Modéliser l’impact environnemental de la production porcine

L’apparition de systèmes d’élevage intensifs dans les systèmes agraires n’est pas sans créer des problèmes environnementaux voir des tensions. Modéliser l’impact environnemental des élevages suppose d’intégrer plusieurs dimensions. Il faut à la fois s’intéresser à la production de déchets aux concentrations de nutriments, à la pollution de l’air, de l’eau et des sols. Il faudrait aussi s’intéresser aux effets sur la santé des populations. Face aux manques de données officielles et à la qualité des données accessibles, il est difficile de prendre en compte l’ensemble de ces dimensions. Nous allons nous intéresser principalement aux concentrations des trois principaux nutriments (Azote N, phosphate P, postasse K) dans les déchets d’élevage et estimer leur utilisation potentielle dans les systèmes agricoles.

Selon la littérature, il est possible de résumer les relations élevages-agricultures en termes de nutriments en trois catégories : les systèmes mixtes intégrés, les systèmes spécialisés et les systèmes en grande intégration territorale (figure n°18)

Il existe plusieurs modèles, plus ou moins complexes, pour modéliser la sortie de nutriments des systèmes porcins. Certains considèrent seulement l’atelier porcin (nombre d’animaux, batîments, alimentation animale, technologies utilisées pour stocker et traiter les déchets). Ce modèle nécessite de connaître l’évolution du poids de chaque animal au cours de sa vie et de connaître le nombre de cycles d’engraissement par exploitation pour estimer la production de déchets. D’autres modèles prennent en compte la part des minéraux utilisables par la plantes en fonction du traitement effectué sur les déchets influençant la forme totale des nutriments. D’autres, plus simples, comparent la production de nutriments par rapport aux besoins des systèmes agricoles en fertilisants. Ce dernier modèle nécessite de prendre en compte les besoins en nutriments pour une superficie agricole donnée sur l’ensemble des cycles culturaux d’une année en fonction des rendements attendus. La différence entre la production de nutriments par les élevages porcins et les besoins des plantes donnent une estimation des surplus et des déficits à l’échelle de l’exploitation ou d’une entité géographique.

Nous utilisons le modèle simple estimant la concentration de nutriments présents dans les déchets des élevages porcins. Nous faisons l’hypothèse que les déchets sont réutilisables dans le système agricole afin de fertiliser les parcelles. Dans les systèmes intégrés, l’ensemble des déchets sont réutilisés.

Bilan de NPK d’origine animale =

(Somme des sorties NPK des animaux d’élevage – Somme des besoins des plantes)

Cette étude reprend les travaux de Pierre Gerber et al. (2005) en Asie et de Porphyre et Nguyen Que Coi (2006) au Vietnam. La production des trois principaux nutriments par les porcs varie en fonction du degré d’intensification des systèmes d’élevage. Plus le système est performant, plus la sortie de nutriments sera élevée. Selon les estimations de Gerber et al. (2005), nous estimons la sortie de NPK en kg/animal/an sur les trois années des recensements :

Tableau n°35 : Production de NPK (kg) par porc et par an selon l’intensivité de la production

Nutriments N P K

Porc engrais 2001 7,3 4,8 3,0

Nous les comparons ces sorties avec les besoins théoriques en fertilisant pour les cultures. Selon Porphyre et Nguyen Que Coi (2006), les recommandations agronomiques de fertilisation agricole au Vietnam sont les suivantes :

Tableau n°36 : Besoin de NPK (kg) par espèces culturales et par cycle au Vietnam

Besoin (kg/ha) N P K Riz 110 60 40 Maïs 140 90 50 Tubercules 100 50 60 Arbres fruitiers 80 90 50 Besoins moyen 110 70 50

Source : Porphyre et Nguyen Que Coi (2006) Il faut ensuite prendre en compte le nombre de cycles par an. Au Vietnam, il est possible de réaliser, dans certaines rizières, jusqu’à trois cycles de riz, deux cycles de riz et un cycle court de maïs sur une même parcelle, deux cycles de riz ou encore un cycle de riz et un cycle de maïs. On comprend alors la difficulté de modélisation. D’autre part, seules les données du recensement de 2011 permettent de modéliser sur les surfaces cultivées sur une année. Les recensements précédents ne prennent en compte que les superficies agricoles. Le recensement de 2001 différencie seulement culture annuelle/culture pérenne alors que le recensement de 2006 différencie les superficies de riz des autres cultures annuelles.

Nous optons donc pour une modélisation simplifiée afin de comparer dans le temps l’évolution des concentrations de nutriments par superficie agricole entre 2001 et 2011. Dans cette modélisation, les cultures annuelles peuvent être fertilisées une à deux fois par an avec un scénario à NPK à 200-140-100. Les cultures pérennes ont une fertilisation de 80-90-50. Pour les superficies aquacoles, la fertilisation moyenne est de 300-200-100. Cependant, l’eau des bassins peut être ensuite réutilisée pour l’agriculture et en maintenant des niveaux élevés de fertilisant.

Nous retenons trois catégories d’exploitation :

• Les fermes avec déficit : l’atelier porcin produit moins de 50% des besoins en nutriments

• Les fermes en léger déficit : l’atelier porcin produit entre 50 et 99% des besoins • Les fermes en surplus : l’atelier porcin produit plus de 100% des besoins

L’ensemble des surplus et déficits par exploitation sont agrégés au niveau des communes et des districts puis comparés aux besoins des superficies agricoles totales détenues dans les communes et les districts afin de voir si certaines communes et certains districts sont eux aussi en situation de déficit, léger déficit ou de surplus. Selon les estimations, la sortie

de NPK par les élevages porcins correspond à 190 000 tonnes de N, 126 000 tonnes de P et 83 000 tonnes de K. Cet ensemble représente une fertilisation d’environ 2 millions d’hectares de cultures annuelles à un cycle ou de cultures pérennes et 1 million d’hectare de riz à deux cycles. Cela représente tout de même 20% de la superficie agricole du pays et près de 15% des superficies cultivées du pays.

Tableau n°37 : Quantité de nutriments en sortie de fermes (*1000 tonnes)

N P K Type de ferme 2001 2 006 2011 2001 2 006 2 011 2001 2 006 2 011 En surplus 37 84 115 22 49 73 12 34 50 En léger déficit 7 10 8 4 6 5 2 4 3 En déficit 111 105 69 76 72 48 48 49 33 Total 155 199 192 102 127 126 48 87 86

Source : calcules personnels (GSO 2001, 2006, 2011)

Le modèle montre que les exploitations en déficit (-50% des besoins d’azote des cultures) sont passées de 6,5 millions d’exploitations à 3 millions. Dans le même temps, les exploitations en surplus (+1% des besoins d’azote des cultures) sont stables en nombre. Il y avait 940 000 exploitations en 2001 contre 950 000 aujourd’hui. Entre 2001 et 2006, le nombre d’exploitations en surplus a augmenté de 100 000 unités de production mais avec les crises 50 000 d’entre elles ont disparu.

Tableau n°38 : Nombre de ménages, communes et districts avec un surplus d’azote N

Echelle d’analyse

Ménages (millions) Communes Districts

Azote 2001 2006 2011 2001 2006 2011 2001 2006 2011

Surplus 0.94 1.05 0.95 236 349 398 7 12 21

Léger déficit 0.24 0.24 0.18 463 815 854 13 35 37 Déficit 6.55 5.05 3.00 9389 9199 9249 590 606 620

Source : calcules personnels (GSO 2001, 2006, 2011) Au niveau des communes, nous observons une concentration spatiale des zones en surplus. En 2001, 236 communes était en surplus. En 2011, 398 sont dans la même situation. Les communes en léger déficit ont pratiquement doublé en l’espace de dix ans tandis que les communes en déficit forment la très grande majorité. En agrégeant les résultats au niveau des districts, il est évident que la situation est beaucoup plus concentrée. 21 districts sur les 678 districts comptabilisés dans le recensement en 2011