Une ancienne stratégie agricole est prometteuse pour la résilience climatique

Morgan Ruelle vivait dans les montagnes reculées d’Éthiopie en 2011, recherchant sa thèse sur la diversité alimentaire, lorsqu’il n’arrêtait pas d’entendre parler d’une culture qui le troublait.

Les agriculteurs ont mentionné à plusieurs reprises un grain appelé « duragna » en amharique qui n’avait pas d’équivalent en anglais. « Ils n’arrêtaient pas de dire: » Eh bien, ce n’est pas vraiment du blé, ce n’est pas vraiment de l’orge « , dit Ruelle. « J’étais juste un peu perplexe pendant plusieurs semaines. »

Finalement, un agriculteur a expliqué que le duragna était en fait un mélange de blé et d’orge, et parfois aussi d’autres céréales, plantés ensemble, plutôt qu’un seul type de céréales semées en rangées ordonnées.

Il était tombé sur l’un des rares endroits au monde où les agriculteurs sèment encore des maslins, ou des mélanges d’espèces de céréales, qui peuvent contenir du riz, du millet, du blé, du seigle, de l’orge, du triticale, de l’amidonnier et plus encore.

Les connaissances que les agriculteurs ont partagées avec Ruelle ont conduit à un article de chercheurs actuels et anciens de Cornell qui suggère que les maslins, qui ont nourri les humains pendant des millénaires mais sont maintenant largement oubliés, ont la capacité unique de s’adapter en temps réel à des conditions météorologiques de plus en plus imprévisibles et extrêmes causées par changement climatique.

La recherche tisse des travaux antérieurs en agronomie, ethnographie, archéologie, histoire et écologie. Il montre que les maslins – d’un mot latin pour « mixte » – sont utilisés depuis plus de 3 000 ans et dans au moins 27 pays, de l’Afrique du Nord à l’Europe et à l’Asie et plus tard à l’Amérique du Nord. Les maslins sauvages ont peut-être même donné lieu à l’agriculture.

« Les agriculteurs de subsistance du monde entier gèrent et atténuent les risques sur leurs exploitations depuis des milliers et des milliers d’années et ont développé ces stratégies adaptées localement pour y parvenir », déclare Alex McAlvay, ancien chercheur postdoctoral de Cornell, premier auteur de l’article et maintenant chercheur à le jardin botanique de New York. « Il y a beaucoup de choses que nous pourrions apprendre d’eux, surtout maintenant, à une époque de changement climatique. »

Plus rapide que l’évolution

Au début, Ruelle – maintenant professeur adjoint de sciences et politiques environnementales à l’Université Clark – pensait que les agriculteurs cultivaient des maslins ensemble, puis séparaient les composants pendant la récolte – assez facile avec d’autres plantations mixtes comme les fèves, qui poussent haut et bas. -la culture des pois de grande culture. Mais le blé et l’orge ? « Je ne pouvais pas les imaginer traversant le champ et disant, c’est du blé, c’est de l’orge. Cela semblait juste très difficile. »

Puis il a commencé à comprendre pourquoi les agriculteurs considéraient le mélange comme une seule culture. Les femmes ont commencé à lui dire qu’elles l’utilisaient pour faire du pain, de la bière, de l’injera – une crêpe au levain – et du kollo, un en-cas populaire composé de céréales grillées, de légumineuses et d’oléagineux. Le blé et l’orge sont plantés ensemble, récoltés ensemble, préparés et consommés ensemble.

« Tout de suite, nous avons pensé, les proportions [of wheat and barley] doit changer d’année en année », dit Ruelle. « C’est cette entité réactive en constante évolution. À lui seul, il fonctionne en dehors du contrôle de l’agriculteur pour répondre à toutes les conditions. »

Par exemple, si une pluie exceptionnellement forte détruit la moitié des plantes, les plantes qui sont encore debout sont bien adaptées à cet événement pluvieux, explique Anna DiPaola, doctorante et co-auteur de l’article. « La nature donne à l’agriculteur un retour d’information et lui dit : « C’est bien adapté. Plantez-le à nouveau. » »

Et si une sécheresse en fait une mauvaise année pour le blé, l’orge, qui a tendance à être plus résistante à la sécheresse, compensera et produira un meilleur rendement, dit Ruelle. « Donc quoi qu’il arrive, tu vas pouvoir faire du pain avec ça. »

McAlvay a trouvé des agriculteurs vantant cet avantage lors de recherches en Géorgie. Lors de leur première sortie sur le terrain là-bas, à l’été 2022, il s’est entretenu avec un prêtre qui cultivait un mélange de blé et d’orge, qu’il utilise pour les saints sacrements et les fêtes de l’église. « Il a dit: » Si l’un échoue, au moins nous avons l’autre. Le traducteur a utilisé exactement les mêmes mots que le traducteur éthiopien. Je me suis dit : « Wow, c’est un phénomène » », raconte McAlvay.

Les proportions dans les mélanges changent d’année en année, s’adaptant automatiquement aux conditions de croissance du moment. Si une zone devient de plus en plus sèche, le blé ne poussera pas aussi bien, et les semences que l’agriculteur conserve pour la prochaine plantation incluront automatiquement moins de blé et plus d’orge, dit McAlvay.

« C’est plus rapide que l’évolution. Si vous n’aviez qu’une seule variété faible, il faudrait beaucoup de temps pour s’adapter », dit-il. « Mais si vous avez plusieurs espèces et plusieurs variétés, ces changements peuvent se produire très rapidement. »

Cette capacité fait des maslins une stratégie parfaite pour faire face au changement climatique, en particulier parce qu’ils sont plus immédiatement évolutifs que les autres polycultures ne le sont pas. De nouvelles machines seraient nécessaires pour récolter les haricots et le maïs cultivés ensemble. « Mais nous avons depuis longtemps la technologie pour récolter ces céréales », déclare McAlvay.

De plus, les chercheurs encouragent les agriculteurs à s’adapter aux futures conditions moyennes, qu’elles soient plus chaudes ou plus sèches, dit Ruelle. « Mais je suis beaucoup plus inquiet de l’augmentation de la variabilité des conditions météorologiques et du fait que les agriculteurs doivent faire face à une année très chaude suivie d’une année très fraîche ou d’une saison tardive suivie d’une saison précoce », dit-il. « J’entends des agriculteurs éthiopiens dire, je ne sais pas quoi faire, le temps est tellement imprévisible maintenant. »

Maslins pourrait aider les agriculteurs à prospérer dans un plus large éventail de conditions, dit-il. « Nous sensibilisons les gens à un système autochtone qui aide les agriculteurs à faire face à la variabilité. »

Une stratégie ancienne

Bien qu’elle ait été autrefois si répandue, la stratégie consistant à semer des maslins est passée inaperçue, déclare l’écologiste des maladies et agroécologiste Alison Power, professeur d’écologie et de biologie évolutive au Collège d’agriculture et des sciences de la vie et co-auteur de l’article. Ruelle et McAlvay étaient postdoctorales dans son laboratoire.

Power n’avait pas rencontré le concept jusqu’à ce qu’elle ait lu la thèse de Ruelle en tant que conseillère au sein de son comité, même si elle travaillait dans le domaine depuis le début des années 1980. « J’ai dit : ‘Ils font quoi ?' », se souvient Power. « La chose la plus surprenante pour moi, c’est que cela remonte à si loin et que c’est une pratique si répandue qui se poursuit à ce jour dans plusieurs parties du monde », dit-elle. « La plupart d’entre nous dans la communauté agroécologique – ce n’était pas quelque chose dont nous étions conscients. »

Elle attribue à Zemede Asfaw, professeur d’ethnobotanique à l’Université d’Addis-Abeba, le mérite d’avoir aidé l’équipe de Cornell et d’autres à comprendre la pratique.

Bien que les maslins ne soient peut-être pas bien connus maintenant, ils ont peut-être poussé ensemble à l’état sauvage et ont constitué la base de l’agriculture dans le Croissant Fertile, selon les chercheurs. Il y a des preuves qu’avant la domestication de ces cultures, les gens plantaient des mélanges des versions sauvages, dit McAlvay. Le petit épeautre sauvage et l’amidonnier sauvage poussent ensemble, tout comme l’orge sauvage, le seigle sauvage et la folle avoine. « J’ai parlé à des scientifiques israéliens qui ont dit qu’ils ne trouvaient jamais de blé sauvage sans orge sauvage », a déclaré McAlvay. « Ces grains co-évoluent depuis des milliers d’années. »

En plus de l’alimentation humaine, les maslins ont été largement utilisés comme fourrage pour le bétail; des mélanges d’orge-avoine, d’avoine-seigle et d’avoine-blé ont été plantés en Amérique du Nord au moins jusqu’en 1889.

Les maslins ont commencé à tomber en disgrâce à partir du 18e siècle, non pas parce qu’ils ne fonctionnaient pas, mais à cause de la mécanisation de l’équipement de récolte ainsi que de l’agriculture scientifique qui encourageait les agriculteurs à planter un type uniforme de céréales pour produire un produit uniforme pour les pays industrialisés. industrie alimentaire.

Mais la pratique se poursuit aujourd’hui en Érythrée, en Inde, en Géorgie, en Grèce et en Éthiopie. Au Soudan, les agriculteurs cultivent un mélange de riz et de sorgho dans des zones inondées de manière prévisible ; le riz pousse dans les zones inondées et le sorgho pousse dans des conditions plus sèches.

En plus de ses avantages d’adaptation au climat, les maslins peuvent produire des rendements plus importants et plus stables, sont plus tolérants à la sécheresse et résistent mieux aux ravageurs et aux mauvaises herbes, par rapport aux cultures uniques.

C’est parce que plusieurs types de plantes réagissent différemment aux conditions stressantes. Les différentes caractéristiques des plantes, telles que la hauteur et la profondeur des racines, et les différents rôles écologiques signifient que les plantes poussent de manière complémentaire, plutôt qu’en compétition, et utilisent la lumière et les ressources souterraines plus efficacement par rapport aux cultures uniques.

Un mélange de blé et d’orge érythréens a surpassé le blé et l’orge en culture pure de 20 % et 11 % respectivement et a produit une plus grande quantité de farine par unité par rapport à l’orge pure dans un essai au champ.

Power dit que de nombreuses questions subsistent sur les maslins. Les maslins fournissent-ils une meilleure nutrition que les monocultures ? Les composants du maslin pourraient-ils être utilisés pour suivre les tendances environnementales ? Comment les mécanismes écologiques sous-tendent-ils la performance des matélins ?

« Ce que nous aimerions faire, ce sont des expériences, pour tester l’idée que celles-ci pourraient être utiles de toutes les manières que nous proposons dans l’article », déclare Power.

Le travail de terrain en Éthiopie a été suspendu en raison de la pandémie de COVID-19 et du conflit politique qui y règne.

L’équipe a donc commencé à tester ses théories plus près de chez elle, dans une petite ferme de recherche de Cornell à Freeville, New York.

Prier pour les pucerons

Anna DiPaola ouvre son ordinateur portable et lance une présentation PowerPoint qui deviendra le premier chapitre de sa thèse de doctorat. Elle lance un jeu de diapositives montrant 66 parcelles d’essai ordonnées mesurant 2 mètres sur 2 mètres, dans lesquelles elle cultive différentes variétés et combinaisons d’orge et de blé dans la ferme d’essai de Freeville. « Je voulais planter des graines nord-américaines dans un champ nord-américain et voir si le concept tient ici », dit-elle.

En tant que membre du laboratoire de Power, elle teste si différentes combinaisons de blé et d’orge seront plus résistantes au virus nain jaune de l’orge, qui affecte les cultures économiquement importantes que sont l’orge, l’avoine, le blé, le maïs, le triticale et le riz. Le virus peut jaunir les feuilles de la plante, rabougrir les racines, retarder le développement des graines, réduire le rendement et augmenter la sensibilité de la plante aux champignons.

Les pucerons sont porteurs du virus et le transmettent aux plantes lorsqu’ils mangent la sève des plantes. « La plupart des agriculteurs n’espèrent pas que les pucerons attaqueront leurs cultures », déclare DiPaola. « Je priais pour les pucerons. »

Les enseignements tirés de son travail contribueront aux prochaines recherches de l’équipe en Géorgie et en Éthiopie.

L’objectif sera de demander aux agriculteurs comment et pourquoi ils plantent des matélins, de récolter des semences et de tester des hypothèses. Et ils feront des analyses nutritionnelles pour comprendre si des micronutriments pourraient être perdus en plantant des monocultures.

« C’est une énorme partie du régime alimentaire de nombreuses personnes », déclare McAlvay. « Donc, si vous ne plantez pas d’orge noire, de blé rouge et que vous ne cultivez que du blé blanc, manquez-vous soudainement de fer ou de certains de ces autres composés ? Il y a déjà un gros problème en Éthiopie, avec le problème caché de la faim, la carence en micronutriments. . »

Et ils cherchent à savoir si les matélins pourraient offrir encore plus d’avantages liés au changement climatique.

Par rapport aux monocultures, les maslins peuvent produire plus de biomasse et absorber plus de carbone que les monocultures, car ils puisent dans différents nutriments et niveaux dans le sol.

« Ce qui me passionne, c’est que le blé est la troisième culture la plus cultivée au monde, sur des millions d’hectares », déclare McAlvay. « Si vous convertissez une grande partie de ce qui n’est que du blé en blé et en orge, vous pourriez réellement faire une différence. »

Les résultats sont publiés dans la revue Agronomie pour le développement durable.