L’eau, un défi majeur pour l’agriculture
Si toutes les cultures n’ont pas les mêmes besoins en eau pour assurer leur cycle, aucune ne peut survivre sans cette ressource naturelle. En cas de stress hydrique à des stades clés, c’est le rendement final qui est compromis. Alors qu’un tournesol a, en moyenne, besoin de 420 mm d’eau tout au long de son cycle, dont 190 mm lors du remplissage des grains, un blé en demande 450 mm et un maïs entre 560 et 760 mm.
L’impact du manque d’eau sera, donc, différent selon l’espèce mais aussi selon le stade végétatif. Pour un maïs, par exemple, les besoins sont très élevés entre les stades 10-14 feuilles et la fin floraison, durant l’été. Un manque d’eau à cette période, même durant quelques jours, peut réduire drastiquement le nombre de grains par épi et, donc, le rendement final.
L’empreinte hydrique des cultures est donc forte, mais… indispensable pour assurer une production en quantité et en qualité. L’eau utilisée pour l’irrigation participe à cette empreinte. A l’échelle de la planète, environ 20 % des surfaces cultivées sont irriguées, mais elles produisent 40 % des denrées alimentaires mondiales. Et, en vingt ans, les différentes innovations – variétales, agronomiques, culturales… – ont réduit de 30 % les besoins en eau des cultures, pour un rendement identique.
Cependant, avec l’accentuation des aléas climatiques et la fréquence de plus en plus importante des périodes de stress hydriques, ce progrès ne suffit parfois plus.
Le saviez-vous ?
À l’échelle de la planète, l’agriculture consomme près de 70 % de l’eau douce mondiale (y compris les précipitations).
Le cycle de l’eau sous pression : un équilibre bouleversé
L’eau, qui recouvre près de 70 % de la surface de la Terre, est sans cesse recyclée. Un phénomène immuable qui comprend l’évaporation de l’eau des océans, des lacs, des rivières, des sols mais aussi de celle contenue dans les végétaux. Cette condensation forme les nuages, puis retombe en précipitations, sous forme de pluie ou de neige. L’eau retourne ensuite dans les mers ou s’infiltre dans les sols pour reconstituer les réserves souterraines avant d’être absorbée par les plantes : le cycle est bouclé.
Le déroulement de ce processus est aujourd’hui perturbé par les aléas climatiques. La hausse des températures amplifie le phénomène d’évaporation de l’eau tandis que les changements de températures et de pression atmosphérique modifient le schéma des précipitations. Celui-ci oscille entre pluies diluviennes et sécheresses, désormais plus sévères et plus fréquentes. Sans compter que les stocks d’eau dans les nappes phréatiques peinent, eux aussi, à retrouver un niveau suffisant d’une année sur l’autre.
Ces phénomènes ont un impact direct sur la production agricole et, donc, sur la sécurité alimentaire. En effet, 50 % des calories mondiales consommées proviennent de cultures sensibles au manque d’eau : céréales, riz, maïs et soja.
Sécheresse, stress hydrique : ne pas confondre !
Alors que la sécheresse est un phénomène météorologique, le stress hydrique désigne l’état d’une plante en manque d’eau. Si une sécheresse survient en général après plusieurs jours sans précipitations, un stress hydrique peut survenir très rapidement, surtout s’il se produit à un stade clé du développement de la culture.
Des solutions pour optimiser l’accès à l’eau en agriculture
Si les périodes de manque d’eau sont de plus en plus fréquentes ces dernières années, des solutions existent pour aider les agriculteurs à s’adapter ou à contourner le manque d’eau. Parmi elles, le choix de variétés plus résistantes limitera l’impact d’un déficit hydrique. Le décalage de la date de semis et le choix d’une précocité adaptée ont vocation, quant à eux, à éviter les périodes les plus à risque pour le développement de la plante.
Autre point d’attention : soigner le désherbage pour réduire la concurrence pour l’eau, au sein de la parcelle, entre les cultures en place et les mauvaises herbes. Et aussi, adapter les rotations, maintenir un couvert végétal, enrichir le sol en matière organique… autant d’actions qui améliorent la structure du sol et, donc, sa capacité à retenir l’eau.
Quant à l’irrigation, l’enjeu est d’apporter ce qu’il faut d’eau au moment opportun. Les outils d’aide à la décision, comme les capteurs ou les sondes, facilitent la gestion des apports en anticipant les périodes critiques et optimisent la pratique.
L’arrivée, ces dernières années, de biosolutions agrandit le champ des possibles. Ces spécialités augmentent la résistance des cultures face au stress hydrique. Comment ? En stimulant leurs mécanismes de résistance au stress ou en les aidant à mobiliser les ressources nécessaires, par exemple, en développant leur système racinaire pour explorer mieux et plus loin dans le sol et optimiser l’absorption de l’eau.
Connaissez-vous le WUE ?
Le WUE, pour Water use efficiency, reflète l’efficacité de la plante à utiliser l’eau disponible. Tout l’enjeu des chercheurs, pour les prochaines années, est d’améliorer ce WUE face à une réserve en eau qui devient de plus en plus incertaine à des moments clés du cycle des cultures.
L’apport des phytostérols : une solution unique pour réduire la consommation d’eau
Certaines biosolutions aident les cultures à mieux appréhender l’arrivée d’un stress hydrique. Ils envoient des signaux à la plante pour qu’elle se mette en mode « alerte ». Parmi les molécules les plus prometteuses figurent les phytostérols, des lipides présents naturellement dans les végétaux. Appliqués, en préventif, par voie foliaire, ils déclenchent le processus d’adaptation de la plante avant même la survenue de la perturbation.
Les phytostérols activent des mécanismes de défense physiologique qui aident les plantes à faire face au manque d’eau. Parmi les leviers actionnés, la stimulation de la croissance racinaire et l’augmentation du chevelu racinaire : deux éléments qui aident à une exploration plus large et plus fine du sol et, donc, à une captation accrue de la ressource hydrique. Mais cela se joue aussi au-dessus du sol, au niveau de l’appareil foliaire des plantes. Les phytostérols régulent l’ouverture des stomates et, donc, l’évapotranspiration foliaire en fonction des besoins de la plante.
Sur maïs, par exemple, appliquées au stade 6-10 feuilles, ces molécules ont pour effet une diminution des besoins en eau (jusqu’à 20 %), une meilleure gestion de la ressource disponible, la fermeture partielle des stomates pour limiter l’évapotranspiration, un accroissement du développement racinaire pour accéder à une plus grande réserve en eau… Cela s’accompagne également par le développement d’épis plus grands, une biomasse plus importante avec, à la clé, une hausse du rendement. Car même en situation climatique idéale, l’application de phytostérols reste bénéfique ou, au pire, neutre. Une efficacité prouvée sur maïs, blé, orge, soja et tournesol.
Le saviez-vous ?
Avec un apport de phytostérols, les plantes consomment jusqu’à 20 % d’eau en moins.
Vers une agriculture plus résiliente face à l’incertitude climatique
L’incertitude climatique est en marche et devrait même s’accélérer dans les années à venir. Pour les agriculteurs, dont les productions se trouvent menacées par un manque d’eau récurrent, l’objectif est d’opter pour des solutions combinatoires qui allient génétique, agronomie et biosolutions. Préserver les sols pour qu’ils soient en mesure de conserver l’eau, anticiper dès que possible les éventuels stress hydriques en utilisant des outils d’aide à la décision par exemple et miser sur l’innovation, en repérant pour son propre contexte pédoclimatique, la solution la plus adaptée à son système cultural. Le recours à des biosolutions, comme les phytostérols, fait partie des pistes prometteuses pour préserver les rendements. Les chercheurs, quel que soit leur domaine, continuent d’investir, pour identifier les pistes qui sauront contourner ou s’adapter au mieux à ces aléas climatiques.
