Comment les microbes du sol pourraient sauver le monde — Enjeux mondiaux


Plants de manioc âgés de cinq mois poussant dans la serre de l’Université de Wageningen, aux Pays-Bas. Crédit : René Geurts/ENSAAvis de René Geurts (Wageningen, Pays-Bas)jeudi 01 février 2024Inter Press Service

Mais cela s’est accompagné à la fois de compromis environnementaux et d’un creusement des inégalités. La moitié de la planète est désormais nourrie grâce aux engrais azotés de synthèse, mais leur utilisation génère environ 10,6 pour cent des émissions agricoles, dont jusqu’à 70 pour cent d’émissions d’oxyde d’azote, l’un des gaz à effet de serre les moins répandus mais néanmoins près de 300 fois plus élevé. puissant que le dioxyde de carbone.

Pour résoudre ce problème, les scientifiques se lancent dans une nouvelle frontière de la révolution verte, fondée sur une nouvelle compréhension des microbes du sol et de la biologie des cultures. Cela offre le potentiel d’une « révolution génétique » qui permettrait la production agricole sans avoir recours à une utilisation aussi coûteuse d’engrais chimiques.

La révolution génétique est en partie née de la nécessité de remédier au fait que les acquis de la révolution verte dans les années 1960 n’étaient pas répartis de manière égale. Les petits exploitants agricoles d’Afrique subsaharienne continuent d’avoir un accès limité aux dernières variétés de matériel végétal et d’engrais, tout en étant confrontés à des sols parmi les plus dégradés au monde.

René Geurts de l’Université de Wageningen visite le champ de manioc d’un petit agriculteur près d’Abidjan, en Côte d’Ivoire, en octobre 2022. Crédit : Christian Rogers/ENSA

Pendant ce temps, en Afrique, les principales cultures de base telles que le manioc n’ont pas encore pleinement bénéficié des progrès des technologies modernes de sélection.

Les progrès récents dans les connaissances scientifiques sur la manière dont les cultures interagissent avec les bactéries et les champignons du sol pour obtenir des nutriments offrent donc la possibilité d’optimiser la biologie végétale pour réduire le besoin d’engrais, contribuant ainsi à résoudre à la fois les défis environnementaux de l’agriculture et les inégalités qui freinent la sécurité alimentaire en Afrique. .

Il se trouve également que le manioc, la culture la plus importante d’Afrique après le maïs, constitue le point de départ idéal pour un prochain chapitre de la science et de l’innovation agricoles.

Au cours de l’évolution des espèces cultivées, le manioc a raté de peu l’occasion de développer la même capacité naturelle que les légumineuses à interagir avec les bactéries du sol pour convertir l’azote de l’air. Les légumineuses interagissent avec les rhizobia dans le sol pour fixer naturellement l’azote, ce qui signifie que les haricots, les pois et les lentilles n’ont pas besoin d’engrais azoté synthétique pour pousser.

Bien que le manioc n’ait pas évolué avec ce caractère, la plante-racine fait bon usage des champignons mycorhiziens arbusculaires, un champignon du sol, pour s’approvisionner en nutriments minéraux tels que le phosphate. Le système biologique qui permet au manioc d’interagir avec les champignons mycorhiziens arbusculaires était l’ancêtre évolutif de la fixation de l’azote.

Cela fait du manioc une sorte de tremplin entre les légumineuses, qui n’ont pas besoin d’engrais azotés, et d’autres cultures, qui dépendent actuellement de sources artificielles de nutriments.

Des scientifiques, dont ceux du projet Enabling Nutrient Symbioses in Agriculture (ENSA), étudient la possibilité d’utiliser le mécanisme existant du manioc pour interagir avec les champignons afin d’interagir également avec les bactéries pour fixer l’azote.

Plantules de manioc transgéniques possédant des gènes de légumineuses, qui pourraient permettre aux plantes de reconnaître les bactéries rhizobium fixatrices d’azote. Crédit : René Geurts/ENSA

Cette recherche en est à ses débuts, mais accroître la capacité d’un plus grand nombre de cultures à s’approvisionner en nutriments de manière organique sans avoir besoin d’engrais présenterait en théorie de multiples avantages.

Un tel développement contribuerait à améliorer l’absorption des nutriments par les cultures, ce qui se traduirait par une croissance accrue et des rendements plus élevés. Ceci est particulièrement précieux pour les agriculteurs africains, qui ont vu les rendements du manioc stagner depuis les années 1960.

Poursuivre le développement du manioc fixateur d’azote pourrait également conduire à une réduction des besoins en engrais, ce qui contribuerait à réduire les émissions agricoles tout en libérant des gains de productivité dans des régions autrement limitées par l’accès aux engrais. Cela signifierait que les petits exploitants agricoles d’Afrique pourraient bénéficier d’augmentations de rendement similaires à celles obtenues ailleurs dans le cadre de la Révolution verte.

Enfin, si les scientifiques parviennent à introduire le caractère permettant de fixer l’azote du manioc, cela ouvre la possibilité de le traduire dans d’autres espèces cultivées apparentées.

Les chercheurs en sont au début de leur exploration de cette nouvelle frontière, mais le potentiel d’une « révolution génétique » réside finalement dans une « révolution doublement verte » qui accélère l’intensification agricole sans avoir besoin d’engrais chimiques.

Non seulement cela contribuerait à nourrir une population croissante de manière plus durable, mais cela permettrait également d’uniformiser les règles du jeu pour ceux qui ont été historiquement laissés pour compte par l’innovation agricole.

Rene Geurts, professeur agrégé, Université de Wageningen et chercheur principal du projet Enabling Nutrient Symbioses in Agriculture (ENSA)

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