Le changement climatique a bloqué les rendements du blé australien

Le changement climatique a bloqué les rendements du blé australienLe rendement du blé australien a plus que triplé au cours des 90 premières années du XXe siècle, mais il stagne depuis 20. En recherche publiée aujourd'hui dans Global Change Biology, nous montrons que l'augmentation des températures et la baisse des précipitations, en ligne avec le changement climatique mondial, sont responsables du manque à gagner.

Il s'agit d'une préoccupation majeure pour les producteurs de blé, l'économie australienne et la sécurité alimentaire mondiale alors que le climat continue de changer. L'industrie du blé vaut généralement plus de 5 milliards de dollars australiens par an - La récolte la plus précieuse d'Australie. Globalement, la production alimentaire doit augmenter d'au moins 60% d'ici 2050et l'Australie est l'un des plus grands exportateurs de blé au monde.

Il y a cependant de bonnes nouvelles. Jusqu'à présent, malgré les mauvaises conditions de culture du blé, les agriculteurs ont réussi à améliorer les pratiques agricoles et au moins à stabiliser les rendements. La question est de savoir combien de temps ils peuvent continuer à le faire.

Aggravation du temps

Alors que les rendements en blé ont été sensiblement les mêmes au cours des 26 années de 1990 à 2015, les rendements potentiels ont diminué de 27% depuis 1990, passant de 4.4 tonnes par hectare à 3.2 tonnes par hectare.

Les rendements potentiels sont la limite de ce qu'un champ de blé peut produire. Ceci est déterminé par la météo, le type de sol, le potentiel génétique des variétés de blé les mieux adaptées et les meilleures pratiques durables. Les rendements réels des agriculteurs sont en outre limités par des considérations économiques, l'attitude face au risque, les connaissances et d'autres facteurs socio-économiques.

Bien que le potentiel de rendement ait globalement diminué, la tendance n'a pas été répartie également. Alors que certaines zones n'ont subi aucun déclin, d'autres ont diminué jusqu'à 100 kg par hectare chaque année.

Nous avons constaté cette baisse du potentiel de rendement en enquêtant sur 50 stations météorologiques de haute qualité situées dans les zones de culture du blé en Australie.

L'analyse des données météorologiques a révélé qu'en moyenne, la quantité de pluie tombant sur les cultures en croissance a diminué de 2.8 mm par saison, soit 28% sur 26 ans, tandis que les températures quotidiennes maximales ont augmenté en moyenne de 1.05 ℃.

Pour calculer l'impact de ces tendances climatiques sur les rendements potentiels de blé, nous avons appliqué un modèle de simulation des cultures, APSIM, qui a été soigneusement validée contre des expériences sur le terrain en Australie, aux 50 stations météorologiques.

Variabilité climatique ou changement climatique?

Il existe des preuves solides à l'échelle mondiale que l'augmentation des gaz à effet de serre provoque des hausses de température.

Des études récentes ont également attribué les tendances des précipitations observées dans notre région changement climatique anthropique.

Statistiquement, la probabilité d'observer la baisse du potentiel de rendement sur 50 stations météorologiques et 26 ans par variabilité aléatoire est inférieure à un sur 100 milliards.

Nous pouvons également séparer les impacts individuels de la baisse des précipitations, de l'augmentation de la température et de l'augmentation du CO₂ dans l'atmosphère (toutes choses étant égales par ailleurs, l'augmentation du CO₂ atmosphérique signifie une croissance accrue des plantes).

Tout d'abord, nous avons statistiquement supprimé les tendances à la hausse des températures des enregistrements de températures quotidiennes et relancé les simulations. Cela a montré que la baisse des précipitations expliquait 83% de la baisse du potentiel de rendement, tandis que l'augmentation des températures était à elle seule responsable de 17% de la baisse.

Ensuite, nous avons relancé nos simulations avec des enregistrements climatiques, en maintenant le CO₂ aux niveaux de 1990. L'effet d'enrichissement en CO₂, grâce auquel la croissance des cultures bénéficie de niveaux de CO₂ atmosphériques plus élevés, a empêché une nouvelle baisse de 4% par rapport aux rendements de 1990.

La hausse des niveaux de CO₂ a donc apporté un petit avantage par rapport à l'impact combiné des précipitations et des tendances de température.

Combler l'écart de rendement

Pourquoi alors les rendements réels sont-ils restés stables alors que le potentiel de rendement a diminué de 27%? Ici, il est important de comprendre le concept de écarts de rendement, la différence entre les rendements potentiels et les rendements réels des agriculteurs.

Une étude antérieure a montré qu'entre 1996 et 2010, les producteurs de blé australiens atteint 49% de leur potentiel de rendement - il y avait donc un «écart de rendement» de 51% entre ce que les champs pouvaient potentiellement produire et ce que les agriculteurs récoltaient réellement.

En moyenne sur plusieurs saisons, les agriculteurs australiens les plus productifs atteindre environ 80% de leur potentiel de rendement. Globalement, cela est considéré comme le plafond pour de nombreuses cultures.

Les producteurs de blé comblent l'écart de rendement. De la récolte de 38% des rendements potentiels en 1990, elle est passée à 55% en 2015. C'est pourquoi, malgré la diminution du potentiel de rendement, les rendements réels sont restés stables.

De manière impressionnante, les producteurs de blé ont adopté les avancées technologiques et les ont adaptées à leurs besoins. Ils ont adopté des variétés améliorées ainsi que des pratiques améliorées, notamment une culture réduite (ou «labour») de leurs terres, un trafic contrôlé pour réduire le compactage du sol, une gestion intégrée des mauvaises herbes et une utilisation ciblée saisonnière des engrais. Cela leur a permis de suivre le rythme d'un climat de plus en plus difficile.

Qu'en est-il du futur?

Supposons que la tendance climatique observée au cours des 26 dernières années se poursuive au même rythme au cours des 26 prochaines années et que les agriculteurs continuent de combler l'écart de rendement afin que tous les agriculteurs atteignent 80% du potentiel de rendement.

Si cela se produit, nous calculons que le rendement national du blé passera de la moyenne récente de 1.74 tonne à l'hectare à 1.55 tonne à l'hectare en 2041. Un tel avenir serait difficile pour les producteurs de blé, en particulier dans les zones plus marginales avec des taux de déclin plus élevés en potentiel de rendement.

Alors que la production totale de blé et donc les exportations selon ce scénario diminueront, l'Australie peut continuer à contribuer à la future sécurité alimentaire mondiale grâce à sa recherche et développement agricole.

La ConversationA propos de l'auteur

Zvi Hochman, chercheur principal principal, systèmes agricoles, CSIRO; David L. Gobbett, analyste de données spatiales, CSIROet Heidi Horan, modélisatrice de systèmes de culture, CSIRO

Cet article a été publié initialement le La Conversation. Lis le article original.

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