Le méthane est l’un des gaz à effet de serre les plus puissants. Le composé est le deuxième après le CO2 pour ce qui est de contribuer à l’augmentation de la température mondiale au cours des deux derniers siècles.
Au cours des 40 dernières années, on estime que plus de 60% des émissions mondiales de méthane ont émergé en raison d’activités anthropiques. Il s’agit notamment de l’exploitation des combustibles fossiles, de la production animale, de l’agriculture et des déchets.
Pour limiter le réchauffement climatique à 1,5°C au-dessus des niveaux préindustriels, il faut réduire considérablement les émissions d’ici 2050. Selon une nouvelle étude menée au Canada, l’atténuation du méthane est une pièce clé du casse-tête.
Publié dans Nature’s Communications Terre & Environnement, l’étude conclut que les niveaux de réchauffement climatique pourraient en effet être limités à moins de 2 ° C au-dessus des niveaux préindustriels si les efforts d’atténuation du méthane à l’échelle mondiale sont entrepris avant 2030.
Mais les mêmes chercheurs ont averti que retarder l’atténuation du méthane à l’année 2040 ou au-delà augmenterait le risque de niveaux de réchauffement climatique supérieurs à 2 ° C par rapport aux niveaux préindustriels. même sides émissions nettes nulles de CO2 ont été atteintes.
La pression est forte pour que l’industrie réduise ses émissions de méthane, l’agriculture représentant la plus grande source d’émissions anthropiques de méthane. La riziculture et l’élevage de ruminants, tels que les vaches laitières, sont deux contributeurs majeurs.
En ce qui concerne les dernières recherches, quelles sont ou pourraient être sur la table à l’avenir pour ces acteurs du secteur agroalimentaire?
Réduire la production de méthane avec des algues rouges
Environ un tiers de tout le méthane anthropique est émis par le bétail ruminant, comme les vaches, les moutons et les chèvres. Ces animaux produisent du méthane de deux manières: par éructations et par décomposition de leur fumier dans certaines conditions.
En Suède, les chercheurs pensent avoir trouvé un moyen de réduire considérablement la production de méthane provenant de la décomposition du fumier en recherchant les ingrédients de la mer.
Dans une étude publiée dans Frontières des systèmes alimentaires durables, les chercheurs ont étudié l’ajout de l’algue topique Asparagopsis taxiformis(AT) – autrement connu sous le nom de panache de la mer Rouge – aux excréments des vaches.
L’espèce d’algue rouge contient le composé bromoforme, qui atténue le méthane en bloquant le processus par lequel le gaz est généré. L’AT est considéré comme l’inhibiteur naturel du méthane le plus prometteur.
« Nous avons montré que l’ajout d’AT aux fèces des vaches laitières réduisait significativement la production de méthane à partir des fèces de 44% par rapport aux fèces sans AT. » a déclaré Mohammad Ramin, chercheur en sciences animales à l’Université suédoise des sciences agricoles. « Il s’est également avéré que la production de méthane à partir des fèces des vaches qui avaient été complétées par de l’AT dans leur alimentation n’était pas inférieure à celle des fèces des vaches qui n’avaient pas été nourries avec l’algue. »
Cette étude n’est pas la première à étudier l’utilisation de l’algue panache de la mer Rouge comme outil de réduction des émissions de méthane associées au bétail. En effet, selon Ramin, il y a eu « beaucoup » d’études utilisant l’algue dans l’alimentation des vaches laitières pour réduire la production de méthane entérique. Mais c’est le premier à rendre compte de la diminution des émissions de méthane provenant du fumier.
Le problème est que l’ajout d’AT à l’alimentation des vaches peut avoir des effets secondaires, en raison de la teneur élevée en iode de l’AT. La recherche a montré que si l’alimentation des vaches est complétée par de l’AT, les niveaux d’iode dans le lait augmentent, ce qui, lorsqu’il est consommé, peut également augmenter les niveaux d’iode chez l’homme.
Les chercheurs croient que leurs résultats sont prometteurs, mais soulignent que leur étude pilote a utilisé des excréments de seulement quatre vaches. Les études futures devraient augmenter le nombre de vaches à partir desquelles le fumier est collecté, suggèrent-ils. Et d’autres études seraient nécessaires pour étudier les interactions entre les composés halogénés de l’algue et le microbiome fécal.
Modification des microbes dans l’intestin de la vache avec CRISPR
Une autre façon d’explorer la réduction du méthane pour l’industrie de l’élevage est via l’outil d’édition du génome CRISPR. Ce projet est axé sur le méthane associé aux éructations des vaches.
Le méthane émis dans les rots des vaches provient de microbes producteurs de gaz dans l’intestin. Des chercheurs de l’Université de Californie à Davis font équipe avec UC Berkely et UC San Francisco sur un projet visant à concevoir ces microbes pour produireCe moins de méthane avant qu’ils ne soient rotés.
L’initiative, fondée par le projet Audacious de TED, utilisera l’édition du génome CRISPR et la métagénomique résolue par le génome pour les communautés microbiennes complexes telles que les microbiomes. La technologie CRISPR modifie les gènes en coupant précisément l’ADN, puis en laissant les processus naturels de réparation de l’ADN prendre le relais.
« Nous essayons de trouver une solution pour réduire le méthane qui soit facilement accessible et peu coûteuse, sans restrictions ni limitations, et qui puisse être mise à la disposition non seulement de la Californie, mais du monde entier », a-t-il ajouté. a déclaré Matthias Hass, professeur agrégé à UC Davis.
En collaboration avec Ermias Kebreab, professeur à UC Davis, le duo veut un jour être en mesure d’administrer des traitements oraux aux veaux pour intervenir dans leurs systèmes microbiens à un stade précoce et réduire les émissions de méthane pour le reste de leur vie.
Le rêve est hypothétique pour l’instant, mais les premières études offrent l’espoir qu’il pourrait éventuellement devenir une pratique mondiale.
« L’ingénierie des microbes directement là où ils vivent, sans avoir besoin de les isoler, n’a pas encore été faite parce qu’il n’y a pas d’outil pour le faire. Maintenant, avec UC Berkely, nous allons développer ces outils. » , a déclaré Kebreab.
Réduire le méthane provenant de la production de riz
Mais les ruminants ne sont pas les seules causes des émissions de méthane dans le système agroalimentaire. On estime que le riz est responsable de 10 % des émissions mondiales de méthane et de 33 % des contributions de l’Asie du Sud-Est. Il contribue également aux émissions d’oxyde nitreux et de dioxyde de carbone.
Comment se produit la production de méthane dans le riz? Lorsque le sol est inondé, comme c’est le cas dans la production de riz, des conditions de faible teneur en oxygène (anaérobie) sont créées dans lesquelles les bactéries productrices de méthane se développent.
Le riz utilise un tissu végétal « semblable à une cheminée » connu sous le nom de Aerenchyme pour permettre à l’oxygène de descendre dans les racines. Les bactéries productrices de méthane dans le sol utilisent le même tube pour envoyer du méthane dans l’atmosphère.
Recherche récente publiée dans la revue Toute la Terre des chercheurs de l’Alliance of Bioversity International et du CIAT ont constaté que la transition vers des systèmes de production de riz à faibles émissions peut être accélérée.
Leurs recherches ont porté sur l’utilisation des différences de productivité et de qualités racinaires pour obtenir une variété de riz capable de maintenir les rendements actuels, tout en réduisant les émissions globales de gaz à effet de serre. Il est nécessaire d’exploiter et de développer davantage les races de cultures hybrides qui tirent parti de ces différences et d’autres anatomies végétales aériennes sur les émissions de méthane, ont-ils souligné.
Bien que les études sur les hybrides à rendement plus élevé se soient avérées avoir des émissions absolues de méthane plus élevées que les variétés actuelles, elles produisent en fait du méthane similaire par grain de riz. La suggestion ici est qu’en adoptant des hybrides de riz, les agriculteurs peuvent atteindre des objectifs de sécurité alimentaire sans augmenter de manière significative les émissions de méthane par grain de riz par rapport aux variétés à faible rendement.
« Nous devons reconnaître qu’il n’est pas facile de réduire les émissions de méthane et de maintenir des systèmes rizicoles productifs, mais nos résultats suggèrent qu’il y a de l’espoir. » a déclaré María Fernanda Álvarez, responsable du programme riz à l’Alliance of Bioversity International et au CIAT et l’un des auteurs de l’article.
Pour développer la prochaine génération de variétés à faibles émissions, des recherches supplémentaires sur la physiologie des plantes sont nécessaires, selon Ngonidzashe Chirinda, professeur d’agriculture tropicale durable à l’Université Mohammed VI Polytechnique Mohammed VI du Maroc, co-auteur de l’article et expert de l’impact de l’agriculture sur les gaz à effet de serre.
L’adhésion de la communauté est également nécessaire et la possibilité de certifier les réductions d’émissions à l’avenir – afin que les agriculteurs soient indemnisés pour la réduction des émissions tout en maintenant ou en augmentant leur récolte – devrait être explorée, estime Chirinda.
« Pour passer à l’échelle, vous devez inciter les agriculteurs à mettre en œuvre les bonnes pratiques et si vous pouvez obtenir un riz à faible émission, mais à haut rendement, ils peuvent atteindre les deux objectifs. Tout le monde y gagne : l’agriculteur y gagne, l’environnement y gagne et l’avenir y gagne. »
Sources : Nature : Communications Terre & Environnement
« Retarder l’atténuation des émissions de méthane augmente le risque de dépassement de la limite de réchauffement de 2 °Cc’est’
Publié le 12 juillet 2023
DOI: 10.1038/s43247-023-00898-z
Auteurs : Claude-Michel Nzotungicimpaye, Alexander J. Maclsaac et Kirsten Zickfeld.
Fronters dans les systèmes alimentaires durables
« Réduire la production de méthane à partir des excréments de vaches laitières par Asparagopsis taxiformis »
Publié le 13 juillet 2023
DOI: 10.3389/fsufs.2023.1187838
Auteurs : Mohammad Ramin, Juana C. C. Chagas, Yash Pal, Rebecca Danielsson, Petra Fant et Sophie J. Krizsan.
Toute la Terre
Potentiel des cultivars de riz (Oryza sativa L.) pour atténuer les émissions de méthane des systèmes irrigués en Amérique latine et dans les Caraïbes
Publié le 9 mai 2023
DOI: 10.1080/27669645.2023.2207941
Auteurs : Paul Aboyomi Sobowale Soremi, Ngonidzashe Chirinda, Eduardo Graterol et Maria Fernanda Alvarez.
