Comment l'agriculture de haute technologie peut prévenir les guerres mondiales de l'eau

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Riz de montagne poussant sur une colline en Bolivie, loin des rizières. CAIT, CC BY-SA

Oubliez le pétrole ou le gaz - vous devriez vous inquiéter du fait que le monde manque d'eau propre et potable.

J'ai écrit cet article à Katmandou. La capitale et la plus grande ville du Népal a grave pénurie d'eau. Même si tous les propriétaires paient des frais au gouvernement pour obtenir de l'eau à la source, les fournitures ne sont distribuées qu'une fois par semaine pendant quelques heures. Les résidents désespérés sont alors obligés d'acheter de l'eau auprès de fournisseurs privés. Bien que cela soit abordable pour les plus riches, c'est un gros problème pour les classes moyennes et inférieures. Pour beaucoup dans le monde en développement, l'eau est vraiment la différence entre la prospérité et la pauvreté.

Plus d'un milliard de personnes dans le monde ont pas d'accès raisonnable à l'eau douce. La plupart des maladies dans les pays en développement sont associées à l'eau, provoquant des millions de décès chaque année (on estime qu'un enfant meurt de diarrhée). toutes les secondes 17).

Compte tenu de tout cela, nous devons trouver rapidement une solution à l'utilisation mondiale de l'eau, avant que la pénurie d'eau ne devienne une cause majeure de conflit international.

La grande majorité de notre eau se trouve dans les océans. Seul 3% est frais et peut être utilisé pour l'agriculture et la boisson, et dans tous les cas, la majeure partie est gelée dans les glaciers et les calottes polaires. Cela signifie que seulement 0.5% de l'eau de la Terre est accessible et, de cela, plus des deux tiers est utilisé dans l'agriculture.

Si nous voulons réduire notre consommation d'eau, nous devons nous efforcer de rendre nos fermes plus durables et plus efficaces. Avec la population mondiale toujours en croissance, nous devrons produire de plus en plus de cultures en utilisant moins d'eau, dans moins de terres agricoles.

Dans le monde entier, un peu plus du tiers (37%) des terres qui pourraient être utilisées pour cultiver actuellement utilisé. Les terres agricoles potentielles sont disponibles, mais elles ne sont pas développées en raison d'un manque d'infrastructures, de couvert forestier ou de conservation. Un manque de terres n'est pas vraiment un gros problème à l'heure actuelle - mais l'eau est.

Aller au-delà de l'agriculture traditionnelle

Alors, comment faire pousser des cultures en utilisant moins d'eau? Une option serait de trouver un moyen durable d'éliminer le sel de nos réserves (essentiellement infinies) d'eau de mer. le ferme en Australie-Méridionale photo ci-dessous utilise l'énergie du soleil pour extraire l'eau de mer et la dessaler pour créer de l'eau douce, qui peut être utilisée pour cultiver dans de grandes serres.

Ces fermes sont basées dans des zones arides, et les plantes sont cultivées avec des systèmes hydroponiques qui ne nécessitent pas de sol. Cultiver de telles cultures toute l'année réduirait considérablement l'utilisation de l'eau douce dans les régions chaudes et sèches, mais le coût de la mise en place de ces serres demeure un problème.

Les pénuries d'eau seraient également considérablement réduites si les agriculteurs pouvaient simplement utiliser moins d'eau pour produire le même rendement. Plus facile à dire qu'à faire, bien sûr, mais cela est particulièrement important dans les zones sujettes à la sécheresse.

Les phytologues du monde entier sont occupés à identifier les gènes qui permettent la croissance des plantes dans des conditions arides et sèches. Par exemple, qu'est-ce qui fait riz de montagne cultiver dans un sol sec alors que le riz des basses terres nécessite des rizières bien irriguées pour la croissance?

Une fois que les clés de la tolérance à la sécheresse sont identifiées, elles peuvent être introduites dans les cultures grâce au génie génétique (et non, cela n'implique pas d'injecter de la nourriture avec des toxines comme le suggère un Google Recherche d'images).

Les agriculteurs cultivaient traditionnellement des cultures tolérantes à la sécheresse grâce au processus lent et laborieux de sélection et de croisement sur de nombreuses générations. Le génie génétique (GE) fournit un raccourci.

Une étude récente a identifié divers l'architecture racine systèmes dans différentes variétés de pois chiches. De futures études espèrent identifier les gènes qui rendent certaines racines efficaces pour capturer l'eau et les nutriments des sols secs. Une fois qu'un facteur génétique est identifié, les scientifiques sont capables de délivrer directement le gène qui aide les plantes à capturer plus d'eau.

L'un des facteurs clés de la tolérance à la sécheresse chez les plantes est l'hormone végétale, l'acide abscisique (ABA), qui augmente l'efficacité hydrique des plantes en cas de sécheresse. Mais ABA réduit également l'efficacité de la photosynthèse, ce qui réduit la croissance des plantes à long terme, et par conséquent les rendements des cultures diminuent.

Mais les plantes n'ont pas toujours eu ce compromis: les cultures modernes ont perdu gène clé qui a permis aux plantes terrestres précoces comme des mousses pour tolérer une déshydratation extrême. Cela a permis aux premières plantes de coloniser les terres de l'eau douce autour de 500m il y a des années. Moderne mousses du désert recueillir également de l'eau à travers leurs feuilles qui les aide à pousser dans des conditions sèches.

C'est le grand défi pour les phytologues. Pour concevoir des cultures qui peuvent être cultivées avec un minimum d'irrigation et qui finira par soulager la pénurie d'eau, nous devrons réintroduire les systèmes de tolérance à la déshydratation que de nombreuses plantes «supérieures» ont perdues mais que la mousse a nécessairement conservées.

Le génie génétique reste controversé même si études scientifiques approfondies rapport les cultures GM disponibles sur les marchés sont sans danger pour la consommation. Ceci est en partie juste un échec de la communication. Mais le fait est que nous devrons éventuellement utiliser toute la technologie à notre disposition, et les cultures transgéniques ont trop de potentiel pour être ignorées.

A propos de l'auteur

Rupesh Paudyal, chercheur postdoctoral (biologie moléculaire et cellulaire), Université de Leeds

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

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