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Management practices of cattle farming systems must be improved, particularly to increase the systems’ feed self-sufficiency, food production and environmental performances. In mountain areas of the Massif Central (central France), mixed dairy/suckler cattle systems enable farmers to use grassland resources better and cope with economic fluctuations. Our objective was to estimate levels of ecosystem services provided by mixed dairy/suckler cattle systems as a function of the degree of mixing, along with their greenhouse gas emissions and energy use when their operation is optimized on an economic basis. The hypothesis was that mixed dairy/suckler cattle systems allow for controlled use of biomass, with better environmental performances than specialized systems (pure dairy or suckler herd) by maintaining grassland ecosystem services. Five herd-distribution scenarios were simulated using the Orfee bioeconomic optimization model. Environmental performances of the five systems were assessed according to three functional units (i.e., per farm, ha and kg protein produced). Mixed dairy/suckler cattle systems, which enabled larger herds, had higher greenhouse gas emissions per ha than specialized systems. However, because dairy cows produce more protein (milk and beef) than suckler cows, specialized dairy systems had the lowest greenhouse gas emissions and energy use per kg of protein. Specialized dairy systems had less advantage when dairy cows had less access to grassland. For the production of both milk and beef, mixed dairy/suckler cattle systems favour more sustainable use of biomass and tend to maintain a better combination of levels of ecosystem services for livestock production than specialized cattle farming systems.

Organic matter is a key element of soil fertility. However, in-soil stocks of organic matter are in decline in specialized crop farms. Reintroducing organic fertilizers could be a way to increase or at least maintain organic matter stocks in these soils. Straw/manure exchanges between crop farms and livestock farms could improve overall land fertility and thus the long-term income of farmers. Here we used a bioeconomic model to estimate the agronomic and economic benefits of straw/manure exchanges as part of a strategy to improve soil fertility. Iterative simulations were run with prices of farmyard manure varying from €0 to €20 ton−1 to identify the price at which a crop farm can buy manure and sell straw without degrading its net income (manure ceiling price) compared to purchasing mineral fertilizer only and ploughing back straw. Parallel simulations were run to identify the price at which a livestock farmer can sell manure and buy straw without degrading its net income (manure floor price) compared to keeping all manure on the farm and buying straw on the market. The key new contributions of this study are that it (i) considers the characteristics of manure beyond its short-term fertilizing value, i.e., better mineralization of humus and a 10% increase in crop yields, (ii) estimates both the economic and agronomic benefits of manure and (iii) assesses the impacts of uncertainties on manure effects and prices. The results show that it is profitable for a French farmer in a conventional field crop system to buy manure at a price between €10 ton−1 in the short term and €18 ton−1 in the long term. The results also show that it is still economically advantageous for a livestock farmer to sell part of their manure, even at a very low price. This study shows that it is possible to better distribute manure resources over a territory in a way that enriches the soils of crop farms without degrading the soils of livestock farms.

International audience; Herbivore farming systems in the Auvergne region (north of the French Massif central) are highly diverse as the result of history and strong pedoclimatic contrasts. Among agroecological principles, system diversification is assumed to increase farm economic and environmental performances, but we still lack knowledge on how to manage these systems. Here we report the result of farm surveys that were conducted across a range of systems from the same areas: beef-crop, mixed cattle-sheep and cattle-horse systems. We also use a bioeconomic optimization model to provide further information on mixed beef-dairy systems, including their carbon footprint and resilience to market hazards. Grazing two livestock species on the same farm leads to a better utilization of grasslands and can dilute parasite burden, and doing this decreases inputs and production costs.Integrated crop-livestock management also decreases feeding costs, and so production costs and farm carbon footprint. Equipment and housingcosts were reduced in mixed cattle-sheep systems, where mixed farming also buffered farm income variability. Equipment largely differ betweenthe beef and crop enterprises, which limits economies of scope in beef-crop systems. Buffer capability was reduced in mixed beef-dairy systemswhere both enterprises produce meat and thus rely on the same market. Finally, workload was more evenly distributed along the year in mixedcattle-sheep systems. Farmers also mentioned the pleasure of varied work and flexibility of work organization in mixed systems as a matter ofsatisfaction. We conclude that in spite of various amplitudes in the effects observed, the diversification of herbivore farming systems can enhancesystem efficiency and increases options for adapting to change, and that this can occur at a constant workload; Les systèmes d’élevage en Auvergne associent souvent plusieurs productions du fait de la géographie et de l’histoire régionale. Avec latransition agroécologique, la diversification des systèmes d’élevage herbivores est considérée comme un levier pour répondre à leurs enjeuxproductifs et environnementaux, mais les références techniques et organisationnelles manquent encore. Ici nous rapportons de nouvellesconnaissances issues d’enquêtes réalisées dans trois types de systèmes diversifiés : polyculture-bovins viande, mixtes bovins-ovins et mixtesbovins-équins. Un modèle d’optimisation sous contrainte étend l’analyse au système bovins lait-viande, et simule l’empreinte carbone etla résilience des différents systèmes. Conduire deux espèces animales au sein d’une même exploitation permet de mieux gérer l’herbe etle parasitisme digestif, et peut ainsi réduire les intrants et les charges variables de l’exploitation. De même, l’association de cultures à unélevage bovins viande conduit à acheter moins d’aliments, et réduit les charges variables et l’empreinte carbone de l’exploitation. La mixitébovins-ovins dilue les coûts d’équipement pour la récolte des fourrages, les besoins en bâtiments, et sécurise le revenu. Peu d’équipementssont en revanche communs aux ateliers d’élevage et de cultures ce qui limite les économies de gamme en polyculture-bovins viande. Lesfluctuations annuelles du revenu sont les moins tamponnées dans le système bovins lait-viande où les deux ateliers partagent le mêmemarché de viande bovine. Enfin, la mixité d’espèces permet de mieux répartir le travail durant la campagne annuelle, la satisfaction liéeà un travail varié étant également mise en avant par les éleveurs bovins-ovins et bovins-équins. Ainsi malgré des bénéfices d’amplitudevariable selon les systèmes, la diversification des systèmes d’élevage herbivores peut accroître leur efficience et offre des clés d’adaptationface à la variabilité du contexte de production, sans nécessairement générer plus de travail.

International audience; Ruminant production is predominant in mountainous areas, where grassland plots are often difficult to reach or non-machinable. Many mountain-area livestock systems combine a dairy-cow herd with a sucker-cattle herd. Here we posit that mixed herds allow better utilization of grazed grass than specialized herds on plots with constraints. To determine the influence of herd composition on grassland valorization, animal production and economic performance, we studied the functioning of two farms derived from two farm types representative of real mixed cattle mountain systems in the south of the Auvergne (France). Farm_1 is a medium-sized operation with a summer mountain pasture, and Farm_2 is a large operation with fragmented plots of grassland and cereal crops. We used modeling to vary the proportion of herd livestock units (LU) between the dairy herd and the suckler herd. We used the bioeconomic optimization model ‘Orfee’ (Optimization of Ruminant Farm for Economic and Environmental Assessment) modified for mountain conditions by integrating geographical constraints and the heterogeneity of grassland plots based on the French permanent grassland typology. The experimental design used 5 simulations defined by percentage of LUs found in the dairy (D) herd: 100D, 75D, 50D, 25D, and 0D. The results show better utilization of grazed grass with mixed herds than specialized herds. Based on total amount of pasture grass available in each farm, Farm_1 had the maximum grazed grass utilization rate at 85%, while Farm_2 had total valorization by grazing (rate of 100%). This better utilization of grazed grass increases average profit per Annual Work Units, especially when the difference in profitability between dairy and suckler herds is small. In addition, mixing herd reduces profit variability, taking into account market and policy variations over the period 2000–2015. This study shows that understanding the farm structure is key for getting the right herds mix to improve grazed grass utilization with good economic performance.

International audience; L’initiative « 4 pour 1 000 : les sols pour la sécurité alimentaire et le climat » propose d’augmenter chaque année d’un quatre millième le stock de carbone présent dans tous les sols du monde. À la demande de l’Ademe et du ministère de l’Agriculture et de l’Alimentation, l’Inra (devenu aujourd’hui INRAE) a conduit une étude, centrée sur la France métropolitaine, visant à estimer le potentiel de stockage de carbone des sols agricoles et forestiers et, in fine, à mesurer la contribution potentielle de ce levier à l’objectif de réduction des émissions nettes de gaz à effet de serre. Diverses pratiques candidates (cultures intermédiaires, apport de nouvelles ressources organiques, gestion des prairies, agroforesterie …) ont été évaluées. Les résultats obtenus ont montré une forte variabilité du stockage additionnel de carbone. L’étude a également permis d’estimer le coût supplémentaire, pour les agriculteurs, de mise en œuvre de ces pratiques de stockage, puis une allocation de l’effort de stockage entre les pratiques et les régions a été effectuée. Ces données permettront aux différents acteurs concernés de faire les meilleurs choix pour stocker davantage de carbone dans les sols. Cet ouvrage s’adresse aux décideurs chargés de l’élaboration des politiques publiques climatiques dans le domaine agricole, aux responsables territoriaux, aux aménageurs, aux ingénieurs et techniciens, aux agriculteurs et à l’ensemble des citoyens intéressés par la problématique de l’agriculture et du changement climatique.

Context Livestock production, and more particularly ruminants, is criticized for its low conversion efficiency of natural resources into edible food. Objective The objectives of this paper are to propose an evaluation of the contribution to food security of different European cattle farms through three criteria: 1) food production assessed by the amount of human-edible protein (HEP) and energy (HEE) produced at farm level, 2) feed-food competition at the beef production scale estimated in terms of net human-edible protein and energy and in terms of land used, and 3) food affordability assessed by the production cost of meat, protein and energy. Methods The analysis is based on 16 representative beef production systems in France, Belgium, Ireland, Italy and Germany and covers cow-calf systems, finishing systems, dairy and mixed dairy- finishing systems, with or without cash crops. Results and conclusions The results show that, at the farm level, systems producing both beef and milk or cereals have higher HEP and HEE production per hectare (up to 370 kg of HEP and 60,000 106J.ha−1) than specialized beef systems (up to 50 kg of HEP and 1600 106J.ha−1) and have lower production costs (approximately €6 kg−1 of HEP in mixed beef system and €29 kg−1 of HEP in a specialized cow-calf-fattener system). Beef systems are almost all HEE net consumers. Results are more variable concerning net HEP efficiency. The cow-calf enterprises are mostly net producers of HEP but, in order to produce human edible meat, these systems need to be combined with finishing systems that are mostly net consumers of HEP. In most cases, cow-calf-finishing systems are net consumers of HEP (between 0.6 and 0.7) but grass-based systems using very little concentrates or systems using co-products not edible by humans are net HEP producers. The grass-based systems use more land area per kilogram of carcass but a major part of this area is non-tilled land, thus these systems are not in direct competition with human food production. The lowest meat production costs are the finishing systems producing the most live weight per livestock unit (LU) per year and dairy systems in lowland which share the costs between milk and meat. Significance Although most of HEE and HEP efficient farms typically have higher meat production costs, some grassland based systems stand out positively for all indicators. These results pave the way for improvements of the contribution of beef production systems to food security.

International audience; Dans le cadre du projet de recherche PSDR 4 New-DEAL, nous analysons les situations où coexistent plusieurs ateliers de production d’herbivores avec ou sans cultures dans une même exploitation. La région Auvergne-Rhône-Alpes est un territoire pertinent pour traiter de cette question puisque 39% des élevages de ruminants ont plusieurs ateliers. L’analyse croisée de ces systèmes renseigne sur les pratiques des éleveurs et en quoi elles limitent les intrants et permettent d’adapter les systèmes à des aléas économiques ou climatiques, en révélant ce qui est propre à une combinaison ou transversal à plusieurs. Les différents travaux de recherche réalisés apportent des références nouvelles à plusieurs échelles et révèle des logiques de fonctionnement variées des systèmes d’élevage herbivores diversifiés. La réduction des intrants, mise en évidence dans plusieurs des systèmes étudiés, est un levier clé de leur multi-performance. L’intégration culture-élevage réduit les charges opérationnelles des deux ateliers, et les fluctuations interannuelles de l’atelier cultures. Les systèmes mixtes herbagers bénéficient d’une meilleure valorisation de l’herbe qui réduit le recours aux aliments concentrés et à la fertilisation minérale, et d’une dilution de la charge parasitaire des animaux qui pourrait réduire le recours aux anthelminthiques. En plus d’accroître les performances économiques des exploitations et de bénéficier indirectement à leurs performances environnementales, la mixité d’espèces et d’orientations productives au sein d’une même exploitation permet d’adapter les systèmes herbagers à des aléas économiques et climatiques. Au-delà de la diversification des produits commercialisés et d’une meilleure valorisation des prairies et estives en systèmes mixtes, la mixité ovins-bovins peut ainsi permettre un meilleur étalement du travail durant la campagne annuelle et accroître la satisfaction au travail des éleveurs en générant un travail moins routinier. Ces références renforcent la connaissance et la visibilité de ces systèmes. En mettant en lumière leurs spécificités, nos résultats appellent à mieux les intégrer dans la formation, l’accompagnement et les politiques agricoles.

The sustainability of livestock systems can be assessed through their productive and environmental performance, the ecosystem services they provide or their resilience to hazards. We used a modelling approach to assess how key economic performance indicators respond to technical and market hazards in five different meat-sheep farms, across France and Ireland. Hazards were related to seven technical or economic variables: ewe fertility, prolificacy, lamb mortality, prices of light and heavy lambs, concentrate use and energy use. We used a mechanistic model to simulate farm functioning and assess farm performance over 3000 iterations, based on simultaneous random draws with hazards to the previously mentioned seven variables. We quantified this way (i) the compensatory effects of different types of technical and economic mechanisms that lead to more stable economic performance and (ii) the probability of economic collapse of meat-sheep farms through a diachronic analysis. We showed that variations in technical variables have larger effects on income variability than variations in economic variables. We also showed that the most resilient systems, i.e. those with the lowest coefficient of variation of net income, are those that combine a low level of inputs with at least two lambing periods per year. Short duration of pregnancy in ewes makes multiperiod lambing possible, which can buffer the variability of technical variables and enhance the adaptive capability of the system by offering the possibility to move empty ewes to a new batch for re-mating. We thus analysed for the first time farm economic resilience to combined technical and economic hazards, and highlighted the buffer and adaptive mechanisms of resilience, with a mechanistic model.

International audience; Diversified farming systems are proposed as a major mechanism to address the many sustainability issues of today's agriculture. Multi-species livestock farming, i.e. keeping two or more animal species simultaneously on the same farm, is an option that has received little attention to date. Moreover, most studies of multi-species livestock farming are limited, usually focusing on selected dimensions of farm sustainability and addressing lower organizational levels (i.e. within the farm) and rather limited time horizons (e.g. a few weeks in a grazing season). Thus, a comprehensive assessment of multi-species livestock farming in terms of farm sustainability is lacking. In this context, we outline and discuss potential benefits and limitations of multi-species livestock farming for livestock farm sustainability from existing literature and list issues on multi-species livestock farming requiring further research. We show that multi-species livestock farming has the potential to improve the three dimensions of sustainability reviewed - economic viability for farmers, environmental soundness and social acceptability by being respectful of animals and humans - as long as locally relevant farming practices are implemented, especially an appropriate stocking rate during grazing. If relevant practices are not observed, multi-species livestock farming may produce undesirable effects, such as competition for resource acquisition during grazing, parasitic cross-infection and more intense work peaks. Therefore, we identify four focal research areas for multi-species livestock farming. First, characterizing the management of multi-species livestock farms. To do this, we suggest considering the integration of production enterprises (e.g. cattle and sheep enterprises) within the farm from three perspectives: farming practices (e.g. grazing management), work organization and sales. Second, exploring the complementarity of livestock species on multi-species livestock farms. This is especially true for species combinations that have been largely ignored (e.g. ruminants and monogastrics), even though they may have potential due to complementary diet compositions and resource-acquisition strategies. Third, assessing the sustainability of multi-species livestock farm scenarios (current or alternative) according to the management practices and production conditions, which requires adapting existing methods/models or developing new ones. Fourth, characterizing conditions for success and obstacles for multi-species livestock farming along the value chain from production to consumption, considering stakeholders' objectives, work habits and constraints. Increasing understanding should help prioritize actions and organize them to scale up multi-species livestock farming.

Pour en savoir plus : https://www.psdr4-auvergne.fr/; -Understanding benefits of herbivore farming system diversityIn the last decades, the market context has increased the specialization of livestock farming systems and production areas. However, in the Auvergne region, ruminant production areas still display high levels of diversification as the result of history and contrasted pedoclimatic conditions. Among agroecological principles, it has been assumed that incorporating diversity into livestock farming systems could increase their multiperformance and enhance their resilience. Technical references are however still missing. Research-development project New-DEAL (2015-2020) provided technical and organizational knowledge on/for multi-species grassland-based systems and integrated crop-livestock systems. Research was conducted across spatial scales, from territory to system components (herd, resources and work organization), with a focus on fodder autonomy and system resilience. Various stakeholders were associated to this research: (i) extension agents that provide technical advice to farmers, (ii) teachers of farmer students, and (iii) organizations involved in territorial governance that define local agricultural policies. Two territories underwent extensive analyses: Bocage-Bourbonnais (03) where there is a high occurrence of beef-sheep, beef-saddle horse and beef-crop systems, and Pays de Saint-Flour where multi-species herbivore systems coexist with beef-dairy cattle systems.-A key role of farmer and consumer surveys in our researchIndividual surveys were conducted with farmers, consumers, and extension and supply-chain agents. These surveys provided quantitative and qualitative information at territory, supply-chain, system and herd levels. At territory scale, we applied the model of territorialized complex goods (or baskets of goods and services) to local consumption. Bundles of services were first analyzed based on previous reports and expert surveys (animal scientists, economists, local stakeholders). More than 120 consumers from these two territories were then directly surveyed for their revealed preferences and willingness to pay for local products. Novelty of our work is that we focused on consumers from rural areas, while most previous studies had investigated preferences of urban consumers. A total of 180 farms surveys were also conducted across the main diversified and specialized herbivore farming systems of Auvergne region. The same number of more focused surveys were sent by post or collected online. We also used a bioeconomic optimization model to provide further economic outputs and explore system resilence to market hazards. Two pluri-annual experiments were conducted at INRAE and IFCE facilities to test for the underlying mechanisms of mixed cattle-sheep and cattle-horse grazing. Finally, six cover crop species were characterized as alternative forages for ruminants. -Key scientific resultsSeveral major specificies were highlighted by consumer surveys in both territories: (i) an average basket consisting of a mixture of beef, pork and vegetable, and (ii) a willingness to pay for these products that was more related to territorial vitality, than to the landscape amenities provided by livestock farming. Mixed herbivore and crop-livestock systems were usually larger, for farm and herd size, than specialized systems of the same area. Enlargement of farm area led to a significant increase in equipments and may simplify herd and pasture management. However, a strong reduction of inputs in mixed-grazing and crop-livestock systems was shown to result from a better utilization of grasslands and dilution of parasite burden in mixed grazing systems. Mixed herbivore systems also had enhanced buffer and adaptive capabilities, and so resilience, thanks to opportunities related to housing facilities, animal feeding management and work organization.-Key valorization initiativesA set of 26 synthetic and illustrated support were produced that summarize our main results at different scales. They are ready to be disseminated to non-academic actors in paper and electronic form. Some began to be on social media. Outputs from New-DEAL have already been introduced in initial and adult teachings. The Community of Communes of Bocage Bourbonnais has relied on some of our work to develop its projects. The results of the project are also valued thanks to partnerships committed beyond New-DEAL partners.-Scientific publicationsA total of eight scientific papers (+ five others that have been submitted) have been published, to which add 16 communications in national or international conferences. These go beyond the classical audience interested in livestock farming systems. A number of technical communications were made in direction to farmers, extension agents, and sometimes a broader audience. Finally, one PhD and 16 Master reports were based on the research carried out in New-DEAL.; -Comprendre les atouts de la diversification des systèmes d’élevage herbivoresDans un contexte global qui a longtemps favorisé la spécialisation des systèmes et des territoires, les systèmes d’élevage d’herbivores conservent en Auvergne des productions variées du fait de la géographie et de l’histoire régionale. La transition agroécologique met en avant la diversification des systèmes d’élevage comme un des leviers pouvant répondre aux enjeux productifs, environnementaux et sociaux qui sont les leurs. Les références techniques et organisationnelles manquent pourtant. Le projet new-DEAL (2015-2020) visait à produire de telles références à des niveaux d’analyse allant du territoire jusqu’aux troupeaux, prairies et collectifs de travail qui constituent ces systèmes, afin d’accroitre la résilience et l’autonomie des élevages d’herbivores par leur diversification. Pour cela, un partenariat a été noué avec trois types d’acteurs indispensables pour développer des politiques agricoles territorialisées : les chambres d’agriculture qui accompagnent les agriculteurs et peuvent jouer sur les décisions de diversification, les lycées agricoles qui forment les agriculteurs de demain, et les collectivités territoriales qui développent leur stratégie agricole localement. Deux territoires ont fait l’objet d’analyses approfondies : le Bocage Bourbonnais (03) avec des élevages bovins-ovins viande, bovins-équins et des polyculteurs-viande, et le Pays de Saint-Flour (15) dans lequel on rencontre également des élevages bovins à orientation lait et viande. -Une démarche largement basée sur des enquêtes en exploitations ou auprès des consommateursL’approche par enquête individuelle (auprès d’experts locaux, d’éleveurs, de consommateurs), associant la collecte d’informations quantitatives et qualitatives, a été utilisée à différentes échelles d’analyse (territoire, système d’exploitation, filière, gestion du troupeau). A l’échelle du territoire, l'appréciation de la rente associée à la diversité de l’élevage local s’est faite en deux temps : l’identification des « bouquets d'aménités » associés à l’élevage à partir de l’analyse de documents et d’entretiens auprès d’experts zootechniciens, économistes, etc. ; l’évaluation, par une centaine de consommateurs interrogés dans les deux terrains, du consentement à payer pour différents paniers de produits issus du territoire. L’originalité est ici de questionner des consommateurs des petites villes alors que beaucoup de travaux antérieurs privilégiaient des citadins. Au total, 180 enquêtes en exploitations ont été réalisées dans les principaux systèmes d’élevage d’herbivores mixtes et spécialisés de la région, complétées par autant d’enquêtes postales ou par voie électronique. Un modèle d’optimisation sous contrainte complète l’analyse économique et permet de simuler la résilience des exploitations à des aléas du marché. Deux dispositifs pluri-annuels ont été suivis à INRAE et la station expérimentale de l’IFCE pour tester les hypothèses sous-jacentes aux atouts de la mixité bovins-ovins et bovins-équins. Six espèces de cultures dérobées ont été implantées à INRAE et à l’EPL de Moulins pour analyser leur valeur alimentaire pour les ruminants.-Résultats scientifiques majeurs du projetDans les deux terrains enquêtés, le comportement d’achat des consommateurs pour la viande provenant des élevages du territoire est motivé en premier lieu par la volonté de préserver l’emploi local. La présence d’un signe officiel de qualité pour un des produits du panier accroit le consentement à payer du consommateur. Dans toutes les filières analysées, les exploitations diversifiées sont en moyenne plus grandes que les exploitations spécialisées. La taille des collectifs de travail n’augmente pas proportionnellement à la taille des structures, ce qui entraîne de forts besoins d’équipements et un risque de simplification des pratiques. Toutefois, une réduction importante des intrants est envisageable dans ces exploitations grâce à une meilleure valorisation de l’herbe en pâturage mixte et du fait de la dilution de la charge parasitaire des animaux. La mixité d’espèces accroit aussi les capacités d’adaptation des éleveurs notamment pour la gestion des investissements, des pics de travail, et face aux évolutions du marché.-Principaux résultats de valorisationUn jeu de vingt-six fiches synthétiques et illustrées présente nos principaux résultats à différentes échelles d’analyse. Elles sont prêtes à être diffusées en direction des acteurs non-académiques sous forme papier et électronique. Certaines ont commencé à l’être sur les réseaux sociaux. L’EPL de Saint-Flour a intégré la thématique et la présentation des principaux résultats de New-DEAL dans des enseignements initiaux et pour adultes, et plusieurs chercheurs l’ont également fait dans leurs cours à AgroSup Dijon, VetAgro Sup, l’ISARA, ou à l’école chercheur agroécologie Agreenium-WUR. La Communauté de Communes du Bocage Bourbonnais s’est appuyée sur certains de nos travaux pour développer ses projets. La valorisation des résultats du projet se fait aussi grâce aux partenariats engagés au-delà du cercle des partenaires de New-DEAL : coopératives de commercialisation des produits ovins et bovins, Cantal Contrôle Elevage et Allier Conseil Elevage, Fédération des Eleveurs de Chevaux de Trait du Massif Central, etc.-Production scientifiqueLes résultats des recherches effectuées ont d’ores et déjà donné lieu à une valorisation scientifique par huit publications dans des revues à comité de lecture (+ 5 soumises) et 16 communications à des congrès nationaux ou internationaux dans des sphères non limitées au monde de l’élevage. Nous avons déjà fait plusieurs présentations au Sommet de l’Elevage, au SPACE, etc., ainsi que des interventions « grand public » (Nuit de l’agroécologie, etc.). Une thèse sur la mixité entre bovins allaitants et chevaux de selle a été soutenue, et 16 étudiants ingénieur ont finalisé leur formation dans le cadre du projet. Le projet PSDR4 Auvergne-Rhône-Alpes new-DEAL (2015-2020) a été structuré et est porté scientifiquement par deux UMR clermontoises fortement investies dans l’étude des élevages d’herbivores et de leurs territoires. Il s’est appuyé sur un partenariat non-académique agricole et territorial.

International audience; Crop-livestock systems can use complementarities between crops and livestock to reduce their input consumption. In four French regions, expert meetings were organized to discuss the possible evolution of these systems according to three contrasting prospective scenarios: “Ultra-liberalization and globalization” (S1), “Territorial economy and refocusing on quality” (S2) and “Agro-ecological and energy transition” (S3), and to reflect on possible modalities to support crop-livestock systems in each of the scenarios. To support these discussions, the impacts of the structuring elements of the scenarios were simulated using the Orfee bio-economic model for a typical crop-livestock farm in each region. The experts agreed that S1 would lead to a reduction in livestock production and greater specialization in field crops, S2 would be the most favourable to diversified systems and S3 would lead to a reduction in livestock production, but with greater integration between livestock and crops. The results of the simulations go in the same direction, except for milk production, which increases in S1 due to the forecast increase in milk prices and non-limiting labour force. The simulations were used to calculate sustainability indicators: S1 is better for economic indicators, S2 better for social indicators and S3 more favourable to the environment. The simulations also highlight the need to maintain livestock farming in an agro-ecological transition to reduce mineral fertilizers and pesticides.; Les systèmes de polyculture-élevage peuvent utiliser les complémentarités entre les cultures et l’élevage pour réduire leur consommation d’intrants. Dans quatre régions françaises, des réunions d’experts ont été organisées pour discuter de l’évolution possible de ces systèmes selon trois scénarios prospectifs contrastés : « Ultra-libéralisation et mondialisation galopante » (S1), « Économie territoriale et recentrage sur la qualité » (S2) et « Transition agroécologique et énergétique » (S3) et pour réfléchir aux modalités possibles pour soutenir la polyculture-élevage dans chacun des scénarios. Pour appuyer ces discussions, les impacts des éléments structurants des scénarios ont été simulés à l’aide du modèle bioéconomique Orfee pour une ferme type de culture-élevage de chaque région. Les experts s’accordent pour dire que le S1 irait vers une réduction de l’élevage et une plus grande spécialisation en grandes cultures, que le S2 serait le plus favorable à des systèmes diversifiés et que le S3 induirait une baisse de l’élevage, mais une intégration plus forte entre élevage et cultures. Les résultats des simulations vont dans le même sens, excepté pour la production laitière qui augmente dans le S1 en raison de la prévision d’une augmentation du prix du lait et d’une main-d’œuvre non limitante. Les simulations ont permis de calculer des indicateurs de durabilité : S1 est supérieur pour les indicateurs économiques, S2 meilleur pour les indicateurs sociaux et S3 plus favorable à l’environnement. Les simulations soulignent également la nécessité de maintenir l’élevage dans une transition agroécologique pour réduire les engrais minéraux et les pesticides.

The establishment of cooperations favouring crop-livestock interactions on the scale of several farmsappears to be an alternative that optimises the use and preservation of resources on a territory and makes itpossible to reduce many biogeochemical and economic imbalances. Setting up a short alfalfa hay production chaincould improve soil fertility, reduce inputs and risks for cereal farmers and promote local protein supply for livestockfarmers, but there is a lack of reference and framework to facilitate and support the implementation of such croplivestock cooperation approaches. The objective of this study was to estimate the interest price of alfalfa hay,respectively for a potentially producing crop farm and dairy cattle farms likely to purchase alfalfa hay. To do this, weused the ORFEE bio-economic optimization model. Three typical farms were modelled: one farm specialising incrops on the plain and two dairy cattle farms. The first is a piedmont grassland system with standard milkproduction. The second is a system with cheese production and processing under PGI Tomme and Emmental.These three production systems have been optimised according to three scenarios: 1) without alfalfa hay (control),2) possibility of producing or purchasing alfalfa hay, without quantity commitment but with prices fluctuatingaccording to the price of the fodder, 3) possibility of producing or purchasing alfalfa hay, with quantity commitmentover 3 years and guaranteed price. We estimated the interest price of alfalfa hay: the price at which the farmerderives at least as much "utility" from producing or purchasing alfalfa as from not producing or purchasing alfalfa.We established for alfalfa hay a selling price range between 145 and 151 €/t and a buying price range of 179 to181 €/t for standard milk production and 201 to 206 €/t for PGI production. This first result shows that farmers(stockbreeders and cereal farmers) can find an economic interest in this exchange, even if it remains moderate.This study also showed a significant difference in the interest price for the two livestock farms, highlighting a betterpropensity to pay for livestock farming with PGI cheese production. In addition to this first economic criterion, thereis a real interest in the traceability of the fodder purchased, as well as in the image of local production., La mise en place de coopérations favorisant les interactions culture-élevage à l'échelle de plusieursexploitations agricoles apparaissent comme une alternative optimisant l'utilisation et la préservation des ressourcessur un territoire et permettent de réduire de nombreux déséquilibres biogéochimiques et économiques. La mise enplace d'une filière courte de foin de luzerne, pourrait permettre d'améliorer la fertilité des sols, réduire les intrants etles risques pour les céréaliers et favoriser un approvisionnement protéique local pour les éleveurs, mais il existe unmanque de référence et de cadrage pour faciliter et accompagner la mise en place de telles démarches decoopération culture-élevage. L'objectif de cette étude était de faire une estimation du prix d'intérêt du foin deluzerne, respectivement pour une exploitation céréalière potentiellement productrice, et des exploitations bovin laitsusceptibles d'acheter du foin de luzerne. Pour cela, nous avons utilisé le modèle d'optimisation bioéconomiqueORFEE. Trois exploitations types ont été modélisées : une exploitation spécialisée en grandes-cultures en plaineet deux exploitations en élevage bovins laitiers. La première est un système herbager de piedmont avec uneproduction en lait standard. La seconde est un système avec production et transformation fromagère sous IGPTomme et Emmental. Ces trois systèmes de productions ont été optimisés selon trois scénarios : 1) sans foin deluzerne (témoin), 2) possibilité de produire ou d'acheter du foin de luzerne, sans engagement de quantité maisavec des prix fluctuant selon le cours des fourrages, 3) possibilité de produire ou d'acheter du foin de luzerne, avecengagement de la quantité sur 3 ans et prix garanti. Nous avons estimé les prix d'intérêt du foin de luzerne : prix àpartir duquel l'agriculteur retire au moins autant « d'utilité » à produire ou acheter de la luzerne qu'à ne pas le faire.Nous avons pu établir pour du foin de luzerne une fourchette de prix de vente entre 145 et 151 €/t et une fourchettede prix d’achat de 179 à 181€/t pour l'élevage en lait standard et de 201 à 206€/t pour l’élevage avec IGP. Cepremier résultat montre que les agriculteurs (éleveurs et céréaliers) peuvent trouver un intérêt économique danscet échange, même si celui-ci reste modéré. Cette étude a également montré un écart important dans le prixd'intérêt pour les deux exploitations d'élevage, mettant en évidence une meilleure propension à payer pourl'élevage avec une production fromagère sous IGP. S'ajoute à ce premier critère économique un réel intérêt sur latraçabilité du fourrage acheté, ainsi que sur l'image d'une production locale.

Ce document est constitué de 30 fiches - résultats sur la diversité de l'élevage intra-territoire et intra-exploitation.

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How do we plan future sustainable livestock farming systems? Some argue that intensive, specialized systems are more efficient and emit fewer pollutants; others claim that integrated, diversified farming systems are more beneficial to both society and the environment. Bio-economic farm models can help decision-makers and researchers analyze the trade-offs among the numerous possibilities, and direct future livestock production toward greater sustainability. The Orfee model described and evaluated here was developed with this aim. It covers a broad range of beef and dairy systems and forage and crop production alternatives that may be managed with varying levels of intensity (breed, production objective, crop operations, etc.) and integration (crop rotation, organic fertilization, calving period, animal diets, etc.). Capital is also included in the optimization process, with trade-offs between production, labor, machinery and buildings. Environmental impact is assessed through potential impact on climate change.

The agricultural sector is being called upon to reduce its greenhouse gas emissions (GHG). A scenario approach was developed to explore the plausible futures of the French bovine sector and their impact on climate change. These scenarios encompass a Business As Usual scenario (S1-BAU) and alternative contrasting scenarios: (S2) cattle production increase to meet a high global demand under a liberal policy, (S3) refocus on internal demand within France, with an upmarket move to ‘green’ products, (S4) committed public policy to reduce GHG emissions. This paper analyses how key drivers of these scenarios (e.g. subsidies on investment, reduction of market risks, carbon tax, limitation of concentrate feed in animal diets) affect the evolution of production, economics, and environmental impact on climate change of typical French suckler cow and dairy farms, by means of simulations performed with a bio-economic model. To adapt their farming systems to the scenarios, farms can opt for variably intensive/integrated practices per animal and per unit land area. Some technological progress in animal production, crop production, and farm equipment is also modeled. Results show that in S1-BAU, milk production, net income and impact on climate change of dairy farms rise. Beef production and impact on climate change decrease slightly in suckler cow farms. Impact on climate change per unit of product decreases owing to higher productivity per animal and to a more integrated management of crop production. Alternative scenarios underline that reorienting public support toward farm investment would further intensify dairy farms and increase their income, but would reduce production and income of suckler cow farms and favor crop production (S2). Climate change impact per unit of product is more strongly reduced in S3 (organic farming with low feed concentrate) than in S2, but with a reduced production, particularly for milk. A carbon tax decreases emissions, but to the detriment of cattle production, especially suckler cow farms.

International audience

International audience; Plusieurs travaux réalisés dans le cadre du projet PSDR New-DEAL apportent des connaissances sur la diversité de l’élevaged’herbivores. Une analyse de cette diversité en Auvergne-Rhône-Alpes à partir de la typologie Inosys révèle des imbricationsmultiples des principaux types de productions d’herbivores dans les territoires de la région (Rapey et al., 2018). Près de lamoitié des effectifs d’herbivores (46% des UGB) se trouvent dans des exploitations diversifiées en terme d’espèces animales(bovins-ovins) ou d’orientation des productions (bovins viande-bovins lait). Ces exploitations sont fréquentes autour desprincipaux bassins de production laitiers et de broutards de la région. Des enquêtes dans des exploitations d’élevageassociant deux espèces animales ont été réalisées dans le Bocage Bourbonnais (03) et le Pays de Saint-Flour (15)et montrent les opportunités permises par la mixité d’espèces et les freins à son développement.

International audience

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Mountain farmers face additional structural constraints (e.g., steep slopes, high elevations, fragmented fields) along with the regular risks inherent to agriculture, such as economic fluctuations. We thus hypothesized that simultaneously producing dairy and beef herds (i.e., “mixed cattle systems”) on mountain farms is a good compromise between a farm's expected profits and the variation in these profits. To explore the profit stability of mixed cattle systems in the face of price variations, we used the bioeconomic optimization model Orfee to simulate one farm strategy: adjusting the number of cattle. The model simulated three mixed cattle systems (dairy and beef herds) and two specialized cattle systems (dairy or beef herd) on two farms in southern Auvergne (France) that differed in agronomic potential, field configurations and animal productivity. A local sensitivity analysis of beef, milk and feed price was combined with a global sensitivity analysis based on metamodels. Results indicated that the number of cattle was adjusted as a function of resource availability, farm structure, and product prices on the market. Compared to specialized systems, mixed cattle systems usually seemed an effective strategy to manage economic risk, with good compromise between expected profits and variation in profits.

International audience

The French dairy sector—like the rest of the economy—has to address the challenge of mitigating greenhouse gas (GHG) emissions to curb climate change. Deciding the economically optimal mitigation level and mix of abatement strategies requires knowledge on the cost of reducing GHG emissions. Agricultural bio-economic models can help identify which production-system changes are needed to reduce GHG emissions at different levels of incentives at minimal cost. The results reflect the model structure and parameter set, especially for GHG emissions accounting. Here abatement strategies and related costs for several levels of tax on GHG emissions in French dairy production are compared using four bio-economic models: the three supply models AROPAj, ORFEE and FARMDYN and the global partial equilibrium model GLOBIOM. It is found that between 1% and 6% GHG emissions abatement can be achieved at the current price of the EU allowances without substantially reducing milk production or outsourcing input production such as feed or herd renewal. Costs reflect the planning horizon: mitigation is more expensive when past investments are not amortized. Models that account for demand-side factors show a carbon tax has potential negative impacts on consumers through higher milk prices, but could nevertheless partly offset the reduction in income of farmers simulated by farm models. Model results suggest that promising on-farm GHG emissions abatement strategies include measures that let animals reach their full production potential and moderately intensive land management.

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National audience

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The Fare‐Primont index is used to evaluate total factor productivity (TFP) change and its components for a sample of French suckler cow farms in grassland areas in 1985–2014. The results reveal an increase in TFP of 6.6 per cent over the whole observation period, with technological progress being the major source of productivity growth. Meanwhile, efficiency decreased. Farms experienced great technological progress from 1991 to 2000. From a methodological point of view, the comparison with results obtained with Malmquist indexes shows similar trends but different magnitudes, with the Malmquist index overestimating the TFP and technological changes compared to the Fare‐Primont index. In addition, the use of a sequential approach that restricts technological change to being positive or null allows for the precise calculation of technology changes, disregarding the effects of external conditions that are captured in efficiency changes. Finally, the estimation of full dimensional efficient facets (FDEFs) that guarantees the positivity of all shadow prices used to assess the mix efficiency component of TFP change is promising.

National audience

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Are mixed cattle-sheep farms more sustainable than specialized farms under economic risks?. 68. Annual Meeting of the European Associationfor Animal Production (EAAP)

National audience; La France s’est donnée pour objectif de réduire ses émissions de gaz à effet de serre (GES), notamment d’origine agricole. Cette étude analyse l’effet d’éléments structurants (techniques, politiques) au travers de scénarios prospectifs (horizon 2035) sur l’évolution de quatre exploitations types bovines laitières ou allaitantes, grâce à des simulations réalisées à partir du modèle bioéconomique « Orfée ». Les résultats montrent ainsi que 1) dans la majorité des scénarios les fermes laitières seraient susceptibles d’augmenter leur production par hectare alors que les fermes allaitantes auraient tendance à la réduire surtout si les prairies permanentes peuvent être cultivées, 2) les émissions de GES par kg de lait et de viande seraient réduites grâce notamment à l‘augmentation des rendements laitiers, à des premiers vêlages plus précoces et à l’introduction de légumineuses et 3) les scénarios les plus efficaces pour réduire les GES au niveau des exploitations agricoles sont, selon le type d’exploitation, une politique contraignante pour réduire les GES (simulée par l’introduction d’une taxe carbone) ou la production à bas niveau d’intrants (simulée par le passage à l’agriculture biologique). Ces deux scénarios induisent néanmoins une baisse de production et des revenus au niveau de l’exploitation.

Depuis 1984, la production laitiere est regulee dans l’Union europeenne (UE) par un systeme de quotas. Ils correspondent a des droits a produire attribues a chaque pays selon leurs references historiques. Ces references ont ensuite ete reparties entre les eleveurs ou, dans le cas du Royaume-Uni, entre cinq Offices de commercialisation du lait. Depuis 1992, les Etats membres disposent de plus grandes marges de manœuvre pour gerer les transferts de quotas entre les exploitations et les regions....

National audience

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Les éleveurs de bovins sont confrontés à une évolution continue du contexte socio-économique et à des conditions climatiques et économiques aléatoires. Nous cherchons à déterminer à travers une analyse statistique si des exploitations disposant de plus grandes sources de flexibilité sont moins sensibles à ces aléas et si leurs revenus moyens s’en ressentent. A partir des données technico-économiques d’un panel de 55 exploitations du bassin Charolais sur la période 1987-2007, nous avons dégagé trois profils de production sur la base de critères relatifs à l’engraissement des mâles et au chargement. Des cycles de production plus longs confèrent une plus grande diversité d’animaux commercialisables à court terme et un faible chargement diminue les risques de pénurie en fourrages. Nos analyses montrent que ce sont les éleveurs avec le chargement le plus élevé qui ajustent le plus leurs itinéraires de production via la complémentation des animaux et la part des surfaces en prairies fauchées, et, qui ont les résultats économiques les plus sensibles aux aléas climatiques. Les éleveurs engraissant le plus d’animaux ont eu des revenus moins sensibles aux aléas de prix. Il n’y a en revanche pas de différences significatives de revenus moyens selon les profils. L’analyse des évolutions de long terme révèle que les éleveurs ont tous modifié leur exploitation via l’agrandissement, l’intensification de la production à l’animal et la diminution de la part des mâles engraissés. Les exploitations les moins chargées semblent aller vers une extensification encore plus prononcée de la gestion des surfaces fourragères.

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National audience; The French government and private companies are currently working on a scheme to insure grassland against unfavourable weather conditions. Objectives of this study are 1) to analyse how grassland yield insurance would substitute for self insurance in suckler cow farms, 2) to assess efficiency of these insurance options and 3) to test effects of public supports on insurance demand and profit distribution. To meet these objectives, simulations have been performed thanks to a bio-economic model applied to French suckler cow farms. Different scenarios enables to isolate effects of risk aversion and self insurance, of market insurance, of insurance premium subsidies and additional direct payments. Self insurance is defined as the reduction of animal stocking rate compared to the stocking rate of a risk neutral farmer. Self insurance alone enables to reduce profit variability by 55 % but sensitivity to extreme yield conditions remains high. Rather risk-averse farmers will use both self insurance and market insurance to secure their farm against risk. Profit variation is divided by 70 % and the lowest value of profit increased by 400 %. Market insurance can indeed cover farmers the lowest forage yield at a lower cost than self insurance. Market insurance demand varies from one year to the next according to the availability of extra forage stocks. Both subsidies on insurance premium and a raise of direct payments induce an increase of expected profit and reduce value of the lowest profit. Premium subsidies decrease also standard deviation in spite of a slight increase of animal stocking rate.