Grâce à des croisements de blé avec des graminées sauvages porteuses de la caractéristique BNI, les cytogénéticiens du CIMMYT espèrent créer des variétés de blé à haut rendement dans lesquelles la caractéristique BNI est active.
Photo: © CIMMYT

Des productions agricoles offrant une bonne fixation de l’azote à l’horizon ?

Des chercheurs internationaux déclarent que grâce à une alternative naturelle et abordable à l’utilisation massive d’engrais azotés par les agriculteurs, la science offre actuellement une solution permettant d’améliorer la productivité agricole et de considérablement réduire les émissions de gaz à effet de serre.

Dans un rapport récent, une équipe internationale de phytogénéticiens sous l’égide du Centre international d’amélioration du maïs et du blé (CIMMYT) propose une méthode permettant d’obtenir des variétés de blé et de cultures fourragères présentant une caractéristique appelée inhibition de la nitrification biologique (BNI). Les végétaux porteurs de la caractéristique BNI peuvent éliminer la perte d’azote (N) dans le sol et améliorer l’efficacité de son absorption et de son utilisation par eux-mêmes et d’autres végétaux.

Les auteurs, qui font partie d’un nouveau consortium de recherche sur la BNI, proposent de transférer la caractéristique BNI de ces végétaux vers d’importantes cultures alimentaires et fourragères telles que celles du blé, du sorgho et du Brachiaria (graminée fourragère).
« À l’échelle mondiale, près d’un cinquième des engrais sont utilisés chaque année pour la culture du blé alors que cette plante n’utilise qu’environ 30 pour cent de l’azote appliqué, » déclare Guntur Subbarao, chercheur au Centre international de recherche pour les sciences agricoles (JIRCAS) du Japon et principal auteur de l’étude.

Ce dernier précise que « si les travaux sur la BNI portent leurs fruits, ils pourraient faire du blé, plante vivrière la plus cultivée au monde, une plante super efficiente en matière de fixation de l’azote. Les agriculteurs dépenseraient nettement moins en engrais et les émissions d’oxyde nitreux dues à la culture du blé pourraient diminuer dans des proportions allant jusqu’à 30 pour cent. »

Les engrais azotés sont une source majeure d’émissions agricoles. Environ 70 pour cent de l’azote appliqué sous forme d’engrais sont entraînés par les eaux ou passent dans l’air sous forme d’acide nitreux (N2O), un gaz à effet de serre 300 fois plus puissant que le CO2.

Hans Braun, directeur du programme mondial de recherche sur le blé au CIMMYT, déclare que « la technologie BNI est une option parmi d’autres que nous étudions en vue de réduire les pertes d’azote dues à la culture du blé, mais des fonds supplémentaires sont nécessaires pour mener les travaux à bien. »
L’étude, qui a récemment été publiée dans Plant Science, fait également état de plantes fourragères à BNI élevée telles que les graminées tropicales (Brachiaria) qui produisent la brachialactone, un puissant inhibiteur chimique de la nitrification biologique.
Selon Michael Peters, responsable du programme de recherche sur les fourrages tropicaux au Centre international d’agriculture tropicale (CIAT), ces graminées servent à alimenter le bétail tout en réduisant les émissions de N20 et en améliorant la fertilité du sol pour la culture d’autres plantes en rotation sur la même terre.

« Cela peut paraître absurde à beaucoup, mais cultiver la Brachiaria à BNI élevée pour nourrir le bétail peut effectivement contribuer à réduire les émissions de gaz à effet de serre dues à la production animale, » déclare Michael Peters, qui ajoute que la libération de capacités BNI dans d’autres plantes contribuerait à réduire l’utilisation générale des engrais azotés, ce dont profiteraient les agriculteurs et l’environnement dans son ensemble.

Selon l’étude, des travaux portant sur le sorgho dans lequel la BNI est active sont également en cours à l’Institut international de recherche sur les cultures des zones tropicales semi-arides (ICRISAT).

D’importants investissements sont nécessaires pour la recherche sur le transfert de gènes

Les chercheurs du CIMMYT et de l’ICRISAT déclarent toutefois qu’il faudra encore attendre quelques années avant que des cultures alimentaires dans lesquelles la caractéristique BNI est active soient possibles, car il est difficile et coûteux de transférer la caractéristique BNI génétiquement complexe dans des variétés agricoles élites tout en préservant leur potentiel de haut rendement et d’autres qualités souhaitables.

Guntur Subbarao et d’autres demandent que d’importants investissements soient consacrés à la recherche pour faire en sorte que des plantes alimentaires et fourragères à forte BNI soient cultivées à grande échelle dans le monde entier d’ici à 2050 et contribuent ainsi à atteindre l’objectif de limitation de l’accroissement de la température mondiale à deux degrés Celsius au-dessus des niveaux de l’époque préindustrielle.

Selon Masa Iwanaga, président du JIRCAS, la technologie BNI est représentative de la transformation nécessaire dans les actuels modèles et pratiques agricoles pour relever les défis de la production alimentaire du 21ème siècle.

« Nourrir une population mondiale qui devrait dépasser les neuf milliards de personnes d’ici à 2050 va exercer une pression énorme sur les systèmes agroalimentaires et su l’environnement, » déclare Masa Iwanaga. « En même temps, l’agriculture n’est pas seulement un secteur de production de produits de base, elle fait également partie d’un vaste écosystème qui offre des moyens de survie et des services à la société humaine. »

(Mike Listman, cimmyt/wi)

Pour en savoir plus :

Programme de recherche sur le blé du CGIAR

JIRCAS

CCAFS – Programmes de recherche sur le changement climatique, l’agriculture et la sécurité alimentaire