La forte concentration de dioxyde de carbone (CO2) dans l’atmosphère est une double menace, car elle a des effets sur sécurité alimentaire et dans le urgence climatique mondiale. Selon la conclusion d’une équipe de recherche internationale dans laquelle intervient le Centre de recherche écologique et d’applications forestières (CREAF) de Catalogne, une forte concentration de CO2 dans l’atmosphère réduit la disponibilité du phosphore dans les sols où il est cultivé de plus de 20% riz. Le phosphore est un minéral fertilisant essentiel pour un sol productif.
C’est le résultat de deux expériences dans lesquelles, pour la première fois, des rizières ont été étudiées dans des conditions de forte teneur en dioxyde de carbone. L’étude a été publiée dans la revue Nature Geoscience et des spécialistes d’Australie, d’Espagne, du Canada, des États-Unis, de France et de Chine y ont participé.
L’article prédit un grand risque de réduction des rendements de riz, en particulier dans les pays à faible revenu, une situation qui les place dans des conditions défavorables, et creuse encore les inégalités économiques dues aux émissions de CO2 et impacts sur les processus géochimiques.
Les conclusions montrent que 55 % des grandes rizières en Chine et en Inde connaîtront un risque accru de réduction de rendement en raison d’une carence en phosphore. En termes relatifs, les pays à faible revenu (en dehors de la Chine et de l’Inde, en particulier ceux situés en Asie du Sud-Est, en Amérique centrale, en Amérique du Sud, en Afrique et au Moyen-Orient) connaîtront des situations plus critiques, car on s’attend à ce que 70 % des rizières seront plus exposées au risque de baisse des rendements, contre 52 % dans les pays à revenu élevé et intermédiaire.
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Les travaux ont révélé une contradiction : bien que le CO2 atmosphérique soit la principale source de carbone pour les cultures, sa forte concentration dans l’atmosphère limite à long terme la présence d’engrais phosphoré dans le sol.
Ce minéral est essentiel au métabolisme et à la croissance des plantes dans les sols agricoles. Comme l’explique le chercheur du CREAF et du CSIC Josep Peñuelas, « les plantes profitent de l’effet fertilisant à court terme de la forte concentration de CO2 dans l’atmosphère. Mais, A long terme, les cultures de riz n’ont plus de phosphore et le sol s’appauvrit, donc la croissance des plantes est affectée ».
En conséquence, ce compromet la sécurité alimentaire dans un contexte de croissance démographique mondiale où le riz joue un rôle clé.
Un défi mondial
L’engrais chimique phosphoré est inégalement réparti dans le monde et est fabriqué à partir de phosphate naturel, une ressource non renouvelable. 70% de ses réserves se trouvent au Maroc et au Sahara Occidental et de nombreux pays dépendent de l’importation pour s’en débarrasser. Par conséquent, son déficit soutenu peut entraîner un rendement agricole limité dans certaines régions du monde. De plus, cette situation pourrait s’aggraver à l’avenir compte tenu de l’augmentation continue des niveaux de CO2 atmosphérique, qui limitent la présence de phosphore.
La situation pose un défi sociopolitique international, pour l’accès à ce minerai au pouvoir fertilisant. « La difficulté pour les pays à faible pouvoir d’achat de fertiliser leurs terres agricoles avec des suppléments de phosphore est évidente et inquiétante », déclare le chercheur Josep Peñuelas. En effet, lors de la crise alimentaire mondiale de 2007-2008, le prix de la roche phosphatée et des engrais a augmenté de 400% en 14 mois, révélateur de la forte instabilité socio-économique liée au phosphore. Cette augmentation de prix s’est également produite en 2022.
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Comme alternative, l’équipe scientifique propose que il est urgent de planifier des stratégies internationales de gestion du phosphore qui envisagent les futurs changements mondiaux.
La fertilisation intensive, une alternative remise en question
Administrer intensivement des engrais aux sols agricoles compenser sa réduction à long terme semble être l’alternative idéale, mais elle a des conséquences qu’il faut éviter, estiment les scientifiques.
D’une part, la fertilisation excessive des terres arables avec du phosphore pour maximiser la production Il est généralement concentré dans les pays à fort pouvoir d’achat qui peuvent se le permettreessentiellement d’Europe, d’Amérique du Nord et d’Asie du Sud-Est.
Et d’autre part, le phosphore accumulé dans le sol est perdu par le ruissellement des eaux de pluie, l’érosion et le lessivage (perte de nutriments solubles dans l’eau). De plus, la présence excessive de ce minéral dans les eaux fluviales et marines est la principale cause de l’apparition d’algues nuisibles, de la mort des poissons dans les estuaires et les eaux côtières, et de la génération de zones mortes, situation connue par la science sous le nom d’eutrophisation.
Pour la première fois, les deux expériences scientifiques ont été menées sur des périodes de 15 et 9 ans avec du riz. La technologie FACE (Free Air CO2 Enrichment), la plus largement utilisée par la science, a été appliquée pour augmenter la concentration de dioxyde de carbone atmosphérique et examiner les réponses de la biosphère. FACE n’est ni bon marché ni facile à entretenir, c’est pourquoi les expériences qui l’appliquent sur une décennie sont rares et très uniques dans le monde.
Etude de référence : https://www.nature.com/articles/s41561-022-01105-y
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