainent également la réduction des habitats et de la nourriture des organismes non ciblés tels que les oiseaux et les mammifères, en particulier lorsque ces herbicides sont appliqués dans des forêts (http://science.jrank.org/). Aux Etats-Unis, les herbicides résiduels couramment utilisés pour la production du maïs et du soja auraient été détectés dans des rivières, des ruisseaux et dans des réservoirs avec des concentrations dépassant les limites maximales de contaminants ou les niveaux sanitaires recommandés pour l’eau potable en vigueur aux Etats-Unis (Martin et al., 2008 ).
    Parmi les herbicides, le glyphosate est le plus couramment utilisé dans les secteurs agricole et forestière. Ses avantages comprennent entre autres un niveau de toxicité faible pour les animaux, une adsorption rapide aux particules du sol réduisant ainsi le débordement dans l’environnement et une faible persistance due à sa dégradation rapide par les microbes du sol (Cerdiera et Duke, 2006). Il est présent sur le marché américain depuis plus de 35 ans (Combs et Hartnell, 2008).
    Le glyphosate est un herbicide non sélectif qui détruit les plantes annuelles et vivaces dont notamment les mauvaises herbes ainsi que les espèces cultivées (Duke et al. 2003, Brown, 2006, Combs et Hartnell, 2008).
    Grâce au génie génétique, des cultures biotechnologiques ont été élaborées et elles portent un gène qui permet aux cultures d’être tolérantes au glyphosate de sorte qu’elles sont protégées contre le glyphosate. L’utilisation de cultures transgéniques résistantes au glyphosate permettrait de réduire l’utilisation des autres herbicides qui sont plus dangereuses et par conséquent diminuer leurs effets néfastes sur l’environnement, en particulier dans les pays développés où l’agriculture est essentiellement basée sur l’utilisation d’herbicides. La réduction de l’utilisation d’herbicide a déjà atteint 17 millions de kilo par an aux États-Unis (Gianessi, 2005). En outre, la substitution des herbicides plus nocifs par le glyphosate peut aider à réduire les niveaux de concentrations d’herbicides dissouts dans les eaux de ruissellement (Martin et al., 2008).

    Cultures génétiquement modifiées résistantes aux herbicides
    Les cultures transgéniques tolérantes au glyphosate ont été transformées en utilisant le gène EPSPS * (extrait de la souche CP4 d’Agrobacterium) qui produit une enzyme résistante au glyphosate (Brown, 2006). Les agriculteurs cultivant des plantes résistantes au glyphosate peuvent donc contrôler plus efficacement les mauvaises herbes durant toute la période de croissance tout en ayant plus de liberté de choisir leur période de pulvérisation. Les cultures résistantes aux herbicides facilitent voire annulent également les pratiques de travail du sol ce que beaucoup considèrent comme plus durable.
    * = EPSPS énolpyruvyl-shikimate-3-phosphate synthétase.

  5. Pratiques du travail du sol

    Le travail du sol ou le labour peut accélérer l’érosion des sols et la perte du sol dans le monde entier. Ces pratiques consomment également du carburant ce qui contribue à l’augmentation des émissions de dioxyde de carbone responsables de l’effet de serre et du réchauffement climatique.
    Il a été prouvé que la réduction du travail du sol est bénéfique pour l’environnement grâce au ralentissement de l’érosion, l’augmentation du niveau d’humidité et de la richesse du sol en éléments nutritifs et la création de conditions favorables pour les organismes du sol et de la faune. La réduction du travail du sol contribue également à la diminution du niveau de pollution par la fumée et la libération de dioxyde de carbone grâce à la baisse de la consommation de carburant (Fawcett et Towery, 2002;. Dale et al, 2002).
    Les superficies non labourées ont augmenté rapidement aux États-Unis et en Argentine grâce à la culture du soja et le coton transgéniques résistants aux herbicides dès le début en 1996 (Trigo et Cap, 2003).
  6. Consommation d’eau

    L’agriculture consomme mondialement environ 70% des eaux douces puisées pour la consommation humaine (FAO, 2007). Cette demande en eau devrait augmenter de façon exponentielle avec la croissance de la population mondiale qui devrait atteindre 9,2 milliards d’ici à 2050 (James, 2009). Au même moment, le changement climatique mondial devrait entraîner une augmentation des risques de pénurie d’eau et de désertification. Les pénuries d’eau causent déjà des pertes de récoltes qui sont estimées à des milliards de dollars par an à travers le monde et ceci devrait s’empirer avec le temps.
    Étant donné que la sécheresse soit le principal handicape à l’augmentation de la productivité agricole dans le monde, des efforts sont en cours en vue de développer des cultures biotechnologiques résistantes à la sécheresse. Ce caractère est considéré comme le caractère le plus important de la biotechnologie qui sera utilisé durant la deuxième décennie de commercialisation 2006 – 2015 (James, 2009). Le maïs sera la première culture GM résistante à la sécheresse à être commercialisée, probablement en 2012 aux Etats-Unis et en 2017 en Afrique subsaharienne (James, 2009). «La sécheresse est le problème le plus important de l’agriculture africaine et elle affecte essentiellement le maïs, la culture de base la plus importante en Afrique » (http://www.aatf-africa.org/).
References References

  • Abate, T., A. van Huis, and Ampofo, J., 2000. Pest management strategies in traditional agriculture: an African perspective. Annual Review of Entomology 45: 631–659.
  • Brodesser, J., Byron, D.H., Cannavan, A., Ferris, I., G., Gross-Helmert, K., Hendrichs, J., Maestroni, B. M., Unsworth, J., Vaagt, G. and Zapata, F., 2006. Pesticides in developing countries and the International Code of Conduct on the Distribution and the Use of Pesticides. FAO/IAEA Joint Program.
  • Brown, T. A, 2006. Gene cloning and DNA Analysis, An introduction, fifth edition.Blackwell Publishing.
  • Cerdeira, A. L., and. Duke, S. O., 2006. The current status and environmental impacts of glyphosate-resistant crops: A review. J. Environ. Qual. 35:1633–1658.
  • CGIAR, 2008. Pesticide Use in the Philippines: Assessing the Contribution of IRRI’s Research to Reduced. Science Council Brief N0 29, November 2008. Science Council Secretariat, FAO, www.sciencecouncil.cgiar.org
  • Combs, D. K. and Hartnell G. F., 2008. Alfalfa Containing the Glyphosate-Tolerant Trait Has No Effect on Feed Intake, Milk Composition, or Milk Production of Dairy Cattle. J. Dairy Sci. 91:673–678
  • Dale, P., Clarke, B., and Fontes, E., 2002. Potential for the environmental impact of transgenic crops. Nature Biotechnology 20: 567–574
  • Duke, S. O., Baerson, S. R. and. Rimando, A. M., 2003. Herbicides: Glyphosate. Pages 708–869 in Encyclopedia of Agrochemicals. J. R. Plimmer, D.W. Gammon and N. N. Ragsdale, ed. John Wiley & Sons, New York, NY.
  • FAO, 2007. Committee On Agriculture (COAG): Environment and Agriculture, Twentieth Session Rome, 25 – 28 April 2007 Item 6 of the Provisional Agenda
  • Fawcett, R. and Towery, D., 2002. Conservation Tillage and Plant Biotechnology: How New Technologies Can Improve the Environment By Reducing the Need to Plow. Conservation Technology Information Center
  • Gianessi, L. P., and Reigner, N., 2006. Pesticide use in U.S. Crop Production: 2002. Crop Life Foundation, Washington, DC.
  • James, C., 2009. Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops: 2008 The First Thirteen Years, 1996 to 2008. ISAAA Brief. 39, Executive Summary. ISAAA: Ithaca, NY
  • Manson, K., 2009. Burkinabe cotton farmers expanding GM, organic cultivation. http://greenbio.checkbiotech.org/
  • Shipitalo, M., J., Malone, R., W. and Owens, L., B., 2008. Impact of Glyphosate-Tolerant Soybean and Glufosinate-Tolerant Corn Production on Herbicide Losses in Surface Runoff. Journal of Environmental Quality • Volume 37 • March–April 2008
  • Nagy, I., Schoofs, G., Compernolle, F., Proost, P., Vanderleyden, J., and Demot, R., 1995. Degradation of the Thiocarbamate Herbicide EPTC (S-Ethyl Dipropylcarbamothioate) and Biosafening by Rhodococcus sp.Strain NI86/21 Involve an Inducible Cytochrome P-450 System and Aldehyde Dehydrogenase. Journal of Bacteriology. Vol 37 p. 676–687.
  • PG Limited Economics, 2008, PG Economics welcomes new ISAAA brief: Global status of commercialized biotech crops 2007
  • Trigo, E., and Cap, E., 2003. The impact of the introduction of transgenic crops in Argentinean agriculture. AgBioForum 6: 87-94
  • http://www.aatf-africa.org/
  • http://www.gmo-compass.org/
  • http://science.jrank.org/
  • http://www.nih.gov/
  • http://www.oecd.org/

Moussa Savadogo,NEPAD-ABNE
06 BP 9884 Ouagadougou 06
E-mail: moussa.savadogo@nepadbiosafety.net
Website: http://www.nepadbiosafety.net/