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  • Les cultures peuvent-elles résister au changement climatique ?

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Le changements climatique menace les cultures à travers le monde. Les chercheurs réorientent à présent leurs travaux et travaillent sur la résistance des espèces, plutôt que sur la hausse des rendements.

L’impact du changement climatique sur les réserves alimentaires mondiales est l’un des effets les plus préoccupants du phénomène. Le pire des scénarios imaginés prévoit la baisse drastique de la production des céréales dans la région sahélienne de l’Afrique, la mise en danger de la riziculture en Asie, la baisse de production de légumes– notamment la probable disparition des pommes de terre et du haricot - et, enfin, des difficultés sévères pour le bétail et les poissons.

Le changement climatique oblige les phytotechniciens à revoir leur agenda de recherche. Jusqu’à présent, l’accent a été mis sur l’amélioration des rendements. Or, avec les rapports successifs du Groupe d’experts international sur l’évolution du climat (GIEC), qui préviennent qu’un surcroît de sécheresse et d’inondations pourrait bouleverser les systèmes de culture, la résistance des cultures au climat est devenue un enjeu capital. Les instituts du Groupe consultatif pour la recherche agricole internationale (GCRAI) travaillent actuellement sur des méthodes qui permettraient de rendre les cultures plus résistantes aux changements dans leur environnement.

Travail à l’aveuglette

Cependant, les travaux sont ralentis par l’absence de modèles de changements climatiques par région, rendant difficile les prévisions relatives à l’impact du changement climatique sur la croissance et les rendements des cultures spécifiques dans ces régions.
“Une collaboration entre les climatologues et les phytotechniciens serait une chose précieuse pour le développement de partenariats régionaux », affirme Martin Parry, coprésident du GIEC et chercheur scientifique au Hadley Centre for Climate Prediction and Research, situé au Royaume-Uni.

Il y a urgence en la matière. Au cours d’une réunion des instituts du GCRAI à Hyderabad, en Inde, en novembre 2007, Parry a déclaré que la durée prévue pour la mise en œuvre des programmes de réduction des impacts négatifs et d’adaptation au nouveau phénomène est passé des 30-40 ans prévus précédemment, à 15 ans aujourd’hui.

Il a conseillé aux scientifiques du GCRAI de placer le changement climatique au centre de leurs programmes de recherche.

D’autres scientifiques partagent cet avis. Comme le dit Kwesi Atta-Krah, directeur général adjoint de Biodiversity International, un organisme de recherche basé en Italie : « les phytogénéticiens doivent maintenant mettre l’accent aussi bien sur les travaux futurs que présents, utiliser les importantes quantités de ressources génétiques dont disposent les banques de gènes mais présents également dans la nature, et qui peuvent permettre aux principales cultures de s’adapter au changement climatique.

La culture du riz est la plus vulnérable

La culture du riz est la plus vulnérable au réchauffement de la planète. En effet, si des études réalisées à travers le monde montrent que les taux croissants du dioxyde de carbone pourraient dans un premier temps accroître son rendement, ce phénomène ne durera pas. En effet, la montée des températures transforme le riz en épillets – les fines tiges renfermant les fleurs de riz deviennent stériles, ce qui a pour conséquence de baisser la production de grains.

L’Asie et l’Afrique sub-saharienne seront parmi les régions les plus sévèrement touchées par le changement climatique. Près de 90 pour cent du riz de la planète est cultivé et consommé en Asie (où vivent 70 pour cent des pauvres de la planète), et l’Afrique sub-saharienne présente la croissance la plus rapide en terme de consommation mondiale de riz. Les systèmes de culture les plus vulnérables sont ceux des collines et des plaines non irriguées, qui représentent 80 pour cent de l’ensemble des terres rizicoles en Afrique.

Reiner Wassman, coordinateur du Rice and Climate Change Consortium à l’Institut international de recherche sur le riz (IIRR), situé aux Philippines, affirme que les stratégies de l’IIRR devraient réfléchir et élaborer une variété de riz capable de résister au changement climatique. Il aimerait créer des plantes capables de tolérer des températures élevées et/ou résister aux inondations, fleurissant à l’aube, avant la montée des températures, et éliminant de l’eau (par l’évaporation des feuilles) de manière plus efficace, permettant ainsi de rafraîchir l’air autour d’elles.
Ses espoirs se fondent sur la dernière recherche de l’IIRR sur la variété de riz ‘sub 1’, qui a résisté à un test d’immersion pendant 17 jours (voir Les scientifiques créent une variété de riz résistant aux crues). Cette variété pourrait fournir des gènes de tolérance des crues.

En Afrique, l’Association pour le développement de la riziculture en Afrique de l’Ouest (ADRAO), accélère les programmes de recherche sur ses variétés du nouveau riz pour l’Afrique (NERICA). Ces variétés associent les caractéristiques de l’Oryza glaberrima africain – telles que la tolérance à la sécheresse et aux maladies – aux rendements élevés de l’Oryza sativa asiatique.

Catastrophe imminente pour le blé ?

La sécheresse représente également une grande préoccupation pour le Centre international pour l’amélioration du maïs et du blé (CIMMYT) de Batan, au Mexique. D’après les prédictions du GIEC, la progression de la sécheresse est annonciatrice d’un désastre pour la moitié des zones de culture du blé dans le monde en développement.

Rodomiro Ortiz, un chercheur du CIMMYT affirme que ce problème prévaut surtout en Afrique centrale et de l’Ouest, où les pauvres sont dépendants du blé pour leur alimentation, mais où le taux annuel de pluviométrie est inférieur à 350mm.

Le CIMMYT a initié la recherche sur la tolérance chez les blés sauvages et les ‘landraces’ - des cultures traditionnelles qui se sont adaptées aux conditions locales au cours des siècles. Le centre collabore également avec le Centre international de recherche agronomique du Japon, et dresse la carte des gènes tolérants à la sécheresse chez le blé et le maïs.

Le CIMMYT utilise ses résultats à la fois dans les programmes de culture traditionnelle et de génie génétique. Ainsi, des chercheurs travaillent sur le blé mis au point génétiquement et portant le gène DREB de l’Arabidopsis thaliana – un parent des moutardes – qui conférerait à cette plante la capacité de résister à la sécheresse, aux sols salins et aux faibles températures. Le CIMMYT étudie les rendements des plantes mises au point génétiquement avec le gène DREB dans un environnement hydrique changeant.

Ortiz prévient toutefois que cette plante est encore au stade de l’expérimentation. La majorité des études publiées ont été menées sous serres, dans des conditions de sécheresse extrêmes et artificielles, sans commune mesure avec la réalité. Ortiz veut à présente mener plus d’expériences dans un environnement hydrique soumis aux contraintes de la nature. .

Une diversité encore timorée

Les chercheurs recherchent des gènes utiles uniquement dans des plantes cultivées localement, et le CIMMYT travaille déjà avec les communautés locales sur des programmes de sélection du maïs. Mais les chercheurs redoutent la probable disparition de plusieurs espèces sauvages utiles.

Selon Atta-Krah, “le changement climatique conduit à de graves pertes de ressources génétiques dans différentes régions du monde ». Il ajoute que la diversité au sein des espèces de cultures doit être préservée, et utilisée pour améliorer les cultures et les adapter au changement climatique.

Les différentes espèces du haricot latino-américain constituent un exemple frappant du caractère timoré de la diversité. Peter Jones, un scientifique du Centre international d’agriculture tropicale (CIAT), en Colombie, affirme que sur les 17 espèces sauvages de la famille des Arachis, - la famille du pois qui comprend la cacahuète – 12 d’entre elles auront disparu d’ici 2055 à cause du changement climatique.

“Nous devons procéder à un inventaire systématique des espèces les plus importantes de haricot et nous assurer que ces dernières comptent plus de cinq spécimens vivants », ajoute-t-il.

Le cheptel mondial est également menacé. En effet, d’après une évaluation des ressources génétiques mondiales réalisée en 2006 par l’Organisation des Nations Unies pour l’Alimentation et l’Agriculture, 70 pour cent du cheptel mondial se trouve dans les pays en développement. De nombreuses espèces sont déjà menacées d’extinction. En moyenne, une espèce de bétail disparaît chaque mois, principalement en raison de la mondialisation des marchés des bestiaux.

Le changement climatique sera à l’origine d’autres effets négatifs. D’après l’Institut international de recherche sur l’élevage (ILRI), au Kenya, le changement climatique affectera le bétail. Il se traduira par la baisse du rendement et de la qualité nutritionnelle de son alimentation, par la multiplication des maladies et des insectes vecteurs de maladies, par la baisse de l’hydraulicité et par la difficulté à survivre dans des conditions ambiantes extrêmes.

Selon John McDermott, directeur général adjoint de l’ILRI et chargé de recherche, « le changement climatique aura sur l’écosystème des répercussions encore mal maîtrisées ». Les effets se feront sentir aussi bien dans les montagnes non irriguées de la région des Grands lacs, en Afrique de l’Est, que dans les régions côtières du sud, de l’est et de l’ouest africain, et dans les forêts d’Afrique centrale. Les conséquences exactes pour chaque écosystème doivent être analysées de manière détaillée.

L’eau est la clé

Le facteur commun à tous ces changements est l’hydraulicité. A ce jour, un tiers de la population mondiale vit dans des bassins sédimentaires où l’eau est rare. Toutefois, le changement climatique aura d’autres effets sur l’agriculture irriguée.

Selon Colin Chartres, directeur général de l’Institut international de la gestion de l’eau, au Sri Lanka, le rythme et l’importance des débits fluviaux varieront, affectant ainsi les plans d’eaux fluviaux. Il ajoute que la fonte des glaciers aura pour conséquence la diminution de la disponibilité de l’eau en été, y compris celle qui irrigue le bassin de l’Indus, un phénomène qui pourrait affecter environ 17 pour cent de la population mondiale. Les changements intervenus dans la reconstitution des eaux souterraines pourront également avoir un impact sur l’irrigation en Chine, en Inde, au Mexique et aux Etats-Unis.

Chartres soutient que les scientifiques doivent aller au-delà des modèles globaux ordinaires et développer des modèles spécifiques de bassins fluviaux et de fermes, démontrant ainsi la façon dont le changement climatique affectera les disponibilités en eaux fluviales et le niveau des lacs. Il appelle de ses vœux le développement de modèles précis relatifs à la manière dont le changement climatique pourrait affecter la productivité piscicole dans les pêcheries océaniques, maritimes et continentales.

Un début timide


A mesure que les problèmes se précisent, les centres du GCRAI oeuvrent pour une meilleure compréhension de leurs stratégies.
La stratégie de recherche pour la période 2007 – 2012 de l’Institut international de recherche sur les cultures des zones tropicales semi-arides (ICRISAT), basé en Inde, consiste à cibler les questions liées au changement climatique à court et à moyen terme.

William Dar, le directeur général de l’ICRISAT, affirme que cet institut travaille sur de nouvelles espèces de millet, de sorgho, de pois cajan et d’arachide plus adaptées aux contraintes climatiques. Cet institut a déjà développé des variétés tolérantes à la chaleur, aux températures élevées du sol, aux précipitations faibles et variables et aux maladies.

Selon Dar, l’urgence à l’heure actuelle est de pouvoir mieux comprendre et connaître la physiologie qui sous-tend la tolérance aux contraintes, le fonctionnement des fonds génétiques mais aussi de travailler sur des méthodes de sélection plus efficaces pour les gènes utiles.

Le CIAT développe actuellement des logiciels permettant de prévoir de futurs scenarii climatiques, tels les logiciels ‘MarkSim’, qui permettent de simuler et prévoir le temps sous les tropiques sur une période de 100 ans , et ‘Homologue’, qui permet de faire des comparaisons sur le climat et le sol sous les tropiques.

Le Centre international de recherches agricoles dans les régions sèches (ICARDA) a étudié la façon dont des régions en Egypte, au Maroc et au Soudan mais également celles, voisines de ces pays, gèrent la rareté de l’eau dans les prairies pluviales et les prairies irriguées, et utilisent les systèmes traditionnels de gestion durant les périodes critiques.

La tâche restant à accomplir est rude. Comme le relève Jones, l’expérience prouve que le temps moyen qui s’écoule entre le début des recherches scientifiques sur les caractéristiques utiles et la culture effective d’une nouvelle variété de denrée dans les champs des agriculteurs est de 46 ans. Il ajoute : « c’est donc cette période que nous devrions avoir à l’esprit au début de chaque projet ».

Et un participant à la conférence d’Hyderabad de faire ce commentaire : « il se peut que l’on introduise dans une plante toutes ces caractéristiques de tolérance à la sécheresse, au sel et aux parasites– pour constater au final que son rendement n’est pas satisfaisant ! ».

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