Pour répondre à la demande de la population croissante, la production de riz doit être augmentée de 40% d’ici 2030. Cependant cette production émet des gaz à effet serre (GES), tel que le méthane (CH4), qui contribue au réchauffement climatique. Les stratégies de gestion, telles que le drainage des sols et la gestion durable des résidus, sont essentielles pour diminuer les émissions de GES des rizières, mais cela entrent souvent en conflit avec les pratiques de gestion des riziculteurs. L'objectif de ce projet était d'étudier le potentiel d'atténuation des GES par des pratiques de drainage et de gestion des résidus et par l’identification des opportunités et les contraintes auxquelles sont confrontés les petits exploitants dans la mise en œuvre des pratiques. Le projet a été élaboré en utilisant une approche interdisciplinaire incluant mésocosme en chambre climatique, des campagnes sur le terrain et une enquête après des agriculteurs au Vietnam. La première étude sur le mésocosme a été menée pour identifier l'impact du drainage en début et mi-saison sur les émissions de CH4 et de N2O par des sols amendés avec des résidus frais et compostés à différents niveaux de sol C (article I). La deuxième étude sur le mésocosme incluait des résidus de riz enrichis en 13C pour comprendre l'effet de la pré-plantation, d’un drainage précoce et à mi-saison sur la contribution des résidus C aux émissions de CH4 (article III). Des expériences de terrain ont été menées pendant deux saisons (printemps et été) pour documenter l'effet de la pré-plantation, du drainage en début et à mi-saison sur les émissions de CH4 et de N2O par des sols modifiés par l’apport de résidus dans deux systèmes de gestion d’eau: un système efficace de gestion de l'eau et un système de contrôle d'eau conventionnel (article II). Trente-cinq petits producteurs de riz ont été interviewés pour évaluer la diversité des pratiques de gestion des terres dans la région et comprendre leurs pratiques de culture, leurs défis et leurs contraintes à l'échelle de la rizière. Quatre ateliers ont été menés avec des agriculteurs, des conseillers agricoles locaux et régionaux pour concevoir et évaluer les pratiques de production de riz adaptées au climat, basées sur la gestion de l'eau et des résidus (article IV). Les études de laboratoire et de terrain ont montré que les pratiques de drainage (pré-plantation et drainage précoce) pouvaient atténuer les émissions de GES sans compromettre le rendement du riz. Au laboratoire, le drainage avant plantation a considérablement réduit les émissions de CH4 de 70 à 80%, alors que sur le terrain, le drainage se montre moins efficace dans la réduction des émissions de CH4 en raison des activités opérées par les agriculteurs avant transplantion. Dans l’étude de terrain, le drainage précoce et en mi-saison a diminué les émissions de CH4 de 67% et 43% dans les systèmes comprenant une gestion de l’eau efficaces et inefficaces. Au laboratoire, l’addition d’un drainage en début et mi-saison a réduit les émissions de CH4 de 75 à 90%. Sur le terrain, le système efficace de contrôle de l'eau associé avec une bonne aération des sols a considérablement augmenté le potentiel de diminution du CH4 des sols drainés et modifiés par les résidus. L'étude isotopique a indiqué que l'aération des sols au stade précoce (pré-plantation ou début de saison) réduit les émissions de CH4 dérivés des résidus de 57 à 87%. Cependant, les résultats ont mis en évidence que l’amélioration des pratiques de drainage impactaient très peu les émissions de N2O. Les résultats de l'étude participative ont souligné l'importance d'impliquer les agriculteurs et les acteurs locaux dans la conception des systèmes d'atténuation des GES. Ces résultats ont mis en évidence les contraintes et les opportunités possibles pour la mise en œuvre réussie des stratégies d'atténuation des GES dans les rizières des petits exploitants. / Rice production needs to increase by 40% to meet the demand of the world’s growing population by 2030, yet rice production contribute to global warming with elevated GHG emissions, particularly of methane (CH4). Management strategies, such as drainage of paddy soils & sustainable residue management are essential in order to mitigate GHG emission from rice systems, but they often conflict with the practical management preferences of rice farmers. The objective of this project was to investigate the GHG mitigation potential of drainage practices and residue management techniques, and to identify the constraints and opportunities faced by smallholders in the implementation of mitigation practices under local conditions. The project was formulated using an interdisciplinary approach that included two mesocosm studies in growth chamber, two field campaigns and a field survey of farmers in Vietnam. First mesocosm study was conducted to verify the impact of early season drainage and midseason drainage on CH4 and N2O emissions from fresh and composted residue-amended soils at different soil C levels (Paper I). Then second mesocosm study was conducted using 13C-enriched rice residue to understand the effect of pre-planting, early-season and midseason drainage on the residue carbon contribution to CH4 emissions (Paper III). Field experiments based on farmers’ field conditions were conducted for two seasons (spring and summer) to document the effect of pre-planting, early-season and midseason drainage on CH4 and N2O emissions from residue-amended soils under two field water management systems: an efficient field water control system and a conventional, inefficient field water control system (Paper II). Thirty-five smallholder rice farmers were interviewed to capture the diversity of different land management practices in the area and understand their cropping practices, challenges and constraints faced at field scale. Four workshops were conducted with farmers, local agricultural advisors and regional stakeholders to design and assess the climate-smart rice production practices, based on water and residue management (Paper IV). The lab and field studies showed that drainage practices (pre-planting and early season drainage) had the potential to mitigate GHG emissions without compromising rice yield. Pre-planting drainage greatly reduced CH4 emissions in the lab experiment by 70-80%, while in field condition pre-planting drainage had less effect on CH4 emission reduction due to constraints with farmers’ field operations before transplanting. Early season drainage reduced CH4 emissions in both lab and field experiments. In field study, early plus midseason drainage lowered the CH4 emissions by 67% and 43% in the efficient and inefficient field water management systems respectively. In lab, early plus midseason drainage lowered CH4 emissions by 75-90 %. The efficient field water control system and good soil aeration significantly increased the CH4 mitigation potential of the drainage regimes from residue-amended soils. The isotopic study in lab indicated that soil aeration in the early stage (pre-planting or early season) reduced the residue-derived CH4 emissions by 57-87%. The results highlighted that the effects of improved drainage practices on N2O emissions were very low when considering the total GHG effects of CH4 and N2O. The results of the participatory study highlighted the importance of involving farmers and local stakeholders in the process of designing the mitigating systems. The active involvement of farmers and local stakeholders in the process of designing, testing and assessing the water management systems highlighted the constraints and feasible options for successful implementation of GHG mitigation strategies in smallholders’ rice fields.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2018NSAM0021 |
| Date | 11 January 2018 |
| Creators | Tariq, Azeem |
| Contributors | Montpellier, SupAgro, Københavns universitet, Tourdonnet, Stéphane de, De Neergaard, Andreas |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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