L'augmentation du CO2 atmosphérique va stimuler la photosynthèse, mais la réponse des cultures sera plus ou moins forte. Et d'autres paramètres entrent en ligne de compte.

Une hausse modérée des températures serait globalement favorable à la photosynthèse (là où l'optimum thermique n'est pas atteint), mais bouscule la phénologie des plantes (calendrier des stades de développement). Enfin, une modification du régime des précipitations exigerait des adaptations.

• Blé : gérer la durée du cycle 

« Les résultats d'essais en laboratoire montrent un potentiel d'accroissement de l'activité photosynthétique de 20 à 30 %, rapporte Bernard Seguin, responsable de la mission Changement climatique à l'Inra d'Avignon. Une partie de ce gain est perdue par l'augmentation de la respiration consécutive à la hausse des températures. Il reste un gain potentiel de production de 10 à 20 %. »

En revanche, si la photosynthèse est stimulée, la production de biomasse supplémentaire peut exiger plus d'azote. Si le carbone n'est plus le facteur limitant, l'azote pourra le devenir.

Par ailleurs, l'augmentation de la teneur en carbone, en agissant sur la fermeture des stomates, pourrait induire une réduction de la transpiration.

« A priori, la hausse des températures, qui aurait tendance à augmenter l'évapotranspiration, n'est pas suffisante pour contrer le phénomène, commente Bernard Seguin. L'efficience de l'eau pourrait donc augmenter. »

Cependant, les disponibilités en eau pourraient diminuer dans certaines zones et à certaines périodes.

La hausse de température (globalement favorable jusqu'à 2 °C) provoque l'avancement des stades phénologiques, surtout pour les variétés peu sensibles à la durée du jour et peu exigeantes en vernalisation. Sur les vingt dernières années, l'épiaison a avancé d'une semaine en moyenne. Elle pourrait avancer encore de dix à quinze jours d'ici à 2100.

« Si l'on ne change rien aux conditions de culture, le raccourcissement du cycle aura tendance à réduire la production de biomasse, pronostique Bernard Seguin. Pour maintenir le rendement, on peut essayer de rallonger le cycle ou de le décaler. »

L'avancement des semis permet d'esquiver le stress hydrique en fin de cycle. Suivant les régions, il peut engendrer un risque de gel à un stade sensible.

« Il faut trouver un compromis, l'idéal étant d'avancer la fin du cycle sans trop décaler le début ni raccourcir sa durée... La génétique pourrait peut-être ouvrir des pistes. »

Il n'est pas interdit d'imaginer de nouveaux profils de précocité, avec des variétés plus précoces à l'épiaison sans être trop précoces à épi 1 cm. Le caractère de tolérance au gel deviendra, de toute façon, de plus en plus important.

Enfin, les apports d'azote devront probablement être recalés par rapport à de nouveaux besoins.

• Maïs : plus favorable au Nord

Concernant le maïs, le futur proche (horizon 2020-2045) semble relativement favorable, tant que la hausse de température est modérée et les précipitations suffisantes. En effet, l'anticipation des stades permet un meilleur positionnement par rapport au rayonnement, l'« effet CO2 » améliore l'efficience de l'eau grâce à la réduction de l'évapotranspiration, et l'humidité à la récolte diminue. De plus, des adaptations ont déjà été faites au fur et à mesure par les producteurs.

« Dans les zones à fortes disponibilités en températures et pas trop contraignantes en eau, l'avancement des dates de semis combiné à la hausse des températures a permis d'utiliser des variétés plus tardives, qui ont davantage de besoins en degrés-jours, détaille Josiane Lorgeou, d'Arvalis. Nous avons dérivé d'un groupe de tardiveté en moyenne. »

L'objectif de l'avancement des semis est d'esquiver les risques de déficit hydrique en installant le nombre de grains/m² et en amorçant le remplissage avant. La stratégie d'évitement, quant à elle, consiste à utiliser des variétés précoces, à durée de cycle plus courte, qui consomment donc moins d'eau.

La durée de cycle des variétés reste un levier efficace pour tirer parti des sommes de températures plus élevées.

« Mais c'est également grâce à un progrès génétique soutenu et transféré que le rendement a été maintenu, souligne Josiane Lorgeou. En conséquence, l'âge moyen des variétés sur le marché a diminué, leur durée de vie moyenne n'étant plus que de quatre ans après inscription. »

A long terme, les leviers d'adaptation seront les mêmes, avec des conditions nuancées selon les zones. L'évolution du climat sera plus favorable au maïs vers le nord de la France, où l'optimum thermique n'est pas encore atteint.

« Les températures optimales du maïs sont relativement élevées, entre 18 et 28 °C. En dessous, l'efficience de la photosynthèse est moindre. Si l'on n'avait rien changé, la hausse des températures aurait entraîné une hausse de rendement dans le Nord et une chute dans le Sud. Mais les adaptations (dont l'emploi de variétés tardives valorisant le rayonnement d'été) ont permis de maintenir les rendements au Sud. »

La ressource hydrique est au cœur des inquiétudes pour le futur lointain. Une diminution des disponibilités en eau l'été ne manquerait pas d'impacter les rendements.

L'adaptation pourra passer par le progrès génétique (tolérance à la sécheresse, et au froid pour autoriser les semis précoces), la mise en œuvre de stratégies d'esquive et une gestion rigoureuse de la ressource en eau (récupération et stockage des précipitations hivernales.

par Bérengère Lafeuille et Eric Roussel

(publié le 5 mars 2010)