Les études en cours pour adapter l’agriculture au réchauffement climatique

Faute de mesures drastiques pour limiter le CO2, la France et l’Europe financent des recherches afin de développer une agriculture apte à s’adapter au réchauffement climatique. Phloème 2020 présentait les résultats des scientifiques.

La génétique est l’axe majeur des recherches, afin de sélectionner des plantes capables de résilience face aux contraintes de stress abiotique(1) et biotique(2). 

• Le levier génétique. Les procédés de phénotypages identifient les espèces les plus aptes à supporter le stress hydrique et thermique. L’étude du génome a principalement porté sur le maïs et 220 variétés de blé tendre d’hiver. Le séquençage couplé à une sélection génomique sur la tolérance au stress apparaît comme une voie prometteuse. Les modèles génétiques des graminées fourragères sont aussi étudiés afin de retenir celles disposant d’un long système racinaire, susceptible d’extraire l’eau enfouie en profondeur. L’élaboration d’un génotype élite permettra d’améliorer la résistance à une maladie ou de valoriser un critère de qualité. Le développement de variétés résistantes aux contraintes abiotiques est l’objectif majeur des recherches européennes.
• Déterminisme génétique de la variabilité des tailles de grain du blé tendre. Une équipe de chercheurs étudie le génome pour maximiser les capacités de résilience du blé en mesurant les différentes composantes de rendement : le nombre d’épis par m², le nombre de grains par épi et le poids de mille grains (PMG). Cette étude a montré qu’un couvert dense (fort nombre d’épis par m²) produit une plus grande proportion de petits épis avec une masse faible. La piste à suivre serait d’agir en préfloraison sur le couvert, couplé à un génome optimisé, offrant dès le départ des grains ayant une masse plus importante.

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Une autre piste de recherche est d’optimiser les méthodes de production, pour maintenir les taux de rendement. 

• Gérer la fertilisation azotée pour maintenir la productivité. Avec les anomalies climatiques, il devient nécessaire d’adapter les stratégies de gestion de l’azote. L’étude porte sur le rendement en grain d’une culture de froment d’hiver en modifiant les doses d’azote à trois stades clefs de la croissance : le tallage, le redressement et le stade de la dernière feuille. Les résultats démontrent que le nombre de grains au mètre carré est la variable qui impacte le plus la productivité, tout comme la fertilisation durant la phase de tallage. La gestion de l’azote ne doit pas être pensée comme le rendement, mais comme les composantes du rendement à savoir la gestion de la fertilisation.
• L’irrigation du maïs en restriction d’eau. Les vagues de chaleur durant la période estivale agissent sur les réserves d’eau et augmentent l’évapotranspiration potentielle (ETP) des plantes. L’irrigation va devenir un enjeu majeur. Une étude basée sur les 20 dernières années applique 24 scénarios d’irrigations distincts (stade de levée du maïs, dose unitaire, durée de l’arrosage, etc.). Les premiers résultats montrent que la stratégie d’arrosage a des effets totalement différents en fonction de la nature du sol et de la température. Avec un volume limité à 175 mm, la solution consiste à retarder la date d’irrigation à partir de 15 feuilles en maximisant ses rendements avec des tours d’eau de 6 ou 7 jours pour limiter les risques d’échec. La combinaison de doses unitaires restreintes avec des tours d’eau trop longs pénalise le rendement. Avec un volume limité à 125 mm, le rendement est réduit de 15 %. En retardant le début de l’irrigation, les pertes se limitent à 5 %. Les chercheurs poursuivent cette étude en incluant de nouveaux facteurs dans les calculs, comme des dates de semis différentes et des variétés diverses. L’idée serait de proposer un calendrier d’irrigation tenant compte de tous ces paramètres.

Enfin, l’informatique croise un maximum de données : températures, maladies, irrigations, agresseurs…, pour concevoir des outils d’aide à la décision vis-à-vis des aléas climatiques. Le projet SAT IRR a pour ambition d’aider les agriculteurs en matière d’irrigation en calculant le bilan hydrique grâce aux données météorologiques, cartes d’évapotranspiration et images du satellite Lansdat.

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1. Stress abiotique soit l’hydrique, la thermique et le nutritionnel.
2. Stress biotique dû aux maladies fongiques, bactériennes.