Modèles écophysiologiques du blé pour l`étude de la nuisibilité de

Impacts du changement climatique
sur le blé
Pistes d’adaptation
Philippe GATE
ARVALIS – Institut du végétal)
Avec la collaboration :
ARVALIS – Institut du végétal : Olivier DEUDON, David GOUACHE
EARL Rouillot : Laurent VIGNIER (agriculteur)
Impacts du changement climatique sur le blé
 Analyse avec les scénarios A2 et B2
 Hypothèses différentes de précocités variétales, dates de semis
et 2 niveaux de réserves utiles (70 et 140 mm)
Pas de prise en compte du CO2
 Attitude « pessimiste », les années sans fortes T°C
Simulations des stades, des risques « phénoclimatiques »
et de leurs incidences
Région
Nord Est
St Quentin (02), Auxerre (89), Reims (51), Macon (71), Dijon (21),
Besançon (25), Nancy (54), Strasbourg (67).
Nord Ouest Brest (29), Lorient (56), Rennes (35), La Roche sur Yon (85),
Tours (37), Orléans (45), Abbeville (80), Trappes (78).
Sud Est
Millau (12), Vichy (03), Lyon (69), Clermont Fd (63), Nice (06)
Montpellier (34), Embrun (05)
Sud Ouest
Bordeaux (33), Biscarosse (33), Agen (57), Gourdon (47), Pau (64)
Limoges (87), Carcassonne (11), Aurillac (15), Toulouse (31).
Les « stations » utilisées pour les simulations
Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris
Effets agronomiques de l’enrichissement en CO2
des dispositifs adaptés :
FACE (free air CO2 enrichment)
doublement du CO2
à l’échelle du champ
Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris
Impact de l’enrichissement en CO2 sur le rendement
des résultats significativement différents
selon le mode d’obtention des références
1. OBSERVATIONS
Comparaison
FACE/ enceintes
Dispositif
Enceintes
contrôlées
(373 – 565 ppm)
FACE
(367 – 583 ppm)
2. OBSERVATIONS
/MODELES
Comparaison
FACE/ modèles
(sans stress hydrique)
Décile 1
Moyenne
Décile 9
1.01
1.31
1.72
1.05
1.14
1.2
FACE Demeter LINTUL AFRC mC-Wheat Sirius
1.08
1.30
1.33
1.3
1.32
1.16
(d’après S. Long et al., 2008)
Sur estimation de l’effet de compensation du CO2
en utilisant les modèles ?
Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris
Effets physiologiques de l’enrichissement en CO2
Effets théoriques
bénéfiques…


Augmentation de l’assimilation du
CO2
Diminution possible de la
transpiration
⇒ augmentation de l’efficience
de l’eau
… dépendants de l’environnement.
 Fortes T°C, sécheresse
- fermeture stomatique
- synthèses d’hormones de stress (ABA, éthylène)
- impacts physiques (altération des membranes)
 Fortes T°C
- inhibition de l’activité enzymatique dont les
amylases synthases (amidon du grain)
- augmentation de la respiration (nocturne)
- raccourcissement du cycle dont montaison
(production MS)
 Ozone, UV
Quel bénéfice du [CO2] en
présence de fortes T°C et de
sécheresse prononcées ?
- stress oxydatifs, altération de la synthèse
des protéines (dont la Rubisco)
Sur estimation de l’effet de compensation du CO2
en utilisant les modèles ?
Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris
Production de biomasse à la floraison
RU = 140 mm
TOULOUSE (31)
12/5
0%
2/5
-10%
22/4
Date épi1cm
-30%
2/4
23/3
-40%
13/3
Perte de MS
-20%
12/4
-50%
3/3
-60%
22/2
-70%
12/2
2/2
1981
 Pénalisée significativement
dans la plupart des régions
sauf régions du nord ouest
 Pour les régions pénalisées,
fort effet de la RU du sol ;
pertes déjà importantes en
période proche si RU faible
-80%
2001
2021
2041
2061
ANNEE
Rennes (35)
2081
Date épi1cm
Perte de MS
RENNES (35)
12/5
0%
2/5
-10%
22/4
Date épi1cm
-30%
2/4
23/3
-40%
13/3
Perte de MS
-20%
12/4
-50%
3/3
-60%
22/2
-70%
12/2
2/2
1981
-80%
2001
2021
2041
ANNEE
2061
2081
Date épi1cm
Perte de MS
Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris
Anticipation des stades de développement
En moyenne : 5 jours entre 2020 et 2050 ; de 10 à 15 jours
entre 2070 et 2100 semble linéaire
Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris
OBSERVATION :
- 7 jours en moyenne sur 20 ans
L’anticipation observée semble avoir été plus rapide
17-juin
12-juin
07-juin
02-juin
28-mai
23-mai
18-mai
13-mai
08-mai
date épiaison précoce
date épiaison tardif
03-mai
1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
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Le poids des grains
A2
TOULOUSE (31)
1/6
45
22/5
40
12/5
35
25
12/4
20
2/4
15
23/3
10
13/3
5
3/3
22/2
1981
2001
2021
A2
2041
2061
2081
Date d'épiaison
Perte de PMG
RENNES (35)
1/6
45
22/5
40
12/5
35
2/5
Date d'épiaison
 Faible influence de la RU car
les préjudices résultent avant tout
de l’augmentation des températures
0
ANNEE
30
22/4
25
12/4
20
2/4
 Pour la période proche, très peu
d’effets : l’anticipation compense
l’augmentation plus modérée de
la température et de la sécheresse
15
23/3
10
13/3
5
3/3
22/2
1981
Perte de PMG
30
22/4
Perte de PMG
Date d'épiaison
2/5
 En dépit de cette avancée des
stades, très fortes augmentations
des pénalités sur le poids des grains
pour la période lointaine dans
la quasi-totalité des régions, à
l’exception des bordures maritimes
du nord-ouest
0
2001
2021
2041
ANNEE
2061
2081
Date d'épiaison
Perte de PMG
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Le poids des grains
Arpège 2007- Scenario A2
Shango semé le 20 octobre
30
34
pertes de PMG simulées
25
20
56
15
26
40
47 31
11
3746
85 3345
63
78
54
89 71
21
35
3 69
67 15
64 51
87
25
5
12
2071 à 2096
2021 à 2046
Bissectrice
14
80
29
10
Variété demi tardive + 7g
5
La précocité des variétés
cultivées a un impact
significatif sur
la réduction des pénalités
0
0
5
10
15
20
25
Arpège 2007- Scenario A2
Trémie semé le 20 octobre
30
perte de PMG de la pèriode de référence
30
84
5
pertes de PMG simulées
25
3147 3446
33
11
69
45 3 54
67
37
2163 12
78 64
1589
3585
71
51
25
2 40 87
20
15
2071 à 2096
2021 à 2046
Bissectrice
56 6
80 14
10
Variété précoce + 4g
29
5
0
0
5
10
15
20
25
30
perte de PMG de la pèriode de référence
Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris