L'augmentation du CO2 atmosphérique va stimuler la photosynthèse, mais la réponse des cultures sera plus ou moins forte. Et d'autres paramètres entrent en ligne de compte.

Une hausse modérée des températures serait globalement favorable à la photosynthèse (là où l'optimum thermique n'est pas atteint), mais bouscule la phénologie des plantes (calendrier des stades de développement). Enfin, une modification du régime des précipitations exigerait des adaptations.

• Blé : gérer la durée du cycle 

« Les résultats d'essais en laboratoire montrent un potentiel d'accroissement de l'activité photosynthétique de 20 à 30 %, rapporte Bernard Seguin, responsable de la mission Changement climatique à l'Inra d'Avignon. Une partie de ce gain est perdue par l'augmentation de la respiration consécutive à la hausse des températures. Il reste un gain potentiel de production de 10 à 20 %. »

En revanche, si la photosynthèse est stimulée, la production de biomasse supplémentaire peut exiger plus d'azote. Si le carbone n'est plus le facteur limitant, l'azote pourra le devenir.

Par ailleurs, l'augmentation de la teneur en carbone, en agissant sur la fermeture des stomates, pourrait induire une réduction de la transpiration.

« A priori, la hausse des températures, qui aurait tendance à augmenter l'évapotranspiration, n'est pas suffisante pour contrer le phénomène, commente Bernard Seguin. L'efficience de l'eau pourrait donc augmenter. »

Cependant, les disponibilités en eau pourraient diminuer dans certaines zones et à certaines périodes.

La hausse de température (globalement favorable jusqu'à 2 °C) provoque l'avancement des stades phénologiques, surtout pour les variétés peu sensibles à la durée du jour et peu exigeantes en vernalisation. Sur les vingt dernières années, l'épiaison a avancé d'une semaine en moyenne. Elle pourrait avancer encore de dix à quinze jours d'ici à 2100.

« Si l'on ne change rien aux conditions de culture, le raccourcissement du cycle aura tendance à réduire la production de biomasse, pronostique Bernard Seguin. Pour maintenir le rendement, on peut essayer de rallonger le cycle ou de le décaler. »

L'avancement des semis permet d'esquiver le stress hydrique en fin de cycle. Suivant les régions, il peut engendrer un risque de gel à un stade sensible.

« Il faut trouver un compromis, l'idéal étant d'avancer la fin du cycle sans trop décaler le début ni raccourcir sa durée... La génétique pourrait peut-être ouvrir des pistes. »

Il n'est pas interdit d'imaginer de nouveaux profils de précocité, avec des variétés plus précoces à l'épiaison sans être trop précoces à épi 1 cm. Le caractère de tolérance au gel deviendra, de toute façon, de plus en plus important.

Enfin, les apports d'azote devront probablement être recalés par rapport à de nouveaux besoins.

• Maïs : plus favorable au Nord

Concernant le maïs, le futur proche (horizon 2020-2045) semble relativement favorable, tant que la hausse de température est modérée et les précipitations suffisantes. En effet, l'anticipation des stades permet un meilleur positionnement par rapport au rayonnement, l'« effet CO2 » améliore l'efficience de l'eau grâce à la réduction de l'évapotranspiration, et l'humidité à la récolte diminue. De plus, des adaptations ont déjà été faites au fur et à mesure par les producteurs.

« Dans les zones à fortes disponibilités en températures et pas trop contraignantes en eau, l'avancement des dates de semis combiné à la hausse des températures a permis d'utiliser des variétés plus tardives, qui ont davantage de besoins en degrés-jours, détaille Josiane Lorgeou, d'Arvalis. Nous avons dérivé d'un groupe de tardiveté en moyenne. »

L'objectif de l'avancement des semis est d'esquiver les risques de déficit hydrique en installant le nombre de grains/m² et en amorçant le remplissage avant. La stratégie d'évitement, quant à elle, consiste à utiliser des variétés précoces, à durée de cycle plus courte, qui consomment donc moins d'eau.

La durée de cycle des variétés reste un levier efficace pour tirer parti des sommes de températures plus élevées.

« Mais c'est également grâce à un progrès génétique soutenu et transféré que le rendement a été maintenu, souligne Josiane Lorgeou. En conséquence, l'âge moyen des variétés sur le marché a diminué, leur durée de vie moyenne n'étant plus que de quatre ans après inscription. »

A long terme, les leviers d'adaptation seront les mêmes, avec des conditions nuancées selon les zones. L'évolution du climat sera plus favorable au maïs vers le nord de la France, où l'optimum thermique n'est pas encore atteint.

« Les températures optimales du maïs sont relativement élevées, entre 18 et 28 °C. En dessous, l'efficience de la photosynthèse est moindre. Si l'on n'avait rien changé, la hausse des températures aurait entraîné une hausse de rendement dans le Nord et une chute dans le Sud. Mais les adaptations (dont l'emploi de variétés tardives valorisant le rayonnement d'été) ont permis de maintenir les rendements au Sud. »

La ressource hydrique est au coeur des inquiétudes pour le futur lointain. Une diminution des disponibilités en eau l'été ne manquerait pas d'impacter les rendements.

L'adaptation pourra passer par le progrès génétique (tolérance à la sécheresse, et au froid pour autoriser les semis précoces), la mise en oeuvre de stratégies d'esquive et une gestion rigoureuse de la ressource en eau (récupération et stockage des précipitations hivernales.

La betterave mieux lotie que la pomme de terre

La betterave et la pomme de terre, qui ont comme le blé un métabolisme en C3, ont un fort potentiel de réponse à l'augmentation de la concentration en CO2.

« Sur la betterave, l'impact du changement climatique est significatif, et reste positif, constate Marc Richard-Molard, directeur de l'Institut technique de la betterave. Il se traduit par une augmentation des taux de sucre et du rendement final. En effet, il fait plus chaud et les cultures ne souffrent pas davantage de stress hydrique. La hausse des températures minimales est très bénéfique. Le mois d'avril 2009, qui a affiché 3 °C de plus que d'habitude, explique en partie la hausse de rendement de cette campagne. »

Néanmoins, le climat futur pourrait réserver des surprises, avec notamment des épisodes de sécheresse plus nombreux, qui provoqueraient des stress hydriques sur les cultures et affecteraient les conditions d'arrachage.

Des essais sur la pomme de terre, rapportés par l'université de Florence, en Italie, suggèrent que l'augmentation de la teneur en CO2 favorise la production de biomasse en dessous du sol (tubercules plus nombreux et plus gros).

En revanche, les plants produisent moins de tubercules quand la température dépasse 17 °C. Le réchauffement pourrait entraîner une baisse de rendement, du moins pour les variétés cultivées aujourd'hui. Cette baisse ne serait a priori pas compensée par l'accroissement de production dû à l'élévation des niveaux de CO2.

Par ailleurs, le risque de sécheresse estivale pourrait menacer la productivité des cultures non irriguées. L'effet sur les maladies et ravageurs est encore difficile à prévoir. Quelques voies d'adaptation proposées sont l'anticipation des dates de plantation (sous réserve que le précédent et les conditions climatiques le permettent), l'utilisation de nouvelles variétés et l'optimisation de l'irrigation.

Vient de paraître :Coup de chaud sur l'agriculture 

Responsable de la mission sur le changement climatique à l'Inra, l'auteur, Bernard Seguin explore les projections sur le climat et leur influence sur les plantes, les animaux, les maladies et ravageurs et les pratiques agricoles. Dans un style accessible et riche d'observations concrètes, ce livre fournit des informations nuancées permettant à chacun de se forger son opinion.

« Coup de chaud sur l'agriculture », éditions Delachaux et Niestlé, collection Changer d'ère, 13, rue Séguier, 75006 Paris. 224 pages, 19 euros.

www.delachauxetniestle.com

par Bérengère Lafeuille et Eric Roussel (publié le 5 mars 2010)