Alors que le changement climatique s’accélère, de nombreux pays du monde sont de plus en plus confrontés au risque de sécheresse. La rareté de l’eau est devenue l’une des contraintes majeures de la production alimentaire au 21ème siècle, et un menace majeure pour notre sécurité alimentaire actuelle et future. Dans la Corne de l’Afrique, quatre saisons consécutives de déficit pluviométrique ont fait que plus de 16 millions de personnes sont confrontées à une famine sévère en Somalie, en Éthiopie et au Kenya. Les sécheresses et autres chocs climatiques comme cette vague de chaleur estivale deviennent plus fréquents dans la crise climatique actuelle.
Parce que la principale source d’eau des cultures est la pluie, elles sont très vulnérables à la sécheresse. Même là où les agriculteurs disposent de sources d’eau souterraines, beaucoup sont courir à sec. Au Maroc, la crise de l’eau et la concurrence avec d’autres secteurs pourraient bientôt rendre l’agriculture dans des régions comme Agadir difficile voire impossible.
Pourtant, dans les 20 à 30 prochaines années, nous devrons augmenter la production agricole jusqu’à 70 %, notamment en Afrique. L’agriculture est le premier utilisateur des ressources en eau (70% à 80%) et doit donc augmenter radicalement son efficacité pour répondre à la diminution des ressources et à une demande croissante en eau potable et d’autres usages, y compris l’industrie, le tourisme et la préservation des écosystèmes.
Sélection des cultures et techniques agricoles
Alors, comment pouvons-nous accroître durablement la production agricole dans le contexte de sécheresses qui plus fréquentes, plus intenses et plus durables? Si nous examinons la science, cela se résume en grande partie à la sélection des cultures. Plus précisément, la capacité d’une variété de blé ou de pois à produire plus de grains avec moins d’eau est la combinaison de trois phénomènes:
La capacité des plantes à pomper l’eau du sol au niveau des racines: c’est ainsi qu’ils créent de la biomasse par photosynthèse sans perdre trop d’eau par évaporation. Les plantes ont des surfaces foliaires avec des ouvertures microscopiques appelées stomates qui s’ouvrent ou se ferment pour permettre l’échange de CO2 et de vapeur d’eau. Des recherches ont montré qu’en modifiant les mécanismes d’ouverture sensibles à la lumière des stomates, la la plante pourrait économiser 25% d’eau pour la même biomasse produite.
Augmenter la quantité de céréales produites par chaque culturenotamment en veillant à ce qu’ils utilisent l’eau aussi efficacement que possible. Un système lysimétrique innovant la pesée des plantes individuelles et la numérisation de la surface des feuilles en temps réel ont révélé que l’efficacité de la transpiration pour des plantes comme le sorgho pouvait varier considérablement d’un individu à l’autre, sans nécessairement produire de différences. Cela pourrait être un trait prometteur de tolérance à la sécheresse à explorer.
Étudier les combinaisons optimales de plantes, appelées diversité des cultures. Dans des conditions de sécheresse, mil chandelle associé au niébé, une légumineuse importante en Afrique de l’Ouest, peut produire le même rendement de mil que le mil seul. Cela signifie qu’une récolte supplémentaire de niébé riche en protéines peut être produite avec la même quantité d’eau. La culture conjointe de céréales et de légumineuses dans un même champ permet d’optimiser les ressources en eau du sol en limitant l’évaporation du sol grâce au couvert végétal. Cela contribue également à la sécurité alimentaire en ajoutant des protéines dans le régime alimentaire des familles d’agriculteurs.
Changement climatique : l’agriculture comme contributeur, victime et solution. Crédit : Cirad
Une autre stratégie contre la sécheresse consiste à améliorer le stockage de « l’eau verte », qui est retenue dans la structure poreuse du sol. Cela peut être réalisé par des pratiques de conservation des sols, des structures d’aménagement paysager telles que des terrasses ou agriculture de contour, et d’autres stratégies d’irrigation. Par exemple, irrigation déficitaire est la pratique d’arroser les plantes moins fréquemment mais de manière ciblée, et cela peut forcer la plante à creuser plus profondément son système racinaire et à être moins dépendante de l’arrosage.
Expériences simulées par ordinateur et outils socio-économiques pour guider la prise de décision
Au fil des années, la recherche agronomique a développé de nombreuses solutions technologiques contre la sécheresse. Compte tenu des risques croissants, cependant, nous devons mieux choisir ce qui convient le mieux à chaque agriculteur. Les choix dépendent de l’environnement spécifique de chaque exploitation, où les conditions agronomiques et climatiques varient considérablement dans l’espace et dans le temps. Les incertitudes sur les conditions agro-climatiques signifient que la recherche traditionnelle sur les cultures ne suffit pas pour explorer et intensifier les solutions d’adaptation au climat.
Les percées de ces dernières années ont permis aux chercheurs d’utiliser des capteurs à faible coût pour mesurer en temps réel l’humidité du sol, l’état hydrologique de la plante et d’autres paramètres. À l’aide de drones et d’autres outils, les plantes peuvent également être scannées directement sur le terrain, récoltant des dizaines de paramètres tels que la température des feuilles (un indicateur de stress hydrique) et les indices de surface foliaire, qui permettent aux chercheurs de modéliser la façon dont les plantes réagissent à la sécheresse au niveau de la feuille. ou niveau racine. Cette révolution des données a conduit à la sélection de sorgho « stay-green » qui peut résister à des conditions de sécheresse même intenses.
Mais comment démêler toute cette complexité ? Modélisation de la croissance des plantes combinée à des modèles statistiques permet aux chercheurs d’effectuer des essais agronomiques « virtuels » pour évaluer les combinaisons de cultures et les pratiques agricoles dans différentes conditions de sol, d’eau et de climat. Cette approche a permis de trier plus de 150 variétés de blé selon leur résistance à la sécheresse dans 13 environnements différents.
Du point de vue de l’agriculteur, sa vulnérabilité à la sécheresse dépendra du choix des cultures et des variétés cultivées, de l’époque des semis (qui peut devenir très difficile à déterminer lorsque les prévisions pluviométriques sont de plus en plus incertaines) et de la manière dont les sols sont gérés pour conserver cette eau précieuse.
La dimension économique et politique est cruciale, car les agriculteurs doivent maintenir un équilibre délicat entre les risques, l’incertitude et les avantages potentiels. La co-création de produits d’assurance indicielle sécheresse adaptés aux petites agricultures des pays en développement pourrait transformer l’agriculture de ces pays, car les agriculteurs pourraient mieux planifier les risques et leur système de culture d’une année sur l’autre.
Naviguant entre des considérations de sécurité alimentaire et de souveraineté alimentaire, certains pays africains comme le Sénégal devront investir pour produire plus de nourriture par goutte. Cela peut passer par une transformation radicale de leur agriculture, allant du déplacement des investissements dans le riz vers de nouveaux systèmes rizicoles économes en eau tels que rotation mouillage et séchage du riz (AWD) en Asie du Sud, en introduisant du blé au Sénégal ou en Mauritanie pour répondre à la facture croissante des importations alimentaires ou développer des filières de cultures traditionnelles résistantes à la sécheresse comme fonio, un millet originaire d’Afrique de l’Ouest. Tous ces choix nationaux auront des implications sur la vulnérabilité des agriculteurs aux futures sécheresses.
Combiner des expériences in silico (simulées par ordinateur) et des outils socio-économiques pourrait grandement faciliter la prise de décision vers les solutions les plus efficaces d’adaptation à la sécheresse – à l’échelle d’une plante (sélection variétale), de la ferme ou d’un territoire (vers une gestion plus intégrée de l’eau) .
Du 28 novembre au 2 décembre 2022, la septième Conférence inter-sécheresse aura lieu à Dakar, au Sénégal. C’est la première fois qu’il se tient sur le continent qui fait face aux effets les plus dévastateurs du changement climatique, et ce sera un moment clé pour imaginer l’agriculture résiliente et économe en eau dont notre société a tant besoin.
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