Arvalis : la recherche contre le changement climatique

Encouragés à produire plus pour relever le défi alimentaire et à produire mieux pour s’adapter au changement climatique et atténuer les émissions de gaz à effet de serre, les producteurs de grandes cultures comptent sur Arvalis. Ils soulignent l’existence de solutions techniques déjà opérationnelles et conseillent de garder le cap pour une R&D innovante et audacieuse. Levier génétique, outil d’aide à la décision, mise au point de techniques de production plus sobres, captation et stockage de carbone, valorisation de la biomasse sont les axes de recherche privilégiés qui s’inscrivent dans l’esprit de la COP21.

Poser les bons diagnostics

Grâce à sa proximité avec les producteurs, Arvalis a construit son expertise sur les relations entre les plantes et le climat, qu’il s’agisse des effets des conditions climatiques sur la production ou de l’impact des pratiques agricoles sur le changement climatique.
La pertinence du diagnostic mené sur l’évolution des rendements des différentes espèces a été une étape socle pour identifier les solutions efficaces. Les Instituts techniques agricoles sont de ce fait des acteurs importants pour la compréhension des phénomènes et la recherche de solutions adaptées.

Climato-dépendantes, les grandes cultures doivent toujours s’adapter

Les acquis permettent déjà de mettre en œuvre des actions à court terme, pour réduire le gap entre ce que nous savons et ce que nous faisons, par exemple :

  • valoriser rapidement la gamme d’Outil d’Aide à la décision (OAD) déjà disponible. En effet le changement climatique s’accompagne de plus fortes variabilités interannuelles ce qui accroît l’intérêt des outils d’aide à la décision tactiques pour mieux gérer les aléas en cours de campagne ;
  • inviter les chercheurs à sortir de nos frontières pour analyser des données plus extrêmes et consolider les lois d’action du climat sur le fonctionnement des cultures afin de trouver plus rapidement des voies d’adaptation.

Pour le moyen terme, il faut anticiper, car certaines recettes d’aujourd’hui ne seront plus suffisamment efficaces demain. L’introduction, dans les modèles agro-physiologiques, de données météorologiques calculées par les scientifiques du GIEC permet de faire des simulations de scénarios agro-climatiques et d’en évaluer les impacts sur les cultures. Ces investigations hiérarchisent, identifient les facteurs, qui demain, seront les plus limitants et permettront de prioriser et de concentrer les efforts sur la mise au point des solutions les plus gagnantes avec les meilleurs partenaires. Deux illustrations :

  • la première qui pourrait apparaître comme un paradoxe, la sélection dès aujourd’hui sur la résistance au froid du maïs pour sécuriser des stratégies d’esquive efficaces quand il fera trop chaud et trop sec : semer très tôt pour avoir une durée du cycle suffisante avec le moins d’obstacles possibles en fin de cycle ;
  • sélectionner en priorité sur la tolérance à la canicule des plantes en C3 (céréales,…) plutôt que sur la précocité (semis et variétés plus précoces), car les stratégies d’esquive seront inefficaces à partir de 2050.

L’aide à la sélection pour créer des variétés mieux adaptées aux stress climatiques (température, pluviométrie) et atténuant les effets du changement climatique est stratégique. Ces caractères de tolérance et d’efficience d’utilisation des ressources sont des caractères complexes qui font le plus souvent appel à des mesures et à des observations répétées au cours du temps sur une même plante. L’investissement des Instituts sur l’utilisation des capteurs de phénotypage à haut débit permettra d’améliorer la connaissance du fonctionnement des plantes et de mieux interpréter les données génétiques qui sont de plus en plus nombreuses pour sélectionner ce type de caractère complexe.

On notera également certains aspects positifs de l’évolution du climat comme par exemple :

  • le réchauffement constaté depuis presque deux décennies profite au maïs en zone nord Loire. De même pour la betterave qui bénéficie de l’augmentation du rayonnement intercepté pendant une phase déterminante de son cycle ;
  • la possibilité de réaliser 3 cultures en 2 ans grâce à une offre en unités de chaleur plus importante et à des innovations dans l’obtention de précocités variétales originales.

30% d’atténuation des émissions pour objectif

Le potentiel d’atténuation des émissions est très significatif, de l’ordre de 30%, et repose sur des leviers techniques sans nécessairement remettre en cause les systèmes de production, leur localisation et leurs niveaux de production.

En matière de nutrition des plantes, l’optimisation de la fertilisation par le pilotage précis des cultures, la substitution de l’azote de synthèse par l’azote symbiotique des légumineuses, le choix de technique de travail du sol limitant la volatilisation des engrais ou encore la gestion des prairies sont de puissants leviers déjà identifiés par les experts de l’INRA et des Instituts.

S’agissant du stockage du carbone, il est démontré que la restitution des résidus de culture a un effet bénéfique bien supérieur à celui de la réduction du travail du sol. Le niveau de restitution, lié à la biomasse produite à l’hectare, incite donc à améliorer le rendement des cultures pour un double objectif vertueux : d’adaptation au changement climatique (pour assurer la fonction nourricière de l’agriculture), et d’atténuation, via la restitution d’humus, donc de carbone au sol, sans compter sur la faculté accrue de stockage temporaire du carbone, via la photosynthèse. Il s’agît donc à la fois de « déplafonner » les rendements des espèces commerciales, mais aussi de valoriser les cultures intermédiaires pour maximiser la biomasse produite par hectare et donc la fixation de carbone.
La valorisation de la biomasse en substitution du carbone fossile est aussi une voie intéressante en gardant les bons équilibres entre production alimentaire et non alimentaire.

Investiguer les approches système

S’agissant de l’atténuation, certaines des solutions requièrent une investigation à l’échelle du système de culture. Au-delà du chiffrage environnemental, le chiffrage économique global bénéfice/coût de ces combinaisons de leviers reste donc à approfondir.
Concernant l’adaptation, le rôle des successions de culture et des pratiques est également à mieux analyser. Toutefois, pour les stress climatiques majeurs à effets directs sur les productions, (effet de la sécheresse, des fortes températures), hormis le choix a priori des espèces et de leurs localisations, les effets imputables aux successions de culture et aux pratiques culturales restent mineurs. En revanche, pour les stress indirects comme le développement et l’émergence de bio-agresseurs (maladies, ravageurs, adventices), cette échelle d’analyse « nouvelle » est à promouvoir pour mettre en évidences des solutions permettant de réduire les pressions du parasitisme.
Sur ces deux volets, des projets de recherche inter-institut, sur des plateformes systémiques prospectives mais aussi sur des réseaux d’agriculteurs sont d’ores et déjà engagés.

Arvalis, institut du végétal

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