Un facteur clé de la prodigieuse production agricole de l'Amérique s'avère être quelque chose que les agriculteurs peuvent peu contrôler :un air pur. Une nouvelle étude menée par Stanford estime que les réductions de pollution entre 1999 et 2019 ont contribué à environ 20 % de l'augmentation des gains de rendement du maïs et du soja au cours de cette période, un montant d'environ 5 milliards de dollars par an.

L'analyse, publié cette semaine dans Lettres de recherche environnementale , révèle que quatre principaux polluants atmosphériques sont particulièrement dommageables pour les cultures, et représentaient une perte moyenne d'environ 5 pour cent de la production de maïs et de soja au cours de la période d'étude. Les résultats pourraient aider à éclairer les changements technologiques et politiques au profit de l'agriculture américaine, et souligner l'intérêt de réduire la pollution de l'air dans d'autres parties du monde.

"Les impacts de la pollution de l'air ont été difficiles à mesurer dans le passé, parce que deux agriculteurs, même à seulement 10 miles l'un de l'autre, peuvent être confrontés à une qualité de l'air très différente. En utilisant des satellites, nous avons pu mesurer des schémas à très fine échelle et décrypter le rôle des différents polluants, " a déclaré l'auteur principal de l'étude, David Lobell, Gloria et Richard Kushel Directeur du Centre sur la sécurité alimentaire et l'environnement.

La recherche met en évidence la puissance considérable des satellites pour éclairer les impacts de la pollution à une échelle impossible autrement. Ce pouvoir pourrait être encore plus précieux dans les pays ayant moins accès aux moniteurs d'air et aux données de rendement.

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Les scientifiques savent depuis longtemps que la pollution de l'air est toxique pour la vie végétale à fortes doses, mais pas à quel point les rendements des agriculteurs sont réellement touchés aux niveaux actuels. L'impact de la pollution sur l'agriculture en général, ainsi que les effets des polluants individuels, est également restée inconnue.

En se concentrant sur une région de neuf États (Illinois, Indiana, Iowa, Michigan, Minnesota, Missouri, Ohio, Dakota du Sud et Wisconsin) qui produit environ les deux tiers de la production nationale de maïs et de soja, Lobell et co-auteur de l'étude Jennifer Burney, professeur agrégé de sciences de l'environnement à l'Université de Californie, San Diego, visant à mesurer l'impact de l'ozone sur les rendements des cultures, affaire particulière, dioxyde d'azote et dioxyde de soufre.

L'ozone est le résultat de réactions chimiques provoquées par la chaleur et la lumière du soleil entre l'azote et les hydrocarbures, tels que ceux trouvés dans les gaz d'échappement des voitures. Les particules se réfèrent à de grosses particules de poussière, saleté, suie ou fumée. Le dioxyde d'azote et le dioxyde de soufre sont des gaz rejetés dans l'atmosphère principalement par la combustion de combustibles fossiles dans les centrales électriques et autres installations industrielles.

« Cela a été un problème délicat à démêler car historiquement, nos mesures de différents types de polluants atmosphériques et nos mesures de rendements agricoles ne se sont pas vraiment chevauchées spatialement à la résolution nécessaire, " a expliqué Burney. " Avec les nouvelles données à haute résolution spatiale, nous pourrions examiner les rendements des cultures à la fois près des moniteurs de pollution et des sources d'émissions de polluants connues. Cela a révélé des preuves de différentes ampleurs d'impacts négatifs causés par différents polluants. »

Lobell et Burney ont étendu leur analyse à 1990, lorsque le Congrès a adopté des amendements à la Clean Air Act qui ont permis d'améliorer considérablement la qualité de l'air dans tout le pays. Les chercheurs ont examiné les données sur la pollution de l'air provenant de centaines de stations de surveillance de la région, données fédérales sur les émissions des centrales électriques, observations par satellite du dioxyde d'azote autour de ces centrales électriques, les données de rendement des cultures provenant d'enquêtes fédérales et d'images satellites, et les données météorologiques pour tenir compte des conditions de la saison de croissance connues pour expliquer les variations de rendement des cultures.

Des découvertes surprenantes

Ce que Lobell et Burney ont découvert les a surpris. Parmi leurs conclusions :Effets négatifs de chacun des quatre polluants sur les rendements du maïs et du soja, et une nette augmentation du rendement au fur et à mesure que l'on s'éloignait des centrales électriques - en particulier des installations à charbon - les cultures étaient cultivées. Les modèles spatiaux uniques de chaque polluant leur ont permis de démêler l'effet de chaque polluant d'une manière que les études antérieures ne pouvaient pas.

Les chercheurs ont estimé que les pertes de rendement totales dues aux quatre polluants étaient en moyenne de 5,8 pour cent pour le maïs et de 3,8 pour cent pour le soja au cours des deux dernières décennies. Ces pertes ont diminué au fil du temps à mesure que l'air devenait plus pur. En réalité, la réduction de la pollution atmosphérique a contribué à une croissance estimée de 4 pour cent des rendements de maïs et de 3 pour cent de croissance des rendements de soja, soit des augmentations équivalentes à 19 pour cent des gains de rendement globaux du maïs au cours de la période et à 23 pour cent des gains de rendement globaux du soja.

« Nous savons déjà que le Clean Air Act a entraîné des milliards de dollars de bénéfices en termes de santé humaine, donc je considère ces milliards de bénéfices agricoles comme la cerise sur le gâteau, " a déclaré Lobell. "Mais même si c'est une petite partie des avantages de l'air pur, cela a été une assez grande partie de notre capacité à continuer à augmenter la productivité agricole. »