Projet H2020 SolACE : Solutions pour améliorer les agroécosystèmes et l'efficacité des cultures en matière d'utilisation de l'eau et des nutriments

Les données collectées dans des formats harmonisés ont été partagées dans le référentiel SolACE et utilisées pour paramétrer les modèles de cultures et évaluer la production de blé et de pommes de terre en Europe, sur la base des climats actuels et projetés pour divers scénarios de gestion. Des expériences ont été menées avec divers germoplasmes de chaque culture pour identifier les traits clés des racines/du microbiome et les traits aériens (ou des combinaisons de ceux-ci) qui contribuent à la tolérance des cultures aux limitations combinées en eau et en azote/phosphate (N/P). Les racines et les pousses ont été phénotypées dans des environnements contrôlés et sur le terrain dans des panels de large diversité pour chaque culture. Des essais sur le terrain à plus petite échelle ont également été menés pour des analyses plus précises des réponses des cultures au stress combiné et à la simulation avec des modèles couplés d'architecture culture/racine. De nouvelles stratégies et de nouveaux outils de sélection ont été conçus pour identifier des marqueurs dérivés de gènes pour les caractères aériens et souterrains pour l’adaptation des cultures au stress combiné.

Des modèles de sélection génomique (GS) basés sur les caractères racinaires du blé ont été développés et testés. Une stratégie de sélection participative a été appliquée dans les communautés de producteurs de blé dur cultivés de manière biologique, et les changements induits par le stress combiné ont été étudiés dans les populations de sélection évolutive. De nouveaux hybrides F1 de pomme de terre diploïde et de blé tendre ont été produits et testés pour leur adaptation aux stress combinés. Diverses pratiques de gestion ont également été testées dans des conditions de pré-culture contrôlées : combinaisons de souches microbiennes, rotations de cultures et mélanges de génotypes de blé dur. De nombreux essais sur le terrain ont été menés à travers l’Europe pour évaluer ces différentes pratiques de gestion conçues pour améliorer la résilience au stress. Sept réseaux d’agriculteurs ont été créés pour tester des combinaisons de certains des nouveaux génotypes et pratiques de gestion susmentionnés dans des exploitations agricoles présentant des conditions pédoclimatiques contrastées à travers l’Europe. L’analyse du cycle de vie (ACV) a été utilisée pour réaliser une évaluation multicritère des innovations testées dans ces réseaux. Des ateliers ont été organisés avec les parties prenantes pour recueillir des commentaires sur les innovations testées.

La modélisation des cultures a montré une grande variété de réponses des cultures au changement climatique, soit négatives dans les régions du sud et de l’est de l’Europe, soit positives dans d’autres régions. Dans ces cas, des améliorations de rendement dues à l’augmentation du CO2 et de la température sont possibles, en supposant qu’aucun autre stress ne se produise. Des expériences et des simulations de modèles avec divers germoplasmes de blé et de pomme de terre ont montré dans quelles circonstances les caractéristiques des cultures, des racines et du microbiome (ou des combinaisons des deux) contribuaient à la tolérance des cultures au stress hydrique, azoté et phosphoré (N/P). Une diversité et une plasticité significatives des traits racinaires ont été constatées, faisant des efforts de SolACE un premier pas en avant, malgré les difficultés à isoler les traits qui contribuent au rendement des cultures. L’enracinement profond s’est révélé être un trait essentiel pour l’adaptation à la sécheresse et l’acquisition profonde de nutriments. Des modèles GS basés sur les traits racinaires ont été établis et validés pour améliorer l'adaptation du rendement du blé à de multiples stress.

L'hybride F1 expérimental produit à partir de pommes de terre et de blé tendre s'est avéré assez efficace pour faire face à de multiples types de stress dans des conditions de terrain. Dans le blé dur, la stratégie de sélection participative a permis de créer de nouvelles populations issues d’une population génétiquement diversifiée, avec la participation d’agriculteurs biologiques de Hongrie et d’Italie. En plus de ces stratégies et produits d’amélioration, les innovations de gestion testées ont démontré une efficacité plus ou moins grande dans des conditions combinées de sécheresse et de limitations N/P. Bien que l’utilisation de légumineuses comme pré-culture ou comme travail réduit du sol soit souvent efficace, les mélanges de génotypes de blé dur et d’inoculants formulés par des consortiums microbiens étaient prometteurs, bien que leur effet dans les conditions de terrain ne soit pas toujours significatif. La participation des agriculteurs au projet a suscité de l’intérêt et de l’enthousiasme pour la plupart des innovations testées. Selon l'ACV, des expériences menées à la ferme ont mis en évidence le potentiel des légumineuses à grains dans les rotations pour réduire l'empreinte carbone des céréales et améliorer les marges économiques des agriculteurs.

Les expériences menées à la ferme ont montré des résultats incohérents pour les inoculants microbiens et les hybrides de pommes de terre expérimentaux, mais les agriculteurs souhaitaient évaluer ces innovations sur une période de test plus longue. Les partenaires de SolACE ont impliqué des parties prenantes clés au-delà des agriculteurs à travers une série d’événements et de formes d’interaction. Des résumés de pratiques, des vidéos, du matériel de formation, des articles de presse évalués par des pairs, des bulletins d'information et des documents politiques sont disponibles sur le site Web de SolACE et dans la communauté Zenodo. Une exploitation plus poussée de certains résultats est actuellement envisagée pour les travaux menés sur les inoculants microbiens, les hybrides F1 de blé tendre et de pomme de terre, ainsi que pour les populations de blé dur issues de l’approche participative.