Aux racines de l’agriculture

par Andy Hammermeister, Ph.D., P.Ag.

Alors que nous semblons attendre de la technologie et de la manipulation biologique qu’elles résolvent nos problèmes agricoles, aurions-nous oublié la technologie inhérente à la nature elle-même? À la conférence annuelle tenue récemment par les associations américaines d’agronomie, de science du sol et de phytotechnie, j’ai été frappé par les efforts de certains pour creuser la question.

Un exposé –– « The Roots of the Second Green Revolution » –– par Jonathon Lynch, de la Pennsylvania State University (SSSA Howard M. Taylor Memorial Lectureship) s’est articulé autour de l’idée suivante : Avant la première révolution verte, le rendement des cultures était en partie limité par la fertilité du sol, même si les cultures qui bénéficiaient de hauts niveaux d’intrants n’apportaient guère de solution à cause de leur croissance élevée et de leur tendance à la verse. En plus d’accroître les rendements par l’apport de produits chimiques et de fertilisants, la première révolution verte visait la mise au point de variétés naines de cultures pouvant bien réagir à une fertilisation poussée. À bien des égards, la première révolution verte a réussi. Dans les pays touchés par la faim, toutefois, 1 enfant sur 7 meurt encore avant l’âge de cinq ans. L’objectif de la deuxième révolution verte sera donc d’accroître le rendement des cultures à des niveaux peu élevés de fertilité des sols. La plupart des pays du monde dépendent beaucoup de la production de haricots pour répondre aux besoins alimentaires. Toutefois, cette production n’atteint que de 15 % à 20 % des rendements potentiels à cause surtout de la faible fertilité des sols et particulièrement de la carence en phosphore. La fertilisation n’a pu répondre totalement à ce problème à cause des coûts, de l’accessibilité des produits, de la fixation du phosphore dans le sol, et de l’acidification des sols. Une solution de remplacement est la sélection de génotypes de cultures bien adaptés aux terrains dont la teneur en phosphore est faible. Les variétés modernes de cultures ne sont pas efficaces parce qu’elles ont été élaborées pour répondre à des niveaux élevés d’intrants, et elles sont souvent sensibles à la toxicité de l’aluminium fréquent dans les sols acides.

Contrairement à d’autres nutriments, le phosphore ne se déplace pas dans le sol, ce qui signifie que ce sont les végétaux qui doivent l’atteindre. Par conséquent, la solution repose sur les racines. Les chercheurs commencent à démontrer que les rendements de cultures peuvent être accrus de façon notable en sélectionnant des caractéristiques particulières de racinement. Elles incluent une plus grande quantité de racines latérales, des poils racinaires plus denses et plus épais, et des racines au diamètre plus grand. On peut sélectionner l’angle, la profondeur et la répartition des racines pour correspondre à la diffusion du phosphore dans le sol. Des différences en matière d’aménagement des sols –– comme les pratiques de labour –– peuvent avoir une influence considérable sur la localisation du phosphore dans le sol. Cela signifie qu’il faut des caractéristiques racinaires différentes selon les différents systèmes d’aménagement des sols adoptés. Une autre stratégie possible pourrait être la culture de génotypes ayant des tendances racinaires différentes, afin de réduire la compétition entre plantes et d’améliorer l’assimilation du phosphore selon sa répartition dans le sol.
Lorsqu’un végétal investit dans une production accrue de racines, il prive d’énergie la production de feuilles et de graines, ce qui, en retour, diminue le rendement. Une racine ayant une surface (circonférence) plus grande sera en contact avec plus de sol et sera donc en mesure d’accéder à davantage de phosphore. Augmenter la taille des racines pourrait exiger un apport plus grand d’énergie. Les génotypes efficaces sur le plan de l’assimilation du phosphore peuvent développer une biomasse racinaire plus importante pour le même coût d’énergie, ce qui permet au végétal d’envoyer davantage d’énergie aux feuilles et aux graines. La solution pourrait résider dans l’aérenchyme, ce tissu des racines composé de cellules agissant comme des poches d’air. En accroissant la taille de l’aérenchyme, on peut augmenter le diamètre des racines sans surcroît notable de dépense d’énergie. Les différences importantes entre génotypes que l’on peut observer dans des conditions de faible fertilité peuvent échapper à l’observation en conditions de haute fertilité; certains génotypes peuvent s’adapter aux niveaux de fertilité des sols.

Un problème pourrait se poser avec les génotypes très efficaces sur le plan du phosphore. S’ils sont si efficaces à atteindre le phosphore du sol, pourraient-ils éventuellement l’épuiser… le mettre à sec? Cela pourrait constituer un réel problème pour la croissance d’autres cultures moins efficaces à extraire le phosphore. Dans bien des régions du monde frappées par la famine, les sols en pente perdent annuellement jusqu’à 100 kg de phosphore par hectare à cause de l’érosion. En moyenne, une bonne récolte de fèves en assimilerait de 2 à 4 kg/ha par an. Une meilleure couverture du sol et une diminution des pertes dues à l’érosion compenseraient la consommation de phosphore provoquée par l’agriculture. (L’autre solution serait d’équilibrer les pertes de phosphore par un apport issu des eaux usées ou des fumiers d’animaux.)

Les messages clés de cette présentation : il faut des solutions à faible coefficient de technologie et à faibles niveaux d’intrants afin de résoudre les problèmes de famine dans le monde –– la sélection de bonnes caractéristiques racinaires permettrait peut-être d’obtenir des rendements plus élevés en cas de faible fertilité. Il en coûte actuellement 1 million de dollars et plusieurs années pour mettre au point une nouvelle variété de blé. L’amélioration génétique en vue d’obtenir des caractéristiques racinaires particulières serait encore plus coûteuse. Combien sommes-nous prêts à investir pour mettre fin à la famine?

Le Dr Andy Hammermeister est associé en recherche au Centre d’agriculture biologique du Canada (CABC). Veuillez transmettre vos commentaires ou questions par téléphone au (902) 893-7256 ou par courriel à ahammermeister@nsac.ca