Optimiser la proportion de surface des fossés dans les systèmes de riz et écrevisses en co-culture équilibre atténuation des gaz à effet de serre et productivité

Faire pousser du riz et élever des écrevisses sur la même parcelle

Les rizières du centre de la Chine remplissent un double rôle : elles produisent des grains et élèvent des écrevisses dans les mêmes champs inondés. Cette association riz–écrevisses est devenue très populaire car elle augmente les revenus des agriculteurs et améliore l’utilisation de l’eau et des nutriments. Mais il y a un revers. Les fossés remplis d’eau qui abritent les écrevisses peuvent aussi libérer d’importants gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Cette étude pose une question simple mais urgente : quelle part de fossé est « suffisante » pour concilier production alimentaire et stabilité climatique ?

Deux zones dans un même champ

Un champ typique en riz–écrevisses comporte deux parties principales. Dans la vaste zone peu profonde, le riz pousse comme d’habitude tandis que les écrevisses se déplacent, creusent et se nourrissent. Autour des bords, les agriculteurs creusent des fossés plus profonds qui restent inondés toute l’année. Ces canaux servent de voies de circulation et de refuges pour les écrevisses et aident à l’irrigation et au drainage. Pourtant, ils créent aussi des conditions sombres et pauvres en oxygène qui favorisent des microbes libérant du méthane, un gaz à effet de serre bien plus puissant que le dioxyde de carbone. En agrandissant ces fossés pour élever davantage d’écrevisses, les agriculteurs risquent de transformer un champ neutre pour le climat en une source importante d’émissions et de réduire la surface destinée au riz.

Utiliser un jumeau numérique des rizières

Pour comprendre ce compromis, les chercheurs ont construit un « jumeau numérique » des rizières en utilisant un modèle informatique bien connu, le DNDC. Ce modèle simule les flux de carbone et d’azote dans le sol, l’eau, les cultures et l’air, et comment des gaz comme le méthane et le protoxyde d’azote s’échappent du champ. L’équipe a alimenté le modèle avec des données météorologiques, pédologiques et de gestion issues de nombreuses expérimentations sur le Terrain de la plaine du Moyen et Bas Yangtsé, incluant des rizières traditionnelles uniquement riz et des parcelles en co-culture riz–écrevisses. De manière cruciale, ils ont divisé chaque exploitation en ses deux zones réelles : la surface de culture du riz et le fossé des écrevisses, attribuant à chacune ses propres conditions de sol, d’eau et d’alimentation.

D’où provient la majeure partie du réchauffement

Après avoir vérifié soigneusement le modèle par rapport aux mesures de dizaines de sites, les auteurs l’ont utilisé pour recalculer les émissions de gaz à effet de serre et les rendements de riz pour dix systèmes représentatifs riz–écrevisses. Le constat est net. La zone de culture du riz dans les parcelles en co-culture a émis moins de méthane que les rizières ordinaires, en partie parce que les terriers d’écrevisses laissent entrer davantage d’oxygène dans le sol, ce qui supprime les microbes producteurs de méthane. Cependant, les fossés en permanence inondés émettaient plus de trois fois plus de méthane par unité de surface que la zone rizicole. Quand on prend en compte les émissions des fossés, le méthane total provenant des systèmes en co-culture était supérieur à celui des champs uniquement riz, bien que le protoxyde d’azote — un second gaz à effet de serre puissant — soit en fait plus faible dans les fossés.

Trouver la taille optimale des fossés

Le défi suivant était de trouver une part de fossé qui équilibre l’impact climatique et les récoltes. Les chercheurs ont utilisé le modèle pour explorer différentes proportions de fossés, puis appliqué un outil décisionnel qui pèse trois objectifs simultanément : rendement du riz, rendement des écrevisses et effet combiné de réchauffement du méthane et du protoxyde d’azote. Ils ont supposé qu’une plus grande surface de fossé offre plus d’espace pour les écrevisses, donc une production d’écrevisses plus élevée, tout en grignotant la surface rizicole et en augmentant potentiellement le méthane. En classant dix tailles de fossés issues d’études réelles, ils ont trouvé qu’une part d’environ 8,3 pour cent de la parcelle offrait la meilleure performance, avec un « point idéal » robuste situé entre environ 7,5 et 9,0 pour cent. Dans cette fourchette, l’impact climatique est proche de son minimum tandis que la production de riz et d’écrevisses reste élevée.

Ce que cela implique pour les futures exploitations riz–écrevisses

Pour les décideurs et les agriculteurs, le message est simple : la co-culture riz–écrevisses peut aider à nourrir les populations et soutenir les économies rurales, mais seulement si l’expansion des fossés est maîtrisée. Des fossés surdimensionnés peuvent apporter davantage d’écrevisses à court terme, mais ils augmentent les émissions de méthane et réduisent la surface rizicole, compromettant la sécurité alimentaire et les objectifs climatiques à long terme de la Chine. En recommandant une plage pratique de fossés de 7,5–9,0 pour cent de la parcelle, cette étude propose une directive concrète pour un « champ, double récolte » plus respectueuse du climat et mieux alignée avec les plans de développement durable.

Citation: Xu, Z., Xia, GQ., Zhao, PY. et al. Optimizing the trench area proportion in rice crayfish co-culture systems balances greenhouse gas mitigation and productivity. Sci Rep 16, 9451 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40595-3

Mots-clés: co-culture riz-écrevisses, émissions de gaz à effet de serre, méthane des rizières, aquaculture durable, agriculture intelligente face au climat