Le changement climatique a provoqué une augmentation du climat dans la région semi-aride du Brésil. Les données du Centre national de surveillance et d’alerte des catastrophes naturelles (CEMADEN) et de l’Institut national de recherche spatiale (INPE) dans ce pays sud-américain indiquent une expansion de 7 500 kilomètres carrés par an depuis 1990, ce qui équivaut à cinq fois la superficie. de la ville de São Paulo. Un phénomène similaire a été observé dans certaines régions d’Europe et d’Afrique du Nord.
C’est dans cette optique et avec le désir de trouver des solutions pour atténuer le changement climatique qu’un groupe de chercheurs brésiliens a commencé à rechercher des plantes ayant le potentiel d’être utilisées pour générer de la bioénergie et qui pourraient être cultivées là où le climat n’est pas favorable à la canne à sucre.
Ils ont décidé d’étudier Agave, un genre de plantes succulentes qui comprend plus de 200 espèces et qui est largement utilisé au Mexique pour fabriquer de la tequila.
Les résultats ont été présentés le 14 octobre lors Semaine FAPESP Italie par Marcelo Falsarella Carazzolle, professeur à l’Institut de biologie (IB) de l’Université d’État de Campinas (UNICAMP) qui coordonne l’initiative aux côtés de Gonçalo Pereira, également de l’IB-UNICAMP. L’événement, qui s’est terminé le 15 octobre, s’est déroulé en partenariat avec l’Alma Mater Studiorum—Università di Bologna (UNIBO).
« Au Brésil, la principale espèce cultivée est l’Agave sisalana, dont les feuilles sont utilisées pour fabriquer de la fibre de sisal. Cependant, ce procédé n’utilise que 4 % de la plante, générant une grande quantité de déchets qui sont désormais mis au champ pour être dégradés. « , a déclaré le chercheur.
« Cependant, il est possible de générer de la bioénergie à la fois à partir du jus extrait des feuilles, riche en inuline, un type de sucre, et à partir de la bagasse, riche en cellulose. En plus des feuilles, les pommes de pin d’agave s’accumulent également. beaucoup d’inuline qui peut être utilisée. Les plantes nécessitent moins d’eau et d’engrais. [compared to sugarcane]croître en cinq ans et générer 800 tonnes de biomasse par hectare. »
Le groupe a collecté différentes espèces d’agave dans tout le Brésil et dans des pays comme le Mexique et l’Australie pour créer une banque de matériel génétique. Et il étudie le phénotype des plantes, évaluant leur composition en sucres, leur photosynthèse et leurs taux de croissance, leur besoin d’irrigation et leur relation avec le sol, entre autres facteurs.
Sur la base de ces informations, l’entreprise développe des stratégies pour aider à surmonter les défis liés à la transformation de l’agave en « canne à sucre du sertão » – le sertão est l’arrière-pays ravagé par la sécheresse de la région nord-est du Brésil.
L’une des principales difficultés est que la levure normalement utilisée dans la production d’éthanol, Saccharomyces cerevisiae, est incapable de métaboliser l’inuline, qui est un polymère de fructose et doit être hydrolysée pour libérer des sucres fermentescibles.
Le groupe a développé à cet effet une souche génétiquement modifiée et un brevet pour le procédé a été déposé auprès de l’Institut national de la propriété industrielle (INPI). Levures modifiées ont également été développés et brevetés pour métaboliser le xylose, l’un des sucres présents dans la bagasse.
Un autre défi a été la recherche de biostimulants et d’engrais capables d’accélérer le taux de croissance de l’agave, considéré comme lent. « Nous brevetons un composé qui double [the growth rate]et nous en avons identifié quatre autres qui se sont révélés prometteurs, en évaluant les bases moléculaires et leurs mécanismes d’action », a-t-il déclaré.
Une autre avancée majeure a été le développement d’une plante génétiquement modifiée pour devenir tolérante au glyphosate, l’un des herbicides les plus utilisés au monde. « Nous avons breveté le protocole de transformation génétique de l’agave car même dans les régions semi-arides, il y a une forte concurrence avec les mauvaises herbes. »
L’objectif ultime du projet est de permettre de produire non seulement de l’éthanol à partir d’agave mais aussi du biométhane, du biohydrogène et du biochar.
Agriculture de précision
La présentation de Carazzolle faisait partie d’une table ronde sur le système agroalimentaire et le développement durable.
Les autres participants étaient Lucas Rios do Amaral, de la Faculté d’Ingénierie Agronomique (FEAGRI) de l’UNICAMP, ainsi que Valda Rondelli et Matteo Vittuari, tous deux du Département des Sciences Agricoles et Alimentaires de l’UNIBO. Le panel était coordonné par José Paulo Molin, professeur à la Faculté d’Agriculture Luiz de Queiroz (ESALQ-USP).
« L’agriculture s’est développée rapidement au Brésil. La production du pays a commencé à augmenter vers 1950-1960. Le point de départ de ce processus a été le début de la mécanisation, qui a permis de cultiver de grandes superficies. Et cela est étroitement lié à l’arrivée de des immigrés, principalement d’Italie et d’Allemagne, et ils sont encore présents dans le pays aujourd’hui, sous la forme de grandes entreprises. [producing agricultural machinery] », a déclaré Molin.
« Maintenant, nous passons à l’étape suivante, qui est l’automatisation. Cela implique, par exemple, des outils d’intelligence artificielle intégrés dans les machines », a déclaré le professeur de l’ESALQ-USP, en introduisant le thème de la présentation d’Amaral, qui mettait en avant les résultats d’une autre projet.
« Nous devons augmenter la production alimentaire parce que la population augmente. Mais nous devons optimiser l’utilisation des ressources naturelles et rendre le processus plus durable. La fertilisation est l’une des ressources les plus importantes pour nous car au Brésil, nous avons des sols pauvres. Utilisation inappropriée L’utilisation d’engrais augmente les coûts de production et a un impact sur l’environnement. Dans ce scénario, l’agriculture de précision devient une alternative », a expliqué Amaral.
Il existe une grande variabilité dans la qualité des sols dans les régions agricoles, et traiter l’ensemble de la zone de manière homogène constitue un gaspillage de ressources, a ajouté le chercheur. Pour éviter cela, les agriculteurs doivent faire appel à des entreprises qui évaluent cette variabilité en collectant manuellement de nombreux échantillons, qui sont ensuite analysés en laboratoire. Les résultats fournissent une « carte de prescription » qui indique où une plus ou moins grande quantité d’un produit donné doit être appliquée.
L’objectif du projet d’Amaral est d’optimiser la collecte d’échantillons à l’aide de données obtenues par télédétection (satellites et drones) et par détection proximale (équipements sur tracteurs, par exemple).
« Mon objectif n’est pas de fournir la carte à l’agriculteur, mais de soutenir les prestataires de services qui le font. Des centaines d’entreprises collectent des échantillons pour générer la carte. J’essaie de rendre ce processus plus efficace afin de réduire le nombre d’échantillons nécessaires. collectées pour générer une carte encore plus précise », a-t-elle expliqué.
Valda Rondeli a présenté des projets liés au développement de véhicules autonomes à usage agricole, parmi lesquels les tracteurs. L’idée est d’utiliser des équipements intelligents pour obtenir des données et développer des systèmes pouvant aider à la prise de décision dans les exploitations agricoles. « Nous sommes à l’ère du big data. Nous devons utiliser l’intelligence artificielle pour gérer les données et obtenir la bonne information au bon moment », a-t-elle déclaré.
Matteo Vittuari a parlé de la manière de stimuler les politiques publiques qui favorisent la transformation du système alimentaire et le développement durable. Il a également expliqué comment impliquer les citoyens et les institutions dans ce processus et comment mesurer l’impact de ces stratégies.