Lorsque les Nations Unies ont lancé les Objectifs de développement durable il y a cinq ans, la communauté mondiale s’est ralliée à l’ambition de parvenir à la faim zéro d’ici 2030. Depuis lors, la faim dans le monde n’a cessé d’augmenter. Selon un rapport publié cette année par la FAO, près de 9 % de la population mondiale est aujourd’hui sous-alimentée. La variabilité du climat a été citée comme un facteur de premier plan sapant les efforts visant à améliorer l’accès à la nutrition.
Cela ne fait qu’empirer. Nouvelle recherche publiée dans Biologie du changement mondialsuggère que l’impact négatif du changement climatique ne fera qu’effacer les gains de rendement des cultures susceptibles de résulter de l’augmentation de la disponibilité du CO2 dans l’atmosphère, ce qui ajoute au défi de fournir une nutrition adéquate à une population mondiale croissante.
Prévoir les changements apportés aux rendements des cultures
Au cours des 30 dernières années, un réseau de 14 installations de recherche à long terme couvrant les cinq continents a simulé des niveaux futurs de CO2 pour prévoir l’impact sur les cultures. Ces expériences d’enrichissement de la concentration d’air libre (FACE) sont menées à l’extérieur dans des conditions de terrain « réelles », une approche qui, selon les chercheurs, leur permet de saisir les « facteurs environnementaux complexes qui influent sur la croissance et le rendement des cultures ».
L’examen récemment publié, « éserdier comment les cultures font face au changement climat », examine 30 ans de données face pour prévoir comment la production agricole mondiale peut être affectée par l’augmentation des niveaux de CO2 et d’autres facteurs.
« Il est assez choquant de revenir en arrière et de voir à quel point les concentrations de CO2 ont augmenté au cours de la durée de vie de ces expériences »,a déclaré la co-auteure Lisa Ainsworth, physiologiste des plantes de recherche au département de l’Agriculture des États-Unis, agricultural Research Service (USDA-ARS).
« Nous atteignons les concentrations de certains des premiers traitements au CO2 il y a 30 ans. L’idée que nous puissions vérifier les résultats de certaines des premières expériences FACE dans l’atmosphère actuelle est déconcertante.
Dans des conditions de non-stress, les chercheurs ont prédit que les cultures qui sont moins efficaces pour convertir le CO2 et la lumière du soleil en énergie – y compris le soja, le manioc et le riz – devraient connaître une augmentation de 18 % des rendements lorsque les niveaux de CO2 augmenteront de 200 parties par million (ppm). Les légumineuses et les racines ont montré une plus grande augmentation et les céréales moins-ainsi, le papier a trouvé.
« Devrions-nous donc anticiper une prime à mesure que le CO2 augmente ?« a demandé le co-auteur Stephen Long, Ikenberry Endowed University Chair of Crop Sciences and Plant Biology à l’Université de l’Illinois et membre du Carl R. Woese Institute for Genomic Biology.
« Malheureusement, ce n’est pas parce que l’augmentation du CO2 est la principale cause de changement dans le système climatique mondial. La hausse prévue de 2°C de la température, causée principalement par cette augmentation du CO2, pourrait réduire de moitié les rendements de certaines de nos principales cultures, effaçant tout gain de CO2.
La carence en azote a réduit l’augmentation moyenne du rendement à 10 %, tout comme le réchauffement d’environ 2 °C.
La qualité, ainsi que la quantité, du rendement ont également été affectées. Les chercheurs ont conclu que les augmentations de CO2 ont entraîné d’importantes pertes nutritionnelles. De nombreuses cultures ont montré une teneur en éléments nutritifs et en protéines minéraux plus faibles, ont-ils noté.
Pendant ce temps, les cultures produites sous des niveaux plus élevés de CO2 atmosphérique sont « onsidérablemen » plus vulnérables aux ravageurs et aux maladies.
Ces facteurs l’emportent sur tout gain de productivité que le système agricole mondial pourrait voir à mesure que plus de CO2 est libéré dans l’atmosphère, conclut l’étude.
« Beaucoup de gens ont présumé que l’augmentation du CO2 est en grande partie une bonne chose pour les cultures : en supposant que plus de CO2 rendra les forêts plus vertes et augmentera les rendements des cultures »,Ainsworth a dit. « Les études les plus récentes remettent un peu en question cette hypothèse. Nous constatons que lorsque vous avez d’autres stress, vous n’obtenez pas toujours un avantage de CO2 élevé.
La nécessité de « prouver l’avenir » de l’agriculture
La construction d’un approvisionnement agroalimentaire plus durable serait mieux réalisée grâce à un passage rapide à zéro émission nette qui limite la quantité de CO2 rejetée dans l’atmosphère, a noté M. Long.
« La solution idéale sera que nous réduisions considérablement notre rejet de CO2 dans l’atmosphère et que nous atteignions rapidement la neutralité carbone »,Long a dit.
Cependant, cela seul peut ne pas être suffisant. Le biologiste des plantes a suggéré que la sélection végétale et le génie génétique devraient être mis à profit pour développer des variétés plus résistantes. « Nous devons également prendre une police d’assurance contre [net zero] n’est pas atteint. Autrement dit, nous avons besoin de se reproduire et engineer les cultures et les systèmes à l’épreuve de l’avenir qui peuvent être durables et nutritifs en vertu des changements combinés dans la composition atmosphérique et le climat pour aider à atteindre l’objectif de la faim zéro.
Il a averti que s’il existe des solutions génétiques « probables », « le temps presse ».
Les auteurs montrent qu’il y a suffisamment de variation génétique au sein de nos principales cultures pour surmonter certains de ces effets négatifs et tirer parti des avantages de rendement d’une augmentation du CO2. « Là où la variation génétique fait défaut, il existe des solutions de bioingénierie dont une déjà démontrée pour prévenir la perte de rendement lorsque la température est élevée avec le CO2,« Long dit. « Mais, compte tenu du temps qu’il a fallu pour développer de nouveaux cultivars de cultures, ce potentiel ne pourrait être réalisé que si nous commençons dès maintenant. »
Les chercheurs devraient explorer une plus grande variété de cultures et de génotypes ainsi que différentes pratiques de gestion, telles que la densité d’ensemencement, le travail du sol et les cultures de couverture, afin de trouver d’autres solutions qui sont « moins lourdes » pour l’environnement, a ajouté M. Ainsworth.
Source
« 0 ans d’enrichissement en dioxyde de carbone en plein air (FACE) : Qu’avons-nous appris sur la productivité future des cultures et son potentiel d’adaptation »
Biologie du changement mondial
DOI: 10.1111/gcb.15375
Auteur(s) : Elizabeth A. Ainsworth, Stephen P. Long.
