Un champ doré d'agropyre intermédiaire de maturation ( Thinopyrum intermédiaire ), ou Kernza, à la ferme de recherche du Land Institute à Salina, Kansas. Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0) Le développement de l'agriculture a été essentiel à l'essor de la civilisation. Mais au XXIe siècle, le besoin toujours croissant de la population croissante de la Terre pour la nourriture est l'un des facteurs qui a mis l'environnement de notre planète en péril. L'agriculture représente près d'un quart des émissions humaines qui réchauffent l'atmosphère, et jusqu'à la moitié de cela vient du labour du sol pour faire pousser des cultures telles que le blé, maïs et soja, qui libère du dioxyde de carbone et des gaz à effet de serre plus puissants, le méthane et l'oxyde nitreux, ce dernier est un sous-produit de l'utilisation d'engrais.
C'est pourquoi les chercheurs ont travaillé sur des moyens de réduire les effets néfastes de l'agriculture sur l'environnement. Une innovation prometteuse est un grain avec le nom de marque Kernza, qui a un bonbon, goût de noisette et peut être transformé en farine pour une utilisation dans le pain, céréales de petit-déjeuner et autres aliments, et aussi comme ingrédient dans des produits allant de la bière à la crème glacée. Contrairement à certains grains plus familiers, Kernza est un grain vivace, produit à partir de plantes qui n'ont pas besoin d'être replantées chaque année, donc pas besoin de labourage annuel.
En outre, Kernza a un système racinaire profond qui atteint plus de 10 pieds (plus de 3 mètres) dans le sol et peut aider à séquestrer, ou capturer, carbone atmosphérique. Et ce système racinaire pourrait également le rendre plus résistant à l'impact de la sécheresse liée au changement climatique dans certaines régions. Après la récolte du grain, les champs plantés de Kernza peuvent également être utilisés pour la recherche de nourriture par le bétail.
Comparaison des racines de blé à celles de Thinopyrum intermédiaire , ou agropyre vivace, en quatre saisons. Wikimedia Commons (CC BY 3.0)
Kernza a été développé par le Land Institute, une Salina, Organisation basée au Kansas fondée en 1976. Le co-fondateur Wes Jackson "a eu cette révélation, " explique Rachel Stroer, directeur de la stratégie de l'institut. Le grand problème de l'agriculture moderne, Jackson a réalisé, c'était qu'il usait le sol, en se concentrant sur la monoculture - cultiver une seule culture dans une certaine zone - et en s'appuyant sur les cultures annuelles.
« Nous utilisons des cultures annuelles depuis le début de l'agriculture, dix, il y a 000 ans, donc ce n'est pas nouveau, " dit Stroer. Mais comme cette pratique s'est intensifiée dans les fermes modernes, ses inconvénients destructeurs sont devenus de plus en plus évidents, sous forme d'érosion, des sols usés qui nécessitaient des quantités croissantes d'engrais et des eaux souterraines polluées.
Selon Stroer, Jackson a vu le développement des céréales vivaces pour remplacer les annuelles comme un élément essentiel de la solution à ces problèmes.
"Étant donné que les céréales représentent plus de 70 pour cent de notre consommation calorique mondiale et plus de 70 pour cent de nos terres cultivées dans le monde, la transition d'un modèle annuel extractif à un modèle pérenne est la meilleure chance que nous ayons de créer un avenir alimentaire vraiment régénératif, », explique le site Internet du Land Institute.
Développer de nouvelles cultures vivrières est une tâche difficile, défi chronophage. En 1983, scientifiques de l'Institut Rodale, un autre organisme de recherche, identifié une plante appelée agropyre intermédiaire (nom scientifique Thinopyrum intermédiaire ), une espèce apparentée au blé, comme un candidat prometteur qui pourrait être développé en une céréale vivace. Ils ont travaillé avec des chercheurs du département américain de l'Agriculture pour reproduire la plante et améliorer sa fertilité et la taille des graines.
En 2003, Le Land Institute a également commencé à travailler sur le développement de l'agropyre intermédiaire. Avec l'effort guidé par le scientifique principal Lee DeHaan, l'institut a passé des années à cultiver la plante pour développer Kernza, le nom commercial enregistré pour leur variété. (En savoir plus sur l'histoire d'origine de Kernza sur le site Web de l'institut.)
À certains égards, le processus de développement d'une nouvelle culture n'a pas beaucoup changé depuis la préhistoire. Essentiellement, elle implique la reproduction génération après génération d'une plante, dans un effort pour promouvoir quelles que soient les caractéristiques souhaitables que vous recherchez. "Vous faites une croix de deux parents, et planter les bébés, et voir à quoi ils ressemblent, " dit Stroer. " Ceux qui ont les plus grosses graines, vous gardez. Et vous le faites année après année. »
Cependant, les phytogénéticiens ont des outils qui manquaient aux anciens. Ils ont utilisé un processus appelé sélection moléculaire, dans lequel ils utilisent l'analyse génétique pour déterminer les traits de la plante, avant même qu'il n'atteigne sa taille normale, pour repérer les plantes ayant le plus grand potentiel de reproduction.
"Ça nous a pris 10, 000 ans et 200 ans intensifiés d'élevage moderne pour obtenir les récoltes que nous avons aujourd'hui, " dit Stroer. En comparaison, "Il en a fallu 20 pour amener Kernza là où il se trouve. Il en faudra peut-être encore 20 pour qu'il rivalise à grande échelle avec les annuelles."
Mais dans l'effort de transformer Kernza en une culture commercialement viable, il y a beaucoup de travail à venir. Stroer dit que les chercheurs travaillent maintenant pour augmenter la taille et le nombre de graines produites par chaque plante Kernza, et augmenter la hauteur des plantes.
Un inconvénient de Kernza est que contrairement au blé conventionnel, il ne se prête pas encore au battage libre, dans lequel le grain comestible se détache facilement de la plante, et nécessite à la place une autre étape appelée décorticage pour enlever la peau de la graine avant qu'elle puisse être transformée en farine, selon Stroer.
« La récolte du grain de Kernza peut également être plus difficile que celle des céréales annuelles comme le blé, car les tiges de Kernza restent vertes après la maturité du grain, alors que les tiges de blé sénescent pleinement [ou vieillissent et se fanent] et passent plus facilement dans les moissonneuses-batteuses, " dit Matt Ryan, professeur agrégé de sciences du sol et des cultures à l'Université Cornell et co-auteur de cet article 2018 Bioscience sur les méthodes de culture Kernza, par email.
En plus d'élever Kernza pour le rendre apte au battage libre à l'avenir, les scientifiques travaillent pour que le rendement produit par les fermes Kernza corresponde à ce qu'ils ont pu obtenir sur leurs parcelles de recherche. À cette fin, ils recueillent des données auprès des agriculteurs pour aider à déterminer comment chronométrer la récolte de Kernza, quels réglages seraient optimaux pour les moissonneuses-batteuses, et d'autres facteurs qui pourraient rendre les champs plus productifs. Déjà, Kernza est cultivé sur 2, 025 acres (819 hectares) dans 15 États et plus de 100 agriculteurs et 53 partenaires de recherche différents de diverses institutions travaillent à cet effort.
Les chercheurs travaillent également avec des boulangers, cuisiniers, brasseurs et distillateurs pour développer des produits utilisant Kernza, pour aider à créer un futur marché pour elle. Un produit déjà sur le marché est la Long Root Pale Ale, dont le créateur, Dispositions Patagonie, cite les points positifs environnementaux de Kernza dans son marketing.
"Je travaille avec Kernza depuis 10 ans et ça a été une aventure amusante, " Steve Culman, professeur assistant à l'école de l'environnement et des ressources naturelles de l'Ohio State University, et l'un des co-auteurs de Ryan, dit par e-mail. "Je pense que l'une des choses que j'ai vraiment appris à apprécier, c'est que la réussite de la domestication et du développement d'une nouvelle culture nécessite plus de travail que quiconque ne peut vraiment l'imaginer. C'est un effort de collaboration majeur qui nécessite vraiment que beaucoup de personnes travaillent ensemble - des scientifiques de nombreux disciplines, acteurs de la chaîne alimentaire et un marché de consommation qui y est prêt et le veut. C'est une tâche assez ardue, mais aussi ce qui rend si amusant d'en faire partie."
Le programme Kernza de l'institut n'est qu'une partie d'un effort plus large visant à développer des cultures pérennes qui pourraient un jour remplacer les cultures annuelles conventionnelles. Également dans les travaux sont du blé vivace, sorgho, légumineuses et oléagineux. L'institut a aidé à lancer et à financer un programme dans la province chinoise du Yunnan pour développer une version pérenne du riz.
"Le but ultime est audacieux certes, mais il s'agit de remplacer les annuelles par des vivaces à l'échelle mondiale, " dit Stroer.
Maintenant c'est coolL'année dernière, La marque Cascadian Farms de General Mills a produit une céréale Honey Toasted Kernza en édition limitée, qu'il a vendu pour récolter des fonds pour les chercheurs. « Nous espérons que la récolte de cette année produira un volume plus élevé, de sorte que nous pourrons créer une céréale qui pourra être plus largement disponible, ", a déclaré un porte-parole de General Mills par e-mail.
