AGROCLIMATOLOGIE : Les espèces résistantes : Tomates · Poivrons · Patates douces · Pois chiches · Lentilles · Millets · Sorgho · Amarante · Quinoa

BILLAUT Fabrice

Les espèces résistantes : Tomates · Poivrons · Patates douces · Pois chiches · Lentilles · Millets · Sorgho · Amarante · Quinoa

Le futur des potagers et des systèmes alimentaires ne dépendra pas uniquement de la température moyenne. Il dépendra surtout de la capacité des plantes à continuer à fonctionner lorsque les conditions deviennent défavorables : déficit hydrique, températures élevées, rayonnement intense, sols dégradés, salinité, épisodes de chaleur prolongés ou alternance entre sécheresse et pluies brutales.

Les neuf groupes retenus ici sont particulièrement intéressants parce qu’ils permettent de comparer des stratégies très différentes.

Mais une précaution s’impose dès le départ :

Une espèce dite « résistante » n’est jamais résistante à tout.

Une plante peut être très performante face à la sécheresse et médiocre face au froid ; tolérer la chaleur mais exiger un sol profond ; produire avec peu d’eau mais perdre fortement son rendement lors d’un stress intervenant pendant la floraison.

L’objectif du chapitre est donc de rechercher non pas les « plantes miracles », mais les plantes présentant des caractères utiles pour les agricultures et jardins du climat futur.

23.1 — Résistance, tolérance et résilience

Trois notions doivent être distinguées.

Résistance

La plante maintient relativement bien son fonctionnement pendant le stress.

Tolérance

La plante supporte le stress avec des dommages limités.

Résilience

La plante récupère rapidement après le stress.

Une variété peut donc être :

très résistante

mais

peu résiliente,

ou inversement.

Pour l’agriculture de 2050–2100, les trois propriétés sont importantes.

23.2 — Le critère essentiel : produire malgré le stress

Pour le potager du futur, le meilleur indicateur n’est pas nécessairement la survie.

Une plante qui survit mais ne produit rien est peu utile pour l’alimentation.

Il faut donc mesurer :

  • survie ;
  • croissance ;
  • floraison ;
  • fructification ;
  • rendement ;
  • qualité ;
  • stabilité du rendement ;
  • consommation d’eau.

On peut définir un indicateur simplifié : IR=RstressRreˊfeˊrenceI_R = \frac{R_{\text{stress}}} {R_{\text{référence}}}

où RR représente le rendement.

Une variété conservant une grande fraction de son rendement sous stress présente une bonne stabilité productive.

23.3 — Les tomates

La tomate est un cas particulièrement intéressant parce qu’elle peut être cultivée dans des climats relativement chauds, mais certaines phases de son cycle sont sensibles aux températures extrêmes.

Le point critique est notamment la reproduction.

Une forte chaleur peut perturber :

  • pollen ;
  • fécondation ;
  • nouaison ;
  • développement du fruit.

Ainsi :

une tomate peut avoir un feuillage parfaitement sain tout en produisant très peu de fruits.

23.4 — La tomate du futur

La sélection pourrait rechercher :

  • meilleure tolérance thermique ;
  • nouaison à température élevée ;
  • système racinaire performant ;
  • efficacité hydrique ;
  • résistance aux maladies ;
  • maturation adaptée aux nouvelles saisons.

Il faudra également sélectionner des variétés selon leur durée de cycle.

23.5 — Tomate précoce ou tardive ?

Dans un climat plus chaud, deux stratégies peuvent devenir intéressantes.

Cycle précoce

Produire avant les fortes chaleurs.

Cycle thermotolérant

Continuer à produire pendant l’été chaud.

La meilleure stratégie dépendra du climat local.

Dans certaines régions, il pourrait être plus pertinent de déplacer la production vers :

printemps + automne

plutôt que de chercher à maintenir une production maximale au cœur de l’été.

23.6 — Les poivrons

Les poivrons et piments, du genre Capsicum, sont également adaptés à des températures relativement élevées.

Ils présentent cependant des limites lorsqu’elles deviennent extrêmes.

Les futures sélections devront notamment étudier :

  • tolérance thermique ;
  • efficacité hydrique ;
  • résistance aux coups de chaleur ;
  • capacité de fructification ;
  • résistance aux maladies.

23.7 — La diversité des Capsicum

Le groupe Capsicum est particulièrement intéressant pour l’adaptation climatique.

On dispose d’une diversité considérable :

  • formes ;
  • tailles ;
  • couleurs ;
  • précocité ;
  • tolérance thermique ;
  • architecture ;
  • besoins hydriques.

La conservation de cette diversité est donc stratégique.

23.8 — La patate douce

La patate douce, Ipomoea batatas, constitue l’une des plantes particulièrement intéressantes pour les systèmes alimentaires chauds.

Elle associe :

  • production souterraine ;
  • feuillage important ;
  • potentiel de couverture du sol ;
  • bonne adaptation à la chaleur.

Son système de stockage souterrain constitue également une forme de stratégie de réserve.

23.9 — Une plante à double fonction

La patate douce peut fournir :

racines tubérisées

biomasse aérienne.

Dans certains systèmes, les feuilles peuvent également constituer une ressource alimentaire.

Elle permet donc d’examiner le principe :

une plante → plusieurs productions.

23.10 — La patate douce et le sol

La patate douce apprécie généralement des sols permettant un bon développement des organes souterrains.

Un sol :

  • compact ;
  • mal drainé ;
  • fortement caillouteux ;

peut limiter fortement la production.

Cela rappelle une règle fondamentale du Tome 8 :

la résistance climatique d’une plante dépend aussi de l’environnement racinaire.

23.11 — Les pois chiches

Le pois chiche, Cicer arietinum, est particulièrement intéressant pour les systèmes secs.

Il présente une bonne adaptation à des conditions relativement arides et à une production avec des disponibilités hydriques limitées.

Son cycle est cependant sensible au moment où intervient le déficit hydrique.

23.12 — La stratégie du pois chiche

Le pois chiche peut tirer parti d’une stratégie :

croissance pendant une période relativement favorable

→

floraison avant la sécheresse maximale

→

maturation avec une demande hydrique limitée.

Cela peut être particulièrement intéressant dans les régions où le printemps devient plus chaud et sec.

23.13 — Les lentilles

La lentille, Lens culinaris, constitue une autre légumineuse particulièrement intéressante.

Elle présente :

  • cycle relativement court ;
  • faible stature ;
  • capacité à produire des graines riches en protéines ;
  • association symbiotique avec des microorganismes fixateurs d’azote.

Elle peut donc participer simultanément à :

production alimentaire

cycle de l’azote.

23.14 — Mais la lentille n’est pas une plante désertique

Il faut éviter les raccourcis.

La tolérance au déficit hydrique ne signifie pas qu’une plante peut produire sans eau.

Comme pour le pois chiche, le moment du stress est déterminant.

Un déficit pendant :

  • germination ;
  • floraison ;
  • remplissage des graines

peut avoir des conséquences très différentes.

23.15 — Les millets

Les millets constituent un groupe particulièrement intéressant pour le climat futur.

Il ne s’agit pas d’une seule espèce mais d’un ensemble de céréales appartenant à plusieurs genres.

On trouve notamment :

  • millet perlé ;
  • millet commun ;
  • millet des oiseaux ;
  • millet des doigts ;
  • autres espèces selon les régions.

23.16 — Pourquoi les millets sont intéressants

De nombreux millets présentent :

  • besoins hydriques relativement faibles ;
  • cycle court pour certaines espèces ;
  • tolérance à la chaleur ;
  • capacité à produire sur des sols relativement difficiles.

Ils sont donc particulièrement intéressants pour les systèmes où l’eau devient une ressource limitante.

23.17 — Les millets et la photosynthèse C4

De nombreuses espèces de millets utilisent la voie photosynthétique C4.

Cette caractéristique leur permet généralement une bonne efficacité photosynthétique dans des conditions :

  • chaudes ;
  • fortement lumineuses ;
  • relativement sèches.

La voie C4 n’est toutefois pas une garantie absolue contre la sécheresse.

Le système racinaire, la variété, le sol et le stade de développement restent déterminants.

23.18 — Le sorgho

Le sorgho, Sorghum bicolor, est l’un des modèles majeurs de céréale adaptée aux environnements chauds et relativement secs.

Comme de nombreux millets, il utilise une photosynthèse C4.

Il présente également une grande diversité génétique.

23.19 — Sorgho et économie de l’eau

Le sorgho possède plusieurs mécanismes permettant de limiter les pertes d’eau et de supporter des périodes de déficit hydrique.

Il peut notamment :

  • réduire son activité pendant le stress ;
  • limiter les pertes hydriques ;
  • reprendre sa croissance lorsque l’eau revient.

Cette capacité de récupération est particulièrement intéressante.

23.20 — Le sorgho « attend » la pluie

Certaines variétés peuvent présenter une remarquable capacité de récupération après stress hydrique.

Cela conduit à un concept important :

la plante n’est pas seulement capable de survivre à la sécheresse ; elle est capable de suspendre une partie de son activité puis de redémarrer.

Cette stratégie peut devenir très précieuse avec des pluies de plus en plus irrégulières.

23.21 — L’amarante

L’amarante constitue un autre groupe particulièrement intéressant.

Elle possède :

  • diversité génétique importante ;
  • bonne adaptation à la chaleur ;
  • production de graines ;
  • feuillage potentiellement comestible selon les espèces et cultivars.

Certaines espèces présentent également des caractéristiques C4.

23.22 — L’amarante comme légume et pseudo-céréale

L’amarante peut être utilisée de différentes manières :

feuilles

→ légume ;

graines

→ alimentation ;

biomasse

→ fonctionnement écologique.

Elle illustre donc parfaitement le concept d’une plante pouvant occuper plusieurs niches alimentaires.

23.23 — Le quinoa

Le quinoa, Chenopodium quinoa, est particulièrement intéressant parce qu’il provient d’environnements andins extrêmement diversifiés.

Il existe une grande diversité de populations adaptées à :

  • altitude ;
  • sécheresse ;
  • froid ;
  • salinité ;
  • sols particuliers.

Cette diversité génétique représente un potentiel important.

23.24 — Quinoa et salinité

Le quinoa est particulièrement connu pour la diversité de sa tolérance aux sols salins.

Certaines populations sont beaucoup plus tolérantes que d’autres.

Cela permet d’étudier un principe essentiel :

une espèce ne possède pas un niveau unique de résistance : sa diversité génétique contient plusieurs solutions possibles.

23.25 — Les neuf groupes : neuf stratégies

On peut résumer leur intérêt de manière fonctionnelle :

GroupeChaleurSécheresseCycle courtDiversité génétiqueProduction alimentaire
Tomates★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
Poivrons★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
Patates douces★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
Pois chiches★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
Lentilles★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
Millets★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
Sorgho★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
Amarante★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
Quinoa★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

Ces étoiles constituent une grille qualitative, pas une mesure scientifique universelle. Les performances peuvent changer fortement selon l’espèce, la variété, la provenance et le contexte pédoclimatique.

23.26 — Le calendrier devient une arme climatique

L’adaptation ne passera pas seulement par la génétique.

Elle passera également par le calendrier.

Une même variété peut être cultivée :

mars → juin

ou

mai → août

ou

août → novembre.

Le changement climatique peut donc conduire à une véritable migration saisonnière des cultures.

23.27 — Cultiver en dehors du pic climatique

C’est probablement l’une des stratégies les plus puissantes.

Si juillet devient extrêmement chaud, pourquoi obliger certaines cultures à produire en juillet ?

On peut déplacer :

semis

→

croissance

→

floraison

→

récolte

vers les périodes où :

  • température ;
  • humidité ;
  • rayonnement

sont plus favorables.

23.28 — Le potager en trois saisons

Le potager du futur pourrait fonctionner davantage selon :

Saison 1

hiver → printemps

Saison 2

printemps → début été

Saison 3

fin été → automne

Le cœur de l’été pourrait devenir une période de ralentissement, voire de protection pour certaines cultures.

23.29 — Associer les espèces résistantes

Il ne faut pas uniquement sélectionner les espèces individuellement.

Il faut les associer.

Par exemple :

pois chiche

millet

patate douce

amarante

peuvent théoriquement constituer un système beaucoup plus diversifié qu’une monoculture.

Mais les associations doivent être évaluées selon :

  • concurrence hydrique ;
  • concurrence lumineuse ;
  • architecture racinaire ;
  • durée des cycles ;
  • récolte.

23.30 — L’idée de « portefeuille végétal »

Une parcelle peut être considérée comme un portefeuille de risques.

         ANNÉE NORMALE
       🌱 🌱 🌱 🌱 🌱

         SÉCHERESSE
       🌱   🌱 🌱

          CANICULE
          🌱 🌱

          PLUIES
       🌱 🌱 🌱 🌱

Si toutes les espèces réagissent de la même façon, le système est vulnérable.

Si elles réagissent différemment, certaines peuvent compenser les autres.

23.31 — Diversité fonctionnelle

L’objectif n’est donc pas simplement :

beaucoup d’espèces.

Il faut rechercher :

beaucoup de stratégies.

Par exemple :

  • une espèce à cycle très court ;
  • une espèce à racines profondes ;
  • une espèce à stockage souterrain ;
  • une espèce C4 ;
  • une légumineuse ;
  • une espèce tolérante à la salinité.

La diversité fonctionnelle augmente la capacité d’adaptation.

23.32 — Le rôle des racines

Une plante résistante à la sécheresse possède souvent une stratégie racinaire intéressante.

On peut mesurer :

  • profondeur ;
  • densité ;
  • diamètre ;
  • ramifications ;
  • vitesse de croissance ;
  • capacité d’exploration.

Mais la profondeur n’est pas tout.

Un réseau dense de racines fines dans les premiers horizons peut exploiter efficacement une pluie courte.

23.33 — Macropores et racines

Le sol vivant joue ici un rôle fondamental.

Les racines peuvent utiliser :

  • fissures ;
  • galeries de lombrics ;
  • macropores ;
  • interfaces entre agrégats.

On retrouve le concept développé dans les tomes précédents :

le sol est une infrastructure hydraulique vivante.

23.34 — La mycorhization

Certaines associations mycorhiziennes peuvent améliorer l’exploration du sol et influencer :

  • nutrition ;
  • hydratation ;
  • tolérance au stress.

Le futur potager pourrait donc être conçu non seulement autour de :

variété

mais autour du couple :

variété + microbiome adapté.

23.35 — La sélection locale

Une stratégie particulièrement puissante consiste à sélectionner les graines dans le climat local.

On pourrait par exemple :

  1. cultiver 50 variétés de tomates ;
  2. mesurer leur rendement ;
  3. imposer progressivement des conditions hydriques variables ;
  4. conserver les graines des meilleures ;
  5. recommencer.

Après plusieurs générations, on obtient une population adaptée à certaines contraintes locales.

23.36 — Sélection sous stress

Mais attention :

il ne faut pas nécessairement sélectionner les plantes les plus résistantes au stress extrême si elles produisent peu.

Il faut sélectionner :

le meilleur compromis entre productivité et résistance.

C’est une distinction majeure.

23.37 — L’importance du rendement sous stress

Imaginons :

VariétéRendement normalRendement sécheresse
A10 kg2 kg
B8 kg6 kg
C6 kg5 kg

La variété A est supérieure dans des conditions idéales.

Mais B est probablement plus intéressante pour une agriculture confrontée à des années irrégulières.

Elle possède une meilleure stabilité climatique.

23.38 — La résilience interannuelle

Il faut donc analyser les performances sur plusieurs années.

Une variété intéressante devrait idéalement :

  • produire correctement une année humide ;
  • produire correctement une année sèche ;
  • supporter une canicule ;
  • récupérer après un stress ;
  • résister aux maladies.

Le meilleur matériel végétal pourrait être celui qui présente la plus faible variabilité du rendement.

23.39 — Le rôle de l’IA

L’intelligence artificielle pourra comparer simultanément :

  • génotype ;
  • météo ;
  • sol ;
  • irrigation ;
  • croissance ;
  • rendement ;
  • température foliaire ;
  • humidité du sol.

Elle pourrait identifier :

quelles variétés sont les plus performantes dans quelles conditions.

On passe alors d’une sélection empirique à une sélection agroclimatique pilotée par les données.

23.40 — Vers le jumeau numérique du potager

À terme, chaque parcelle pourrait posséder son modèle numérique :

SOL
 ↓
EAU
 ↓
CLIMAT
 ↓
PLANTE
 ↓
CROISSANCE
 ↓
RENDEMENT

L’IA pourrait simuler :

« Que se passe-t-il si la température augmente de 3 °C ? »

« Que se passe-t-il si les précipitations diminuent de 20 % ? »

« Quelle variété devient la meilleure ? »

23.41 — Vers 2050

Le potager de 2050 pourrait voir progresser :

  • patate douce ;
  • pois chiche ;
  • certaines variétés de tomates thermotolérantes ;
  • poivrons ;
  • amarante ;
  • millets.

Mais cette évolution sera très dépendante des régions.

23.42 — Vers 2100

À l’horizon 2100, certaines régions européennes pourraient connaître des conditions actuellement associées à des climats beaucoup plus chauds.

La question pourrait alors devenir :

Quelles espèces alimentaires voulons-nous faire évoluer avec nos territoires plutôt que simplement importer chaque année de nouvelles variétés ?

23.43 — La migration des cultures

On pourrait assister à une transformation progressive :

NORD
 ↑
 ↑ nouvelles cultures
 ↑
FRANCE
 ↑
 ↑
MÉDITERRANÉE
 ↑
 ↑
AFRIQUE DU NORD

Mais la migration climatique des cultures ne signifie pas nécessairement migration des espèces.

Il peut s’agir de :

  • nouvelles variétés ;
  • nouvelles dates de culture ;
  • nouvelles associations ;
  • nouvelles pratiques hydriques.

23.44 — Le grand principe

Pour le Tome 8, il devient donc essentiel de ne pas rechercher :

« le légume qui résistera au changement climatique ».

Mais plutôt :

« le système végétal capable de maintenir une production alimentaire malgré une gamme de climats futurs et d’événements extrêmes ».

Cette différence est fondamentale.

23.45 — Vision Omakëya™

Le Potager du Futur pourrait finalement fonctionner comme une communauté végétale adaptative :

Tomates

→ production fruitière + diversité variétale

Poivrons

→ chaleur + diversité génétique

Patates douces

→ chaleur + stockage souterrain + couverture

Pois chiches

→ sécheresse + protéines + légumineuse

Lentilles

→ cycle court + protéines + azote

Millets

→ chaleur + faible disponibilité hydrique

Sorgho

→ chaleur + sécheresse + récupération

Amarante

→ chaleur + graines + feuilles

Quinoa

→ diversité génétique + sécheresse + salinité.

L’intérêt n’est donc pas de déterminer laquelle est « la meilleure ».

C’est de construire un portefeuille végétal capable de traverser plusieurs futurs climatiques.

Le potager du futur ne sera probablement pas celui qui aura trouvé la plante parfaite.

Ce sera celui qui aura conservé suffisamment de diversité pour que, lorsque le climat changera, certaines plantes soient encore adaptées — et que leurs graines permettent au système de continuer à évoluer.

Chapitre 24 — Les légumes vivaces et les plantes alimentaires pérennes

avec l’étude des asperges, poireaux perpétuels, oignons vivaces, choux vivaces, artichauts, oseilles, aromatiques, tubercules pérennes et autres plantes capables de maintenir un système racinaire permanent, puis leur intérêt face à la sécheresse, à l’érosion, au travail du sol et aux fluctuations climatiques de 2050–2100.