Relâchement de mucilage autour de la racine accolée du maïs. En exsudant du mucilage, les racines des plantes modifient les propriétés de la rhizosphère, affectant positivement l'absorption d'eau et de nutriments du sol. Crédit :Andrea Carminati
En raison du changement climatique, les cultures céréalières seront sans doute exposées à des périodes de sécheresse plus longues et plus fréquentes. Leur survie dépend de leur interaction avec l'eau, nutriments, bactéries, et les champignons dans le sol. Le nouveau réseau de recherche "RhizoTraits", coordonné par l'Université de Bayreuth, cherche aujourd'hui à faire la lumière sur la résilience variable des variétés de céréales. Les résultats doivent être intégrés dans des concepts bio-économiques pour renforcer la sécurité alimentaire. Le ministère fédéral allemand de l'éducation et de la recherche (BMBF) finance le projet initialement pour quatre ans à hauteur de 1, 9 millions d'euros, dont un million ira à l'Université de Bayreuth.
Les partenaires de coopération du nouveau réseau de recherche sont l'Université technique de Munich, l'Institut de technologie de Karlsruhe et l'Institut d'État bavarois pour l'agriculture. Le nom "RhizoTraits" dérive de la rhizosphère, la zone du sol dans laquelle les racines des plantes recherchent des nutriments et de l'eau, et où ils interagissent avec une grande variété de micro-organismes. « Ces processus souterrains sont la clé de l'adaptabilité et de la résistance des plantes céréalières au changement climatique. C'est pourquoi nous devons en savoir plus sur les propriétés spécifiques de la rhizosphère qui profitent ou nuisent aux plantes en période de sécheresse. Les différences entre les différentes variétés de céréales doivent C'est le seul moyen de rendre nos écosystèmes agricoles plus robustes sur le long terme, " explique le professeur junior Dr. Johanna Pausch, coordinateur de l'association de recherche. Elle dirige le groupe de travail sur l'agroécologie à l'Université de Bayreuth et est membre du Bayreuth Center of Ecology &Environmental Research (BayCEER).
La sécurité alimentaire à l'heure du changement climatique
Aperçu de la rhizosphère. Coupe longitudinale à travers le réseau racinaire de l'orge. Crédit :Maire Holz
Plus les interactions au sein de la rhizosphère sont comprises de manière précise et complète, plus les conséquences du changement climatique pour l'agriculture peuvent être prédites de manière fiable. Mais les partenaires de recherche de « RhizoTrait » ne se préoccupent pas que de prévisions. Plus importantes sont les mesures de politique agricole et alimentaire qui anticipent ces conséquences prévisibles du changement climatique. « Sur la base de nos résultats de recherche conjoints, nous espérons proposer des concepts innovants visant à assurer des rendements agricoles en phase avec les besoins d'une population mondiale croissante malgré les conditions climatiques changeantes. Nous considérons ces recommandations d'action comme une contribution à une bioéconomie dans laquelle durabilité et sécurité alimentaire sont étroitement liées, " dit Pausch.
Les vieilles cultures :une précieuse source d'informations
Une particularité des travaux de recherche prévus est que les anciennes cultures, peu pertinent pour l'agriculture aujourd'hui, sont inclus dans ses enquêtes. La plupart des variétés de céréales cultivées aujourd'hui ont été sélectionnées au cours des 50 dernières années. L'accent a été mis sur l'augmentation des rendements, tandis que des approvisionnements suffisants en eau et en nutriments ont été considérés comme acquis. La question de savoir si ces plantes peuvent s'adapter aux pénuries d'eau et de nutriments liées au climat a donc été largement ignorée.
Au cours de cette évolution, cependant, certains gènes importants pour la résilience des plantes céréalières peuvent avoir été perdus. Ils permettent aux plantes d'influencer les conditions du sol à leur avantage. Par exemple, les racines peuvent sécréter des substances qui favorisent l'établissement de colonies de champignons et de bactéries à proximité immédiate. Les symbioses avec des champignons qui fournissent des nutriments ou des symbioses avec des bactéries capables de lier l'azote de l'air rendent les plantes moins sensibles aux conséquences de la sécheresse ou d'autres événements extrêmes. Les anciennes variétés de cultures peuvent montrer si la base génétique d'une telle autoprotection a été modifiée par une sélection purement axée sur le rendement. En outre, ils peuvent contenir d'autres indications sur les caractéristiques de la rhizosphère qui peuvent améliorer la tolérance au stress des plantes.
