. © Inra, william beaucardet

L'Inra, l'agriculture et le climat

Au cœur des champs et des forêts 2

Les scénarios laissent peu de place au doute : notre siècle verra le régime des pluies devenir plus aléatoire et les épisodes de canicule plus fréquents. Les épisodes de 2003 et 2005 pourraient n’être que des avant-goûts de ce qui nous attend. L’agriculture doit donc apprendre à vivre avec ce risque. Elle doit aussi sauvegarder les ressources en eau, en particulier en utilisant de nouvelles variétés de plantes. C’est l’un des grands défis de l’Inra.

Mis à jour le 22/12/2015
Publié le 21/12/2015

RÉSISTER A LA SÉCHERESSE

Les scénarios laissent peu de place au doute : notre siècle verra le régime des pluies devenir plus aléatoire et les épisodes de canicule plus fréquents. Les épisodes de 2003 et 2005 pourraient n’être que des avant-goûts de ce qui nous attend. L’agriculture doit donc apprendre à vivre avec ce risque. Elle doit aussi sauvegarder les ressources en eau, en particulier en utilisant de nouvelles variétés de plantes. C’est l’un des grands défis de l’Inra.

La variabilité génétique : une ressource à explorer

Printemps 2035 : un agriculteur de l’Ardèche prépare ses terres pour y semer du maïs. Pariant sur un été très sec, il choisit dans un catalogue de semences une variété à cycle court et qui, en limitant sa transpiration, est capable de conserver son eau pour la fin de saison. Il espère ainsi un rendement acceptable malgré la sécheresse. Son voisin, plus optimiste, parie que la fin de saison ne sera pas si torride. Il choisit, lui, une variété plus consommatrice en eau mais permettant un rendement plus élevé... si la pluie est au rendez-vous. Lequel aura eu raison ? Rendez-vous à l’automne 2035. Au sein de chaque espèce végétale, il existe une grande variabilité génétique qui permet aux plantes de s’adapter à des conditions climatiques contrastées. Les scientifiques de l’Inra mettent à profit cette variabilité, et cherchent les gènes associés aux réponses des plantes en période de sécheresse. Le but est d’obtenir une gamme de variétés performantes et adaptées à diverses situations climatiques. La durée des cycles est l’un des grands critères sur lesquels les agriculteurs jouent déjà. Mais d’autres caractères sont tout aussi intéressants. Par exemple, de longues racines permettent à la plante d’aller chercher de l’eau en profondeur mais, en contrepartie, elles représentent de l’énergie en moins pour produire des grains et n’ont guère d’intérêt si le sol est superficiel. Une croissance rapide des feuilles et des organes reproducteurs permet d’augmenter le rendement, mais aboutit à un fort taux d’avortement des graines et à un manque à gagner pour l’agriculteur si l’eau vient à manquer. Ainsi, à chaque situation, il existe un profil idéal. L’idée à terme est de proposer aux agriculteurs des catalogues de variétés qui leur permettront de faire des choix, en fonction des prévisions climatiques et de leur attitude par rapport au risque.

Vers un maïs de printemps ?

Phénotypage d'une population de tournesols pour la découverte des gènes impliqués dans la tolérance à la sécheresse par une équipe de SUNRISE.. © Inra Toulouse Midi-Pyrénées
Phénotypage d'une population de tournesols pour la découverte des gènes impliqués dans la tolérance à la sécheresse par une équipe de SUNRISE. © Inra Toulouse Midi-Pyrénées
Des chercheurs s’intéressent aux gènes qui pourraient offrir au maïs une résistance accrue au froid. À l’heure du réchauffement climatique, se préparent-ils pour la prochaine glaciation ? Non, certes. L’une des stratégies envisagées pour faire face à la diminution des ressources en eau, est d’avancer la date des semis afin que le maïs puisse être récolté avant que les conditions hydriques ne deviennent trop dures. C’est pourquoi un maïs adapté au froid pourrait être un atout. Ces travaux, comme ceux sur la sécheresse, sont réalisés dans le cadre du vaste projet Amaizing piloté par l’Inra (visant à développer des outils pour la création de variétés de maïs améliorées), mais aussi du projet européen DROPS (Droughttolerant yielding plants). Ce dernier a pour objectif de répondre aux problèmes soulevés par la raréfaction des ressources en eau grâce au développement de variétés de plantes plus résistantes à la sécheresse et/ou qui valorisent mieux l’eau d’irrigation ou des pluies.

PhenoArch : le big brother des plantes

À l’Inra de Montpellier, au laboratoire d’Écophysiologie des plantes sous stress environnementaux se trouvent trois plateformes hors du commun. Cet ensemble constitue la Montpellier Plant Phenotyping Platform, où constamment germent et poussent des milliers de plants. Là, tout est contrôlé : la lumière, la température, la teneur en CO2, l’apport en eau. Et tout est mesuré : la transpiration, la croissance des feuilles, le poids de la plante et la lumière qu’elle absorbe. Tels des démiurges, les chercheurs peuvent abattre sur plusieurs centaines de lignées d’une espèce végétale, une sécheresse extrême ou des températures sahariennes. Leur but : découvrir parmi des centaines de lignées aux génotypes bien déterminés, les plantes les plus adaptées à différents scénarios climatiques et les gènes associés à ces réponses.

Le tournesol sous un nouveau jour

Le tournesol devra faire face à une demande croissante au cours des trente prochaines années du fait de la qualité de son huile oléique (faible teneur en oméga 6) et de la richesse en protéines des tourteaux décortiqués. Depuis 2012, neuf laboratoires de recherche, six entreprises impliquées dans l’industrie semencière, et l’Institut Technique Terres Inovia se sont associés au sein du projet SUNRISE. L’objectif pour 2020 est d’améliorer la production, dans des conditions de culture adaptées au changement climatique et respectueuses de l’environnement en fournissant aux agriculteurs de nouvelles variétés tolérantes à la sécheresse, et à l’ensemble de la filière des outils et des méthodes permettant de mieux maîtriser la culture du tournesol.

Vignoble de la Côte-d'Or aux couleurs d'automne.. © © INRA, SLAGMULDER Christain

Qu’en sera-t-il des vignobles en 2100 ?

Un hameau endormi encerclé par un doux relief planté de vignes : ce paysage si typiquement français existera-t-il toujours à la fin du siècle ? Sans doute, s’il y a encore des amateurs de vin. Néanmoins, cette culture verra des changements importants. Par exemple, les cépages traditionnels du Sud tels que le grenache pourront remonter vers le Centre. De nouvelles AOC pourraient voir le jour dans le Nord de la France, devenu propice à la vigne. En revanche, le Sud pourrait connaître des problèmes liés à la sécheresse et à la température. Par exemple, l’augmentation des températures nocturnes peut limiter l’accumulation de composés phénoliques et aromatiques dans la grappe, et mettre ainsi en péril la qualité des vins.

Enquête dans les caves et les vignobles

Dates des vendanges avancées, vins plus alcoolisés, moins acides, présentant de nouveaux profils aromatiques : les vignobles français ressentent déjà l’effet du réchauffement climatique. Le projet Laccave, lancé par l’Inra pour quatre ans en 2012 dans le cadre du métaprogramme ACCAF, réunit 23 laboratoires qui analysent les conséquences positives ou négatives des nouvelles conditions climatiques. Comment les viticulteurs peuvent-ils y faire face ? Quels scénarios pour les régions viticoles françaises en 2050 ? Voilà quelques unes des questions que biologistes, pédologues, climatologues, économistes, agronomes et bien sûr, œnologues, se posent de concert. L’idée est d’apporter des connaissances qui permettront aux exploitants de s’adapter, mais aussi de tordre le cou aux oiseaux de mauvais augure qui nous annoncent la fin prochaine des vignobles français.

Le Cavitron : un prototype d’instrument de mesure capable de caractériser la tolérance à la sécheresse des arbres via la mesure de la conductance hydraulique d’un rameau sous pression négative.. © Inra, R. Ségura

L’embolie des arbres

Le sous-bois de la foret de pin des Landes présente une lande mésophile faisant la part belle à la fougère aigle et à la brande (Pissos, Landes).. © Inra, BOSSENNEC Jean-Marie
Le sous-bois de la foret de pin des Landes présente une lande mésophile faisant la part belle à la fougère aigle et à la brande (Pissos, Landes). © Inra, BOSSENNEC Jean-Marie
Publiée dans la revue Nature en 2012, la nouvelle n’avait rien de réjouissant : une équipe de chercheurs pilotée par l’Inra démontrait que les arbres de la planète, d’où qu’ils soient, fonctionnent à la limite du point de rupture de leur système hydraulique. L’explication physiologique est simple : le long des troncs des arbres, la sève circule à travers des vaisseaux situés sous l’écorce. Mais lorsqu’une bulle d’air vient rompre la colonne d’eau dans l’un de ces vaisseaux, celui-ci est irrémédiablement perdu. Cette embolie, que les chercheurs appellent cavitation, survient lorsque l’arbre subit un stress hydrique. Elle conduit à la mort de l’arbre lorsqu’elle s’étend à trop de vaisseaux. Mais voilà : chaque espèce a une résistance à la cavitation adaptée à son milieu naturel. Du coup, tant les forêts tropicales que les forêts méditerranéennes devraient également souffrir des sécheresses à répétition que nous promettent les modèles climatiques.

Qu’en sera-t-il des Landes en 2100 ?

Le changement climatique met-il en péril la forêt des Landes ? Une chose est sûre : le pin maritime devrait connaître des difficultés. Les
exploitations forestières pourraient faire face à des baisses de production ou à des mortalités lors de stress hydriques extrêmes. C’est pourquoi les chercheurs de l’Inra s’intéressent à des croisements qui pourraient permettre d’améliorer la résistance à la sécheresse. Actuellement, ils tentent de caractériser des hybrides entre le pin maritime et le pin d’Alep ou le pin de Calabre (pin Brutia), originaires de la Méditerranée, constitueraient un bon compromis pour les exploitants forestiers.

Santé des cultures

Des ravageurs qui pourraient régresser

Le changement climatique devrait modifier l’aire de répartition des ravageurs et des maladies qui s’attaquent aux cultures. Mais ceci ne sera pas toujours négatif pour les agriculteurs. Les modèles de simulation épidémiologique prédisent que des maladies telles que la septoriose, la rouille brune du blé ou le botrytis de la vigne pourraient voir leur incidence réduite. Ces trois maladies sont causées par des champignons, organismes très dépendants de l’eau présente sur les feuilles. Les changements dans le régime des précipitations pourraient donc les faire régresser. À noter toutefois que les résultats de ces modèles ne tiennent pas compte des microclimats, et insuffisamment des changements de pratiques agricoles qui pourraient survenir dans les décennies à venir.